自动控制输液及监控系统技术方案

本发明专利技术涉及医疗设备技术领域，尤其涉及自动控制输液及监控系统；采用以集成电路AD654和可编程逻辑器件GAL配合产生脉冲信号为核心的技术设计，解决了传统手动更换液瓶以及无法自动调节滴速的技术问题，使得系统通过单片机控制步进电机达到无极调速进而达到准确更换液瓶和调节滴速的效果；采用开关模块中的继电器控制加热丝通电加热的方式以及加热箱温度检测的设计手法，解决了输液时患者不适、药物吸收效果差的问题，达到了自动控制药液进入血液的温度的效果；采用无线模块为通信桥梁、远程接收信息的技术手法，解决了人工临场操作、手工繁琐的问题，达到了输液状态的实时监控以及远程控制医疗车的效果。

Automatic control infusion and monitoring system

【技术实现步骤摘要】
自动控制输液及监控系统
本专利技术涉及医疗设备
，尤其涉及自动控制输液及监控系统。
技术介绍
传统的输液监护方式一般是由家属陪同，主要留意输液的情况，以便及时向护士反映情况，另一方面，护士通常需要去病房不间断巡视或者随时等候病人家属的通知，以了解病人的输液情况。在传统输液方式中，护士通过目测的方法来识别输液的滴速，利用经验来判断输液速度是否合适，因此，传统输液方式难免因人为因素而影响输液时效，甚至对患者造成不利影响。目前，大多数的输液监控系统都只是对输液的速度进行检测，并在输液结束时进行报警，而无法对输液速度进行自动控制。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题，是针对上述存在的技术不足，提供了自动控制输液及监控系统，采用以集成电路AD654和可编程逻辑器件GAL配合产生脉冲信号为核心的技术设计，解决了传统手动更换液瓶以及无法自动调节滴速的技术问题，使得系统通过单片机控制步进电机达到无极调速进而达到准确更换液瓶和调节滴速的效果；采用开关模块中的继电器控制加热丝通电加热的方式以及加热箱温度检测的设计手法，解决了输液时患者不适、药物吸收效果差的问题，达到了自动控制药液进入血液的温度的效果；采用无线模块为通信桥梁、远程接收信息的技术手法，解决了人工临场操作、手工繁琐的问题，达到了输液状态的实时监控以及远程控制医疗车的效果。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：包括控制装置、继电器、旋转杆、液瓶、输液架、流速观察器、加热箱、输液管；控制装置分别连接蜂鸣器和显示器的控制端；控制装置连接触摸屏的输出端；控制装置通过无线信号连接终端设备；控制装置与继电器电性连接；控制装置连接步进电机的控制端；加热箱内壁安装有温度传感器，输液管可穿过加热箱；旋转杆安装于输液架，旋转杆挂有液瓶；输液管插于液瓶，液瓶的瓶壁安装有电容传感器；流速观察器外壁安装有红外计数传感器；控制装置包括MCU单元、电源模块、编程模块、开关模块、加热丝、数模转换模块、控制模块、脉冲驱动模块、电位调节器；MCU单元连接显示器和蜂鸣器的控制端；MCU单元通过无线模块连接终端设备；MCU单元通过开关模块连接加热丝，开关模块包括光耦开关和继电器，开关模块中的光耦开关的1脚通过电阻连接MCU单元的PC5脚，开关模块中的继电器两端连接电源和三极管Q2的集电极，开关模块中的继电器的公共端连接加热丝，开关模块中的继电器的常开触点连接电源；温度传感器、电容传感器和红外计数传感器通过放大电路连接数模转换模块，数模转换模块为ADC0809芯片，数模转换模块中的ADC0809芯片的PA脚连接MCU单元的I/O口，数模转换模块中的ADC0809芯片的START脚连接MCU单元的PB3脚，数模转换模块中的ADC0809芯片的EOC脚连接MCU单元的PB2脚，数模转换模块中的ADC0809芯片的OE脚连接MCU单元的PB1脚，数模转换模块中的ADC0809芯片的ALE脚连接MCU单元的PB4脚；电源模块输出端连接MCU单元；编程模块与MCU单元电性连接；MCU单元通过脉冲驱动模块连接控制模块，控制模块连接步进电机的控制端，控制模块包括光耦开关和MOS管，脉冲驱动模块包括有集成电路、GAL可编程逻辑芯片和光耦开关；脉冲驱动模块中的GAL可编程逻辑芯片的12脚连接控制模块中的光耦开关的PC1脚，脉冲驱动模块中的光耦开关的信号输入端分别通过电阻R101和R102连接MCU单元的PC3脚和PC4脚；电位调节器输出端连接脉冲驱动模块的IN+脚和IN-脚；步进电机一端连接控制模块中的MOS管的漏极，步进电机的另一端连接电源。进一步优化本技术方案，所述的MCU单元为ATmega128单片机系统，编程模块为24C16芯片，电源模块为LM317L芯片；数模转换模块为ADC0809芯片；开关模块和控制模块中的光耦开关为PC817光耦芯片；控制模块中的MOS管为IRFP460芯片；脉冲驱动模块中的集成电路为AD654芯片；开关模块中的继电器为JQC-3F-J5UDC-1ZS芯片；无线模块为NRF24L01芯片。进一步优化本技术方案，所述的控制模块中的光耦开关的2脚和4脚接地，控制模块中的光耦开关的5脚连接控制模块中的MOS管的栅极，控制模块中的光耦开关的6脚通过上拉电阻连接电源，控制模块中的MOS管的源极接地。进一步优化本技术方案，所述的脉冲驱动模块中的AD654芯片的1脚通过电阻R3连接电源模块，脉冲驱动模块中的AD654芯片的6脚连接电源模块，脉冲驱动模块中的AD654芯片的2脚和5脚接地，脉冲驱动模块中的AD654芯片的3脚通过电位器W1接地，脉冲驱动模块中的AD654芯片的4脚连接电位调节器的IN+脚，脉冲驱动模块中的AD654芯片的7脚和8脚通过电容电性连接。