基于蓝牙的无线输液警报系统毕业设计.doc

本科毕业设计 论文 本科毕业设计 论文 论文题目 基于蓝牙的无线输液报警系统论文题目 基于蓝牙的无线输液报警系统 摘 要 I 摘摘 要要 静脉输液是现在医院中常用的输液方式 然而大部分的输液要靠医护人员不定时地巡检 这使 得在就医高峰期 医护人员很难应付 常常会造成无法及时停止输液而导致危害病人的健康甚至危 及病人的生命 本论文是设计一个一主多从的输液报警系统 设计利用光电检测输液管内的液面变化 通过甄 别液面变化的电信号判断输液是否完成 及时产生输液完成的报警提示 利用单片机把报警信号经 蓝牙无线传输到报警终端 实现从机 输液检测端和主机 报警端双重报警 主从机蓝牙的使用 可 以实现整个输液报警系统实现一个主机 报警终端同时对多个从机 输液检测端实施集中式管理 蓝 牙的无线传输可以使得从机 输液检测端在主机蓝牙有效的信号覆盖范围内任意移动 这样可以很 好地解决输液管理问题 减轻医护人员的工作压力 缓解医护人员不足的矛盾 关键词关键词 光电检测 蓝牙 无线传输 输液报警 Abstract II ABSTRACT Intravenous infusion is the commonly used transfusion method in hospital now but most of the infusions depend on the inspection of paramedics from time to time what makes paramedics difficultly to cope with when in the medical treatment peak and it often leads to the not timely discontinuation of the infusion that harm the patients health and even endanger their life The present paper is to design an infusion alarm system of one leader with multi followers which uses photo electricity to detect liquid level change in the infusion tube to determine the infusion is complete or not through discriminating the liquid surface changes of electrical signal The timely alarm prompt of transfusion completion transfers the alarm signal to the alarm terminal via the Bluetooth wireless by using the SCM to achieve the dual alarm which from the machine infusion test terminal and the host machine alarm terminal The use of master slave machine s Bluetooth can make the whole infusion alarm system to achieve the centralized management which from one host machine alarm terminal to many slave machines infusion test terminal over the same time Bluetooth wireless transmission can make the slave machine infusion test side to move arbitrarily within the range that host Bluetooth effective signal coverage so it can solve infusion management problems very well reduce paramedics pressure and ease the lack of paramedic Key Words Photodetector Bluetooth wireless transmission