專利名稱：基于光電傳感技術(shù)的放心輸液系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及輸液過程中的自動報警領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來醫(yī)患糾紛成為人們關(guān)注的社會熱點之一。門診輸液室是醫(yī)院醫(yī)療糾紛發(fā)生較多的場所。門診醫(yī)療輸液是當前醫(yī)療活動的重要組成部分，其工作量大，業(yè)務繁忙瑣碎，然而一旦出現(xiàn)差錯，就可能危及病人的安全。尤其在輸液量增多時，門診輸液室糾紛的發(fā)生會也隨之增加。與輸液糾紛相關(guān)的因素有許多，既有藥物自身的原因，也存在著藥物使用不當引起的不良后果；既有護理管理人員管理經(jīng)驗不足方面的原因，也與護士的自身素質(zhì)有關(guān)等等。雖然在輸液室醫(yī)患糾紛矛盾多，但是許多工作中的環(huán)節(jié)只要嚴格把關(guān)，是完全有可能避免的。改變一些傳統(tǒng)的不合理的工作習慣和模式，可以避免很多差錯和糾紛。目前醫(yī)院病房對病人輸液完畢時一般是由陪護人或病人自己按呼叫器呼叫護士處理，若陪護人未注意或病人在睡覺，往往容易失誤，出現(xiàn)回血。目前市場上已存在輸液報警系統(tǒng)不多且未得到廣泛使用，對于已有的方案，經(jīng)過研究分析與實踐檢驗，效果往往不盡如人意。有的應用了重力的原理:不管是怎樣的液體，最后液體打完后剩下的袋子和瓶子的重量應該是在某一重量以下，例如50g (—兩)，那么安裝一個稱重傳感器，然后輔以控制電路，發(fā)出警報，但這個精確度太差。還有一種上述方案的改進:它是由光電傳感器檢測液體滴速、由標準彈簧裝置測瓶的重量，并由單片機實時檢測滴速及輸液瓶中所剩液體多少，將實時的滴速及輸液瓶中所剩液體多少傳輸給計算機，由計算機根據(jù)算法和當前實時液滴滴速來計算液滴剩余滴落時間，此方法過于依賴計算機算法精度，理論上可操作，實際的效果不盡人意，且批量生產(chǎn)成本不低于200元。還有的方案通過輸液瓶內(nèi)液面高度的檢測或者液體的有無驅(qū)動報警裝置，此類設備一般不能抵抗可見光及其他光線的干擾，一旦有傳感器以外的干擾出現(xiàn)，會造成測量結(jié)果偏差較大，效果不是很理想。在報警方面，有些傳統(tǒng)輸液報警裝置只能做到先提示病人，病人長時間無反應后才通知值班臺的護士，這樣的時間延遲加大了輸液的安全隱患，報警的時效性欠缺
發(fā)明內(nèi)容
:本發(fā)明目的:要解決輸液過程中的自動報警系統(tǒng)精確度及時效性差、輸液瓶中液體能最大化利用、陪同人員數(shù)目。本發(fā)明解決技術(shù)方案是:為解決輸液過程中的自動報警，輸液裝置的滴斗處加設一對射型光電裝置，當?shù)味穬?nèi)的液滴低速小于設定速度或者停止滴落(可能是藥液滴完或因手部運動而導致針頭錯位，藥液無法正常輸送)時， 光電傳感器發(fā)出長時間的單一高電平信號。光電信號通過51單片機判斷，當長時間高電平(即長時間無液體滴落的情況)超過預設的時間時，單片機控制發(fā)出報警的信號，一路報警信號通過運放帶動蜂鳴器發(fā)出報警音。同時另一路信號經(jīng)過無線模塊發(fā)射無線信號，遠端的無線接收模塊接收信號，通過點亮LED小燈發(fā)出報警提醒信號。為滿足各類人群的需要，預設有三個時間檔位，分別是3S、6S和9S檔位，可通過撥位開關(guān)進行選擇。即正常情況下前后兩液滴時間間隔可有3個最大值供選擇，以防設定不同滴速時產(chǎn)生誤判。同時設有停止鍵和重啟鍵?？