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：1、本系统使用ATmega128单片机系统作为主控单元，具有极高性能价格比，电源模块采用三端稳压芯片，其输入电压经过桥式整流电路整流，又经电容器滤波得到稳定的直流电压，使控制模块处于正常状态运行，增加了系统使用寿命；2、通过电位调节器改变集成电路AD654的输入电压、通过改变集成电路AD654中的电位器W1或通过改变集成电路AD654中的电容C1的电容量这三种方式改变AD654输出脉冲频率，并将可编程逻辑器件GAL作为步进电机脉冲分配器时限对步进电机的控制，把AD654产生的脉冲输出作为GAL芯片的时钟输入，实现了无极调速，达到了准确更换液瓶和调节滴速的效果；3、采用温度传感器检测加热箱当前温度，并通过开关模块中的继电器吸合时间控制加热时间，达到了恒温控制、实时检测的效果；4、本系统使用无线信号实现无线和远程控制，控制方式智能、方便，避免了不必要的信号骚扰。附图说明图1是自动控制输液及监控系统的控制功能图；图2是自动控制输液及监控系统的拓扑结构图；图3是自动控制输液及监控系统的程序流程图；图4是自动控制输液及监控系统的MCU单元电路结构图；图5是自动控制输液及监控系统的脉冲驱动模块电路结构图；图6是自动控制输液及监控系统的控制模块电路结构图；图7是自动控制输液及监控系统的开关模块电路结构图。图中，1、控制装置；2、触摸屏；3、继电器；4、蜂鸣器；5、显示器；6、终端设备；7、步进电机；8、旋转杆；9、液瓶；10、电容传感器；11、输液架；12、红外计数传感器；13、流速观察器；14、MOS管；15、温度传感器；16、加热箱；17、输液管；18、MCU单元；19、电源模块；20、编程模块；21、无线模块；22、开关模块；23、加热丝；24、放大电路；25、数模转换模块；26、控制模块；27、脉冲驱动模块；28、电位调节器；29、集成电路；30、光耦开关。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本专利技术的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本专利技术的概念。具体实施方式一：如图1-7所示，包括控制装置1、继电器3、旋转杆8、液瓶9、输液架11、流速观察器13、加热箱16、输液管17；控制装置1分别连接蜂鸣器4和显示器5的控制端；控制装置1连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.自动控制输液及监控系统，其特征在于：包括控制装置(1)、继电器(3)、旋转杆(8)、液瓶(9)、输液架(11)、流速观察器(13)、加热箱(16)、输液管(17)；控制装置(1)分别连接蜂鸣器(4)和显示器(5)的控制端；控制装置(1)连接触摸屏(2)的输出端；控制装置(1)通过无线信号连接终端设备(6)；控制装置(1)与继电器(3)电性连接；控制装置(1)连接步进电机(7)的控制端；加热箱(16)内壁安装有温度传感器(15)，输液管(17)可穿过加热箱(16)；旋转杆(8)安装于输液架(11)，旋转杆(8)挂有液瓶(9)；输液管(17)插于液瓶(9)，液瓶(9)的瓶壁安装有电容传感器(10)；流速观察器(13)外壁安装有红外计数传感器(12)；控制装置(1)包括MCU单元(18)、电源模块(19)、编程模块(20)、开关模块(22)、加热丝(23)、数模转换模块(25)、控制模块(26)、脉冲驱动模块(27)、电位调节器(28)；MCU单元(18)连接显示器(5)和蜂鸣器(4)的控制端；MCU单元(18)通过无线模块(21)连接终端设备(6)；MCU单元(18)通过开关模块(22)连接加热丝(23)，开关模块(22)包括光耦开关(30)和继电器(3)，开关模块(22)中的光耦开关(30)的1脚通过电阻连接MCU单元(18)的PC5脚，开关模块(22)中的继电器(3)两端连接电源和三极管Q2的集电极，开关模块(22)中的继电器(3)的公共端连接加热丝(23)，开关模块(22)中的继电器(3)的常开触点连接电源；温度传感器(15)、电容传感器(10)和红外计数传感器(12)通过放大电路(24)连接数模转换模块(25)，数模转换模块(25)为ADC0809芯片，数模转换模块(25)中的ADC0809芯片的PA脚连接MCU单元(18)的I/O口，数模转换模块(25)中的ADC0809芯片的START脚连接MCU单元(18)的PB3脚，数模转换模块(25)中的ADC0809芯片的EOC脚连接MCU单元(18)的PB2脚，数模转换模块(25)中的ADC0809芯片的OE脚连接MCU单元(18)的PB1脚，数模转换模块(25)中的ADC0809芯片的ALE脚连接MCU单元(18)的PB4脚；电源模块(19)输出端连接MCU单元(18)；编程模块(20)与MCU单元(18)电性连接；MCU单元(18)通过脉冲驱动模块(27)连接控制模块(26)，控制模块(26)连接步进电机(7)的控制端，控制模块(26)包括光耦开关(30)和MOS管(14)，脉冲驱动模块(27)包括有集成电路(29)、GAL可编程逻辑芯片和光耦开关(30)；脉冲驱动模块(27)中的GAL可编程逻辑芯片的(12)脚连接控制模块(26)中的光耦开关(30)的PC1脚，脉冲驱动模块(27)中的光耦开关(30)的信号输入端分别通过电阻R101和R102连接MCU单元(18)的PC3脚和PC4脚；电位调节器(28)输出端连接脉冲驱动模块(27)的IN+脚和IN‑脚；步进电机(7)一端连接控制模块(26)中的MOS管(14)的漏极，步进电机(7)的另一端连接电源。...