Transfusion alarm 目 录 III 目目 录录 摘 要 I ABSTRACT II 第一章 绪论 1 1 1 研究的意义 1 1 2 国内外的研究状况 1 1 3 主要研究内容 1 1 4 主要设计思路 1 第二章 系统硬件电路设计 2 2 1 系统总体框图 2 2 1 1 从机 输液检测端 2 2 1 2 主机 报警终端 2 2 2 单元电路设计 3 2 2 1 电源电路 3 2 2 2 液面光电检测 3 2 2 3 报警信号甄别 5 2 3 蓝牙系统 5 2 3 1 蓝牙模块外围电路 6 2 3 2 蓝牙从机控制电路 7 2 3 3 蓝牙主机控制电路 7 第三章 系统软件设计 8 3 1 输液检测端软件系统 8 3 2 报警终端软件系统 10 第四章 系统调试与测试 13 4 1 系统硬件电路调试 13 4 1 1 光电液面检测调试 13 4 1 2 报警信号甄别电路调试 13 4 1 3 蓝牙控制调试 13 4 2 系统软件调试 14 目 录 IV 4 2 1 从机 输液检测端单片机系统调试 14 4 2 2 主机 报警终端单片机系统调试 15 4 2 3 单片机联合调试 16 4 3 系统测试 16 4 3 1 一对一系统测试 16 4 3 2 一对多系统测试 16 第五章 总结与展望 18 5 1 总结 18 5 2 不足与展望 18 致 谢 19 参考文献 20 附 录 21 附录一 程序源代码 21 附录二 总电路图 26 附录三 实物图 28 第一章 绪论 1 第一章第一章 绪论绪论 1 1 研究的意义研究的意义 静脉输液治疗疾病是临床医疗工作中常用的治疗手段 目前国内大多数医院中所使用的静脉 输液器 大都采用悬挂方式 即依靠重力原理进行输液 由于病情不同 不少患者一天需输几组药 液 因输液时间长 患者卧床产生疲劳 易在输液过程中熟睡 当液体输完时 如床旁无陪侍或医 护人员未及时换药或拔针头 将会出现空气进入血管内形成空气栓塞 凝血堵针头等情况 轻则延 误治疗 给病人造成痛苦 重则会严重危及患者的身心健康 发生不可弥补的医疗事故 目前 临床输液中采取的对应措施一般是由患者 陪侍或医护人员随时观察监视药液余量情况 牵扯精力大 效率低 特别是在患者增多 医护人员紧张的情况下 这个矛盾尤为突出 为此 结 合临床实践 本研究采用一个终端监控多个检测器的办法 在患者众多的情况下给医护人员及时提 供换药或拔针的提示信号 从而减轻了患者和医护人员在输液过程中的心理负担和反复观察监视的 劳动强度 具有很强的实用价值 1 2 国内外的研究状况国内外的研究状况 在国外 电子在医疗方面的应用起步很早 并且经过实际的临床使用 证明 得到逐步推广 形成医疗器械的智能化 美国 日本等一些发达国家走在世界的前列 较早的电子医疗器械强调高 精 尖 都是大型器械 而且投资巨大 使用的广泛性受到限制 经过十几年的发展 一些智能医 疗器械逐步向小型化靠拢 其中应用于静脉输液的报警器 恒温加热装置应运而生 这不但减小了 医疗事故的发生 也提高了医疗工作的效率 例如美国的V520全自动输液报警器等 我国在这方面的起步较晚 现今我们所使用的产品都是进口的 价格比较昂贵 国内所有正在 研制厂家的产品也很不理想 且成本较高 如北京东方美源科技有限公司生产的输液监控仪都是单 机版 价位却在几千元 1 3 主要研究内容主要研究内容 本文以输液监控作为研究对象 研究内容包括 采用光电检测对液面进行监控 用蓝牙通讯进 行数据的无线传输 单片机控制等 根据设计的要求确定各个部分的设计方案 包括硬件和软件 解决设计中遇到的难题 1 4 主要设计思路主要设计思路 本设计包括主机 报警终端和从机 输液检测端两个独立部分 从机 输液检测端通过光电传感器 对输液管内的液面变化进行检测 将液面变化信号转化为光信号的变化 再由光电传感器将光信号 转化为电信号的变化 由甄别电路通过对电信号的变化判断药液是否用完 从而产生输液报警信号 用输液报警信号触发从机 输液检测端的单片机 单片机将从机 输液检测端的编号传送到与其相连 的从机蓝牙模块 通过蓝牙无线传输将报警编号发送到主机 报警终端 产生对不同从机 输液检测 端所产生的输液完成报警 将多个从机 检测端和一个主机 报警终端组合在一起实现一个小型的无 线输液报警系统 第二章 系统硬件电路设计 2 第二章第二章 系统硬件电路设计系统硬件电路设计 2 1 系统总体框图系统总体框图 本输液报警系统是由一个主机 报警终端和多个独立的从机 输液输液检测端组成的一个一主多 从的无线网络输液报警系统 报警终端和输液检测端之间通过串口蓝牙模块可以进行双向无线传输 