基于单片机的输液报警器设计

王悦，李南，刘宇，吴志豪，何碧芸，王岚，吴瑞，方碧绿

(铜陵学院，安徽 铜陵 244000)

0 引言

输液是一种常见的治疗手段，常见的医疗输液主要以人工管理为主，医务人员需要对输液过程进行监控，当前医护人员短缺，往往照顾不到每一位患者。因此，需要为临床静脉输液提供一种可靠、及时的预警装置。

有一些药液是需要避光的，光敏元件所散发的热量可能会对药液产生影响，而压敏装置则不同，它所使用的范围几乎涵盖了市场上所有的药液，因此，本文设计的输液报警器使用压敏装置，不会对医用药物产生任何影响，相比于市场上其他基于光敏装置的输液报警器设计[1-4]，对所输药液的要求明显较小。

1 系统设计

本设计主要由主控制器模块(Nano单片机)、电源模块、蓝牙通信模块、弹簧测力计、报警蜂鸣器、发光二极管等组成，各个模块功能如表1所列。

表1 模块功能介绍

表1(续)

设计实物如图1所示，分成吊水测力(左)和报警(右)两部分。其中吊水测力部分放置在病房，报警部分放置于护士或者病患床头。吊水测力部分就像一个提秤，在病患吊水的过程中液袋质量持续减小，弹簧会自然收缩。空袋放上去时的弹簧读数设置为报警的阈值，报警阈值可以通过调节电位器设定，可以对不同规格的药水进行单独设定，非常人性化。当达到阈值时报警器会自动报警，警示灯发红光，这样就能及时提醒病患和医生。

图1 实物图

2 工作原理

本文设计的输液报警器工作步骤如下：弹簧测力计实时测出药水重力，导电塑料电位器将弹簧测力计的位移变化转换成角位移变化，再转换为电信号发送到单片机接收端，单片机接收端将传输预警值发送到蓝牙模块接收端，由蓝牙模块接收端将数据传送至其发送端，再将预警值数据传输给单片机发送端，单片机发送端根据已设置预警值判断是否需要执行报警。

报警功能设计主要完成两方面的工作：

第一，根据压力传感器信号进行阈值设置。

拉动测力计至预警值，扭动电位器接收端至发光二极管闪烁，报警阈值调节成功。

第二，蓝牙通信信号报警设置。

扭动电位器接收端，数据信号将传送至单片机接收端，单片机执行程序，再由蓝牙模块将预警值发送至其发送端，单片机接受蓝牙模块发送端信号执行判断，如果超过预警值将触发指示灯闪烁，蜂鸣器发声实现报警功能。

软件程序的流程图如图2所示。

图2 程序主流程图

通过实验验证，本文设计的产品的使用精确度完全可以达到理论要求。如设置3 N为报警的临界值时，通过多次实验，可以将数值精确到0.1 N，完全达到预期效果。

3 小结

在科技飞速发展的今天，自动化、智能化进入医疗领域是发展的必然趋势。医疗设备的自动化、智能化可以为医疗机构提供更便捷的工作方式，同时也可以减缓医务人员的心理和工作压力。本文设计的输液报警器结构简单，易于操作，有很强的可制造性，具有广阔的发展前景。