【技术特征摘要】
1.自动控制输液及监控系统，其特征在于：包括控制装置(1)、继电器(3)、旋转杆(8)、液瓶(9)、输液架(11)、流速观察器(13)、加热箱(16)、输液管(17)；控制装置(1)分别连接蜂鸣器(4)和显示器(5)的控制端；控制装置(1)连接触摸屏(2)的输出端；控制装置(1)通过无线信号连接终端设备(6)；控制装置(1)与继电器(3)电性连接；控制装置(1)连接步进电机(7)的控制端；加热箱(16)内壁安装有温度传感器(15)，输液管(17)可穿过加热箱(16)；旋转杆(8)安装于输液架(11)，旋转杆(8)挂有液瓶(9)；输液管(17)插于液瓶(9)，液瓶(9)的瓶壁安装有电容传感器(10)；流速观察器(13)外壁安装有红外计数传感器(12)；控制装置(1)包括MCU单元(18)、电源模块(19)、编程模块(20)、开关模块(22)、加热丝(23)、数模转换模块(25)、控制模块(26)、脉冲驱动模块(27)、电位调节器(28)；MCU单元(18)连接显示器(5)和蜂鸣器(4)的控制端；MCU单元(18)通过无线模块(21)连接终端设备(6)；MCU单元(18)通过开关模块(22)连接加热丝(23)，开关模块(22)包括光耦开关(30)和继电器(3)，开关模块(22)中的光耦开关(30)的1脚通过电阻连接MCU单元(18)的PC5脚，开关模块(22)中的继电器(3)两端连接电源和三极管Q2的集电极，开关模块(22)中的继电器(3)的公共端连接加热丝(23)，开关模块(22)中的继电器(3)的常开触点连接电源；温度传感器(15)、电容传感器(10)和红外计数传感器(12)通过放大电路(24)连接数模转换模块(25)，数模转换模块(25)为ADC0809芯片，数模转换模块(25)中的ADC0809芯片的PA脚连接MCU单元(18)的I/O口，数模转换模块(25)中的ADC0809芯片的START脚连接MCU单元(18)的PB3脚，数模转换模块(25)中的ADC0809芯片的EOC脚连接MCU单元(18)的PB2脚，数模转换模块(25)中的ADC0809芯片的OE脚连接MCU单元(18)的PB1脚，数模转换模块(25)中的ADC0809芯片的ALE脚连接MCU单元(18)的PB4脚；电源模块(19)输出端连接MCU单元(18)；编程模块(20)与MCU...

【专利技术属性】
技术研发人员：王国庆，
申请(专利权)人：王国庆，
类型：发明
国别省市：湖北,42