每个输液检测端都有 一个唯一的系统编号 而且检测端与检测端间是独立的 彼此间不影响各自的工作 输液检测端检测到输液完成后产生报警信号 信号经蓝牙无线传输到报警终端产生相应的输 液完成报警提示 由于采用了蓝牙无线传输 所以每个输液检测端都是可移动的 这将大大提高系统的方便性 其总系统框图如图 2 1 所示 图 2 1 系统的总框图 2 1 1 从机从机 输液检测端输液检测端 输液检测端首先通过单片机的外中断向报警终端确认该编号的检测器开始工作 然后利用光 电检测输液管内的液面变化 获取液面的变化电信号 通过比较器判断输液管内是否还有药液 输液管内无液时产生声光报警信号 同时报警信号由单片机经串口蓝牙模块发给报警端的单片机 使报警终端产生对相应编号的检测端产生输液完成报警 检测端的系统框图如图 2 2 所示 图 2 2 输液检测端系统框图 2 1 2 主机主机 报警终端报警终端 报警终端根据蓝牙主机端收到的信息判断接收到的信号是输液检测端的开启信号还是报警信 第二章 系统硬件电路设计 3 号 根据信号点亮相关检测端工作状态指示灯或者产生相关的报警提示 并且控制蓝牙主机跟需 要进行数据传输的蓝牙从机进行配对 其系统框图如图 2 3 所示 图 2 3 报警终端系统框图 2 2 单元电路设计单元电路设计 系统单元电路主要包括系统电源电路 液面检测电路 报警信号甄别电路 蓝牙模块控制电 路 2 2 1 电源电路电源电路 电源是设计系统中的重要组成部分 主要是为各功能电路提供所需的工作电压 其稳压性能 直接影响系统工作的稳定性和可靠性 由于本设计所用的蓝牙模块采用 3 3V 电压供电 所以系统 电源采用可调节的 3 端正电压稳压器 LM317 实现 LM317 作为输出电压可变的集成三端稳压块 是一种使用方便 应用广泛的集成稳压块 在 输出电压范围 1 2 伏到 37 伏时能够提供超过 1 5A 的电流 其电路设计如图 2 4 所示 其输出电压 Vo 1 25 1 R2 R1 检测端电源由 9V 电池提供 报警终端的电源由 5V 直流稳压电源提供 图2 4 系统电源电路设计 2 2 2 液面光电检测液面光电检测 光电检测器件是利用物质的光电效应 把光信号转换成电信号的器件 它的性能对光电系统 的性能影响很大 如缩小系统的体积 减轻系统的重量 增大系统的作用距离等 对不同的光电 检测系统 其光电变换装置的组成和结构形式也就有所不同 本系统的光电变换形式为光被被测 对象遮挡的形式和光透过被测对象的形式的总和 本系统的光电变换类型为模拟量的变换 即被测的光信息量 通常为光通量 变为电信息量 光 第二章 系统硬件电路设计 4 电流 光通量入射到光电器件的光敏面上 输出光电流 二者成正比 所以 光电流的大小可以 反映出被测点信息量的大小 即光电器件输出的光电流Im是被测信息量Q的函数 Im f Q 光电 器件上产生的光电流I的大小 不仅与被测信息量Q的大小有关 而且与光辐射通量密度 光学系 统质量和光电器件本身的性能有关 所以要求光源的性能稳定 特别要求它们的特性不因工作时 间 电源电压波动以及温度变化等原因而发生变化 否则 由于光源特性的改变将明显引起输出 电流的变化 给光信号检测带来误差 本检测端的系统光源采用白色散光型发光二极管 其具有功耗低 发光均匀 工作稳定 价 格便宜等特点 其电路符号如图2 5所示 图2 5 发光二极管电路符号 图2 6 光电二极管电路符号 当被测对象因光的反射率 折射率变化或者是被测对象本身光辐射的强度变化 此时的光信 号幅度大小也随之改变 为准确测出幅度大小的变化 必须选用线性好 响应快的器件 系统报 警和滴速检测部分是利用幅度变化 来判断是否报警 所以选用光电二极管 光电二极管是一种光能与电能进行转换的器件 PN结型光电二极管充分利用PN结的光敏特性 将接收到的光的变化转换成电流的变化 其符号如图2 6所示 图2 7为光电二极管的伏安特性曲线 在无光照的时候 光电二极管与普通二极管一样 具有单向导电性 外加正向电压时 电流与端 电压成指数关系 见特性曲线的第一象限 外加反向电压时 反向电流称为暗电流 通常小于0 2 u A 在有光照的时候 特性曲线下移 分布在第三 第四象限 特性曲线是一组横轴的平行线 光电流是光电二极管在反向时受到光照而产生的电流 当电压大到一定值时 光电流趋于饱和 此时光电流与所加电压几乎无关 它仅取决于光照强度 照度一定的时候 光电二极管可等效成 恒流源 照度越大 光电流越大 在较小的负载电阻下 表现出良好的线性 图 2 7 光电二极管的伏安特性曲线 本系统报警部分采用光电原理非接触式探测液面变化 判定输液管中是否有药液存在 装置 结构如图 2 8 所示 发光二极管和光电接收二极管位于输液管的两侧 根据输液管内柱形液体 截 面为凸透镜 的透聚光原理判断输液是否结束 第二章 系统硬件电路设计 5 图2 8 液面检测装置 由于输液管是一根透明塑料管 当管内有液体时 管壁和管内柱形液体相当于一个柱形透镜 光线不仅能透过 而且还能聚集到一条线上 当管内无药水时 管内气体对光线形成散射 光线主 要在管壁内 仅有很小一部分光线溢出 光电二极管能把这种光信号的变化转变成电信号的变化 液面变化电信号经甄别电路的处理 驱动报警装置在无药水的情况下发出报警 液面检测电路如图 2 9 所示 根据光电二极管接收到的光强度不同 B 点将出现不同的电压值 具体为随光电二极管的接收到光强度是的增强 光电二极管的反向电阻减小 而反向电流增大 B 点电压 U 增大 图2 9 液面检测电路 图2 10 信号甄别电路 2 2 3 报警信号甄别报警信号甄别 报警信号甄别采用电压比较器来实现 电压比较器的功能 比较两个电压的大小 用输出电压 的高或低电平 表示两个输入电压的大小关系 当 输入端电压高于 输入端时 电压比较 器输出为高电平 当 输入端电压低于 输入端时 电压比较器输出为低电平 具体电路如图 2 10 LM358 内部包括有两个独立的 高增益 内部频率补偿的双运算放大器 适合于电源电压 范围很宽的单电源使用 也适用于双电源工作模式 管脚图如图 2 11 所示 甄别电路主要是通过把滑动变阻器产生的参考电压 Vt1 和 Vt2 Vt2 Vb 进行比较 当 Vt1 Vt2 时 比较器输出高电平 报警指示灯不亮 蜂鸣器不响 当 Vt1 30H 确认在使用的检测器 第三章 系统软件设计 12 CJNE A 01H J1 SETBP0 1 CLR P1 1 LJMP EXIT J1 CJNEA 02H J2 SETBP0 2 CLR P1 2 LJMP EXIT J2 CJNEA 03H J3 SETBP0 3 CLR P1 3 LJMP EXIT J3 CJNEA 04H J4 SETBP0 4 CLR P1 4 LJMP EXIT J4 CJNE A 05H EXIT SETBP0 5 CLR P1 5 LJMP EXIT 报警提示 L1 MOVA R0 CJNE A 31H L2 CLRP0 1 SETBP1 1 LCALL LED L2 CJNE A 32H L3 CLRP0 2 SETBP1 2 LCALL LED L3 CJNE A 33H L4 CLRP0 3 SETBP1 3 LCALL LED L4 CJNE A 34H L5 CLRP0 4 SETBP1 4 LCALL LED L5 CJNE A 35H EXIT CLRP0 5 SETBP1 5 EXIT SETBP3 6 CLR P3 6 RETI LED CLRP0 0 MOV DPTR TAB MOVC A A DPTR MOV P2 A RET 显示数字笔段代码 TAB DB 0C0H 0F9H 0A4H 0B0H 99H 92H 82H 0F8H 第四章 系统调试与测试 13 第四章第四章 系统调试与测试系统调试与测试 4 1 系统硬件电路调试系统硬件电路调试 4 1 1 光电液面检测调试光电液面检测调试 液面检测是本设计的关键所在 实验调试分四种情况 1 发光二极管与光电二极管间预留的输液管槽内空着 检测 B 点电压 2 发光二极管与光电二极管间预留的输液管槽内放充满透明药液的输液管 检测 B 点电压 3 发光二极管与光电二极管间预留的输液管槽内放充满带浅颜色药液的输液管 检测 B 点电 压 4 发光二极管与光电二极管间预留的输液管槽内放无药液的输液管 检测 B 点电压 实验结果如表 4 1 由此 可将比较器 LM358 的负输入端的参考电压定为 1V 输液槽内只要 不是空的输液管 比较器将输出高电平 当输液管内无药液时 比较器输出由高电平跃变为低电平 表 4 1 光电液面检测结果 输液管情况B 点电压 无输液管2 4V 有输液管 管内有透明药液 2V 有输液管 管内有浅颜色药液 1 6V 1 9V 有输液管 管内无药液 0 9V 4 1 2 报警信号甄别电路调试报警信号甄别电路调试 电路调试时把比较器负输入端的参考电压定为 1V 正输入端电压大于 1V 时 比较器输出端 为 2 7V 属于高电平 当正输入端电压小于 1V 时 报警指示灯点亮 蜂鸣器响 测得比较器输出 端电压为 1 2V 出现 低电平 但这时候未能触发单片机进入外中断 断开报警指示灯和蜂鸣器 比较器输出端电压为 0 9mV 可以触发单片机进入外中断 很显然 电源经过报警指示灯以及蜂鸣 器将一部分电压加在比较器输出端 针对此情况 对报警信号甄别电路增加一比较器 两个比较器 的输入接法完全相同 增加的比较器输出端直接接到单片机 INT0 中断的触发端 电路如图 4 1 所 示 问题得到解决 图 4 1 修改后的报警信号甄别电路 4 1 3 蓝牙控制调试蓝牙控制调试 蓝牙控制调试包括蓝牙从机的调试和蓝牙主机的调试 蓝牙从机的调试主要实现通过单片机控 制从机蓝牙的电源实现控制从机蓝牙的开与关 蓝牙主机的调试主要实现蓝牙主机的刷新 即将蓝 第四章 系统调试与测试 14 牙主机的 KEY 脚置高电平 清除蓝牙主机上一次连接的从机物理地址 调试蓝牙从机的时候 蓝牙从机一直不能工作 检测三极管 C2383 发射极电压为 2 4V 蓝牙 模块额定工作电压为 3 3V 由此可知三极管没有处于饱和导通的状态 而是处于放大的工作状态 将蓝牙从机控制电路改为图 4 2 中的控制方式 发现由于单片机 I O 口输出电流过小 而不能驱动 三极管处于饱和导通状态 导致蓝牙两端电压不能达到额定的 3 3V 进一步将修改蓝牙从机控制 电路如图 4 3 所示 当 P3 4 处于高电平时 第一个开关三极管导通 发射极输出高电平 驱动第二 个开关三极管处于饱和导通的状态 此时蓝牙从机两端的电压达到额定电压 3 3V 蓝牙可以正常 工作 P3 4 处于低电平时 两个三极管都处于截止状态 蓝牙从机关闭 图 4 2 蓝牙从机控制电路 图 4 3 蓝牙从机控制电路 报警终端控制蓝牙主机的管脚出现高电平时 开关三极管导通 发射极变成高电平 蓝牙主机 KEY 端为高电平 蓝牙主机清除上一次连接的蓝牙从机的物理地址 蓝牙主机可以跟其他需要进 行数据传输的蓝牙从机配对连接 4 2 系统软件调试系统软件调试 单片机系统调试分为仿真调试和实际单片机调试 仿真调试主要在电脑的仿真上完成 这里没 有叙述 以下为实际单片机调试过程和调试结果 包括从机 输液检测端的单片机系统调试 主机 报警终端单片机系统调试以及从机 检测端和主机 报警终端通过蓝牙连接进行联合调试 4 2 1 从机从机 输液检测端单片机系统调试输液检测端单片机系统调试 在面包板上搭建如图 4 4 所示电路 用串口线将单片机与电脑连接 用串口调试助手接收来自 于单片机的数据或者向单片机发送数据 程序定义调试从机 输液检测端单片机编号为 03H 调试 方法以及结果如表 4 2 1 2 第四章 系统调试与测试 15 图 4 4 从机 输液检测端单片机调试电路 表 4 2 从机 输液检测端单片机调试方法及结果 调试方法结果 触发 INT0 中断P3 4 为高电平 串口接收到的数据为 03H 数码管显示 3 通过串口助手向单片机发送 03H 后 P3 4 为低电平 单片机不能触发 INT0 中断 可以进行 INT1 中断 数码管熄灭 触发 INT1 中断P3 4 为高电平 串口接收到的是数据是 33H 数码管显示 3 通过串口助手向单片机发送 33H 后 P3 4 为低电平 单片机均不能触发 INT0 INT1 中断 4 2 2 主机主机 报警终端单片机系统调试报警终端单片机系统调试 在面包板上搭建如图 4 5 所示电路 用串口线将单片机与电脑连接 用串口调试助手接收来自 于单片机的数据或者向单片机发送数据 调试方法以及结果如表 4 3 第四章 系统调试与测试 16 图 4 5 主机 报警端单片机调试电路 表 4 3 主机 报警端单片机调试方法及结果 调试方法调试结果 通过串口助手向单片机发送 03H 3 号从机 输液检测端正常工作指示灯亮 串口助手同时接收到数 据 03H 通过串口助手向单片机发送 33H 3 号从机 输液检测端报警指示灯亮 正常工作指示灯熄灭 数码 管显示 3 蜂鸣器响 串口助手同时接收到数据 33H 触发 INT0 中断报警指示灯熄灭 数码管熄灭 蜂鸣器静音 4 2 3 单片机联合调试单片机联合调试 在面包板上搭建如图 4 6 所示电路 从机 输液检测端单片机与主机报警终端单片机之间通过蓝 牙无线连接 由于蓝牙的配对连接需要一定的时间 5s 之内 为了提高通讯的效率 检测端的 INT0 中断采用下降沿触发 INT1 采用电平触发 调试方法以及结果如表 4 4 上排从左到右为 1 5 号检测器正常工作指 示灯 发绿光 下排从左到右为 1 5 号检测器报 警作指示灯 发 红光 第四章 系统调试与测试 17 图 4 6 单片机联合调试电路图 表 4 4 单片机联合调试方法及结果 调试方法调试结果 第一次触发检测器端 INT0 中断 从机 输液检测端蓝牙从机启动并开始与主机配对连 接 数码管显示 3 第二次触发从机 输液检测端 INT0 中断 蓝牙主从机成功配对连接后 从机 输液检测端蓝牙从机关闭 数码管熄灭 报警 端 3 号检测器正常工作指示灯点亮 触发从机 输液检测端 INT1 中断 触发管 脚保持低电平到从机 输液检测端蓝牙从机 关闭之后 从机 输液检测端数码管显示 3 主机 报警端 3 号从 机 输液检测端报警指示灯亮 正常工作指示灯熄灭 蜂鸣器响 数码管显示 3 触发主机 报警终端 INT0 中断报警指示灯熄灭 数码管熄灭 蜂鸣器静音 4 3 系统测试系统测试 系统测试主要在从机 输液检测端与主机 报警终端之间进行一对一以及一对多的联合测试 4 3 1 一对一系统测试一对一系统测试 一对一系统测试是用一个从机 输液检测端和主机 报警终端进行联合调试 二者之间通过一对 蓝牙从机和蓝牙主机进行无线传输 具体调试方法及结果如表 4 5 4 3 2 一对多系统测试一对多系统测试 一对多系统测试是用多个从机 输液检测终端和主机 报警终端进行联合调试 主机 报警终端和 各个从机 输液检测终端的数据传输通过蓝牙主机选择性地与各个蓝牙从机进行配对连接进行无线 传输 由于从机蓝牙有限 这里只能以一对二的方式进行一对多的系统测试 具体调试方法及结果 如表 4 6 表 4 5 一对一系统测试方法及结果 调试方法调试结果 上排从左到右为 1 5 号从机 输液检测 端正常工作指示灯 发绿光 下排从左到右为 1 5 号从机 输液检测端 报警作指示灯 发红光 第四章 系统调试与测试 18 在输液槽内放一充满液体的输液管 开启从机 输液检测端和主机 报警终端 按从机 输液检测 端 INT0 键触发 INT0 中断 从机 输液检测端蓝牙数码管显示 3 从机 输液 检测端的从机蓝牙和主机 报警终端主机蓝牙启 动配对连接 主从机蓝牙成功配对后 再按从机 输液检测端 INT0 键触发 INT0 中断 从机 输液检测端蓝牙数码管熄灭 进入液面监 控状态 主机 报警终端 3 号从机 输液检测端正 常工作指示灯点亮 从机蓝牙关闭 主机蓝牙刷 新进入待机状态 把输液槽内的输液管换成空的输液管从机 输液检测端产生声光报警 数码管显示 3 蓝牙从机启动并与蓝牙主机开始配对连接 成功连接后 主机 报警终端数码管提示 3 号从 机 输液检测终端产生输液报警 3 号从机 输液 检测终端报警指示灯亮 蜂鸣器响 同时从机蓝 牙关闭 主机蓝牙刷新重新进入待机状态 表 4 6 一对多系统测试方法及结果 测试方法测试结果 在两个从机 输液检测端的输液槽内放置充满液 体的输液管 同时按下两个从机 输液检测端的 INT0 键 1 号从机 输液检测端蓝牙数码管显示 1 3 号从 机 输液检测端蓝牙数码管显示 3 两个从机 输 液检测端的从机蓝牙和主机 报警终端主机蓝牙 启动并开始配对连接 经过 2s 后主机 报警终端 主机蓝牙先与 3 号从机 输液检测端的从机蓝牙 配对成功 再按 3 号从机 输液检测端 INT0 键触发 INT0 中 断 3 号从机 输液检测端蓝牙数码管熄灭 从机蓝 牙关闭 进入液面监控状态 主机 报警终端 3 号从机 输液检测端正常工作指示灯点亮 主机 蓝牙刷新之后与 1 号从机 输液检测端的从机蓝 牙配对成功 再按 1 号从机 输液检测端 INT0 键触发 INT0 中 断 1 号从机 输液检测端蓝牙数码管熄灭 从机蓝 牙关闭 进入液面监控状态 主机 报警终端 1 号从机 输液检测端正常工作指示灯点亮 主机 蓝牙刷新重新进入待机状态 同时把两个从机 输液检测端的输液槽内的输液 管换成空的输液管 两个从机 输液检测端同时产生声光报警 相应 的数码管显示相应的从机 输液检测端编号 两 个对应的从机蓝牙同时启动 开始与主机 报警 终端主机蓝牙开始配对 3s 后主机 报警端主机 蓝牙与 1 号从机 输液检测端的蓝牙从机配对成 功 主机 报警终端对 1 号从机 输液检测端发出 声光及数码显示报警 主机蓝牙刷新准备与 3 号 从机 输液检测端的从机蓝牙配对 响应报警后 1 号从机 输液检测端的蓝牙从机关闭 主机蓝 牙与 3 号从机 输液检测端的从机蓝牙配对成功 主机 报警终端响应对 3 号从机 输液检测终端的 报警提示 产生声光以及数码显示报警 响应完 成后 3 号从机 输液检测端的从机蓝牙关闭 主机蓝牙刷新重新进入待机的状态 第五章 总结与展望 19 第五章第五章 总结与展望总结与展望 5 1 总结总结 毕业设计作为大学最后的一门课 是对我在大学期间所学习到的知识的检验 从课题的筛选 开题 实施 毕业论文这个过程中 每一步都遇到了这样那样的问题 最后在老师的指导和自己的努 力之下 问题都得到了较好地解决 毕业设计是一个过程 首先课题的确立和资料的收集 如何在茫茫的知识海洋收集到对自己有 用的资料的这也是一门学问 这时候多亏宝安人民医院统计科科长赖茯虎老师的指导 教我怎样去 搜索自己想要的资料 并在我的课题上给了我很多有用的建议 这为我后面毕业设计的实施阶段奠 定了很重要的基础 到了实施阶段 开始我的液面检测最初采用的是发光二极管和光敏电阻 但发现光敏电阻对光 不够敏感 导致光敏电阻输出电压变化不明显 只有 0 2V 的差别 这很容易产生误报 然后用 光电二极管代替光敏电阻 输出电压的差别在 1V 左右 可以满足实验的要求 弄好光电检测 这一关键问题之后 便遇到了比较器输出不能驱动单片机外中断的问题 虽然用 LM358 剩下 的那个比较器解决了问题 但也这提醒了我电压压降问题 这直接为我后面处理蓝牙控制部分 的电路提供的帮助 用单片机控制蓝牙是硬件电路部分我遇到最大的问题 为了让蓝牙两端达到 3 3V额定电 压 我试过采用继电器 晶闸管 4052 等电子开关 但因为电路和压降问题而未能实现 虽然最 后用开关三极管解决了问题 但为了让开关三极管处于饱和导通状态也费尽了周折 由于以前没有 接触过蓝牙无线传输 所以花了好多时间在蓝牙控制的问题上 包括后面的单片机程序对蓝牙的控 制问题 单片机程序是我遇到的另外的一个大问题 处理好几个中断的关系 控制蓝牙的开关 刷新 报警端和检测端的数据传递 每一个都让我头痛不已 最后让我明白一句话 程序是改出来 5 2 不足与展望不足与展望 虽然最后的实物基本上实现了预期的功能 但还是有不少的不足之处 首先是光电检测部分电压差还不够大 另外由于检测装置密封性做的还不够好 还存在一定的 外界干扰因素 因此可以改用更加精密的光敏元件 改善光电检测环境 提高光电检测的精确度 其次是蓝牙模块 由于本设计所采用的主从蓝牙串口蓝牙模块只支持一对一蓝牙传输 而不支 持多从机同时在线待机 这大大减低了整个系统的工作效率 此外就是还没有设计相应的终止输液 装置 本设计工作原理简单 操作人性化 应用元件普遍 价格低廉 一主多从 无线传输的运用使 得本设计的适合在医院护士站使用 运用本设计对输液室进行输液管理可以很大程度上减轻护士的 工作量 提高工作效率 具有较高的使用价值 另外本设计具有二次开发的价值 可以在电脑系统 上开发一个软件 将由单片机组成的报警终端搬到电脑上实现 还可以进行输液测速等功能扩展 致 谢 20 致致 谢谢 时光流逝 大学四年转眼就要结束 大学最后一课毕业设计也在紧张与忙碌中接近尾声 毕业 设计不仅是对我大学四年所学知识的全面考核 也是一次将理论结合实际 提高自我综合能力的大 好机会 虽然在毕业设计过程中遇到了这样那样的问题 但在自己的努力和指导老师的帮助下 问 题都得到了很好的解决 在此感谢方向林老师给予我的大力支持和耐心的指导 同时也感谢生物医 学工程教研室的各位老师和深圳市宝安区人民医院设备科维修小组的各位工程师 是你们让我不但 学到了书本上的知识 也让我学到了很多书本上学不到的东西 这些将使我终身受益 感谢你们 感谢广东医学院的培养 让我不仅获得了丰富的专业知识 更让我懂得了很多为人处世的道理 感谢你给了我这四年充实美好的大学生活 参考文献 21 参考文献参考文献 1 潘永雄 新编单片机原理与应用 第二版 M 西安 西安电子科技大学出版社 2007 2 2 杨素行 模拟电子技术基础 第二版 M 北京 高等教育出版社 1998 3 张永 输液监测与控制系统设计 D 大连 大连交通大学 2008 8 4 张洪润 张亚凡 传感器技术与应用教程 M 北京 清华大学出版社 2005 3 5 余学飞 现代医学电子仪器原理与设计 第二版 M 广州 华南理工大学出版社 2007 6 6 方向林 生物医学信号采集与处理 第二版 M 东莞 广东医学院生物医学工程教研室 2010 6 附 录 22 附附 录录 附录一附录一 程序源代码程序源代码 一 检测端单片机源代码 LEDBUF1 DATA 70H ORG0000H LJMP MAIN ORG0003H LJMP EXINT0 ORG0013H LJMP EXINT1 ORG0023H LJMP COM ORG0030H 程序初始化 MAIN MOV SP 60H MOVP1 0FFH MOVP3 0FFH MOV R0 00H MOVA 01H SETBP3 7 工作指示 CLRP3 4 关蓝牙 MOVSCON 50H 串口设置 ANLTMOD 0FH T0 方式 1 T1 方式 2 MOVTMOD 21H MOVTH1 0FDH 波特率 9600 CLK 11 0592MHz MOVTL1 0FDH MOVR1 00H MOVIP 10H 使串行中断处于最高中断优先级别 SETB EA SETB TR1 CLR ET1 CLR EX1 SETB EX0 SETB ES SETBIT0 CLR IT1 SJMP 串口接收程序 COM PUSH ACC PUSH PSW MOVA SBUF CLRRI CJNEA 01H L1 MOVP1 0FFH CLREX0 关闭 INT0 中断 SETBEX1 开启 INT1 中断 CLRP3 4 关闭蓝牙 控制 C2383 截止 附 录 23 LJMPEXIT L1 CJNEA 31H EXIT CLREX1 关闭 INT1 中断 CLRP3 4 关闭蓝牙 控制 C2383 截止 EXIT POP PSW POPACC RETI INT0 中断服务程序 EXINT0 PUSH ACC PUSH PSW SETBP3 4 MOV A 03H MOV LEDBUF1 A MOVDPTR TAB MOVCA A DPTR MOV P1 A MOV A LEDBUF1 MOV SBUF A JNB TI CLR TI POP PSW POP ACC RETI INT1 中断服务程序 EXINT1 PUSH ACC PUSH PSW SETB P3 4 MOV A LEDBUF1 MOVDPTR TAB MOVCA A DPTR MOV P1 A MOV A LEDBUF1 ADD A 30H MOVSBUF A JNB TI CLR TI LCALL DELAY MOV A LEDBUF1 ADD A 30H MOVSBUF A JNB TI CLR TI EXIT1 POP PSW POP ACC RETI 延时程序 DELAY MOVR1 35 DELY0 附 录 24 MOVR7 100 DELY1 MOVR6 250 DJNZR6 DJNZR7 DELY1 DJNZR1 DELY0 RET 显示数字笔段代码 TAB DB 0C0H 0F9H 0A4H 0B0H 99H 92H 82H 0F8H END 二 报警终端单片机程序源代码 ORG0000H LJMP MAIN ORG0023H LJMP COM ORG 0003H LJMP EXINT0 ORG0030H 程序初始化 MAIN MOV SP 5FH MOVA 0FFH MOV P2 A MOVP0 0FFH MOV P1 0FFH SETBP3 7 MOVSCON 50H ANLTMOD 0FH ORLTMOD 20H MOVTH1 0FDH 波特率 9600 CLK 11 0592MHz MOVTL1 0FDH CLRET1 SETBTR1 SETBEA SETBES SETBEX0 SETB IT0 SJMP INT0 中断 EXINT0 PUSHACC PUSHPSW MOVP2 0FFH 熄灭报警指示灯 蜂鸣器 MOVP0 0FFH 熄灭数码管 SETBP3 6 LCALL DELAY CLRP3 6 POP PSW POPACC RETI 附 录 25 串行中断服务程序 COM PUSH ACC PUSH PSW MOV A SBUF CLR RI MOVR0 A MOVSBUF A JNB TI CLRTI MOVA R0 CLR C SUBB A 30H JNC L1 Cy 1 转跳 A 30H 确认在使用的检测器 CJNE A 01H J1 SETBP0 1 CLR P1 1 LJMP EXIT J1 CJNEA 02H J2 SETBP0 2 CLR P1 2 LJMP EXIT J2 CJNEA 03H J3 SETBP0 3 CLR P1 3 LJMP EXIT J3 CJNEA 04H J4 SETBP0 4 CLR P1 4 LJMP EXIT J4 CJNE A 05H EXIT SETBP0 5 CLR P1 5 LJMP EXIT 报警提示 L1 MOVA R0 CJNE A 31H L2 CLRP0 1 SETBP1 1 LCALL LED L2 CJNE A 32H L3 CLRP0 2 SETBP1 2 LCALL LED L3 CJNE A 33H L4 CLRP0 3 SETBP1 3 LCALL LED 附 录 26 L4 CJNE A 34H L5 CLRP0 4 SETBP1 4 LCALL LED L5 CJNE A 35H EXIT CLRP0 5 SETBP1 5 LCALL LED EXIT LCALL