傮w由三部分組成:光電傳感器檢測部分、單片機信號處理部分和報警信號無線發(fā)射、接收部分，如圖1。光電傳感器檢測部分主要由對射式激光光電傳感器、固定夾及各類輸液裝置液滴緩沖斗組成；單片機信號處理部分主要由AT89C52芯片、復位電路、外部振蕩電路、數(shù)碼管檔位輸入與顯示電路及蜂鳴器電路組成；報警信號無線發(fā)射接收部分主要由PT2262與R)5P及其周圍器件組成的發(fā)射電路和PT2272與J04V及其周圍器件組成的接收電路。光電傳感器檢測部分輸出高低電平信號送入單片機信號處理部分處理，經(jīng)處理的信號輸出，分接到蜂鳴器電路與無線發(fā)射電路。硬件各部分工作順序和原理1.信號檢測模塊——對射式光電開關(guān)和光纖信號放大器(1)對射式光電開關(guān)包含在結(jié)構(gòu)上相互分離且光軸相對放置的發(fā)射器和接收器，發(fā)射器發(fā)出的光線直接進入接收器。當被檢測物體經(jīng)過發(fā)射器和接收器之間且阻斷光線時，光電開關(guān)就產(chǎn)生 了開關(guān)信號。當檢測物體是不透明時，對射式光電開關(guān)是最可靠的檢測模式。如圖2所示。(2)光纖放大器(Optical Fiber Ampler,簡寫0FA)是指運用于光纖通信線路中，實現(xiàn)信號放大的一種新型全光放大器。光纖放大器技術(shù)就是在光纖的纖芯中摻入能產(chǎn)生激光的稀土元素，通過激光器提供的直流光激勵，使通過的光信號得到放大。傳統(tǒng)的光纖傳輸系統(tǒng)是采用光一電一光再生中繼器，這種中繼設備影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，為去掉上述轉(zhuǎn)換過程，直接在光路上對信號進行放大傳輸，就要用一個全光傳輸型中繼器來代替這種再生中繼器。(3)信號放大部分，通過運放將得到的光纖信號放大到要求的大小。電路如圖3所

2.單片機信號處理部分(I) AT89S52管腳總覽如圖4所示。(2)時鐘電路。單片機各功能部件的運行都是以時鐘控制信號為基準，時鐘頻率直接影響單片機的速度，時鐘電路的質(zhì)量也直接影響單片機系統(tǒng)的穩(wěn)定性。本設計中此采用內(nèi)部時鐘方式，如圖5所示，以石英晶體振蕩器和兩個片電容組成外部振蕩源。片內(nèi)的高增益反相放大器通過XTAL1、XTAL2外接，作為反饋元件的片外晶體振蕩器與電容組成的并聯(lián)諧振回路構(gòu)成一個自激振蕩器，向內(nèi)部時鐘電路提供振蕩時鐘。振蕩器的頻率取決于晶振的振蕩頻率，振蕩頻率范圍為1.2 — 12MHz。工程應用時通常采用6MHz或12MHz。圖中Xl為12MHz，電容C2、C4為30pF，它們一起構(gòu)成此單片機的自激振蕩器。(3)復位電路。單片機的RST引腳為復位(Reset)端。當單片機振蕩器工作時，該引腳上出現(xiàn)持續(xù)兩個機器周期的低電平，就可以實現(xiàn)系統(tǒng)復位，使單片機回到初始狀態(tài)。如圖6所示，本設計采用手動復位，用一個電容與一個IOK電阻串聯(lián)組成，電阻接VCC，電容接地，RESET腳接在它們中間，RC選擇10uF，按鍵并聯(lián)在電容兩端，就成了按鍵復位電路，未上電時，RST端為高電平，只要按下這個按鍵，RST端轉(zhuǎn)換為低電平，經(jīng)過兩個機器周期后，單片機就能復位。( 4 )蜂鳴器電路。蜂鳴器發(fā)聲原理是電流通過電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場來驅(qū)動振動膜發(fā)聲的，因此需要一定的電流才能驅(qū)動它，單片機IO引腳輸出的電流較小，單片機輸出的TTL電平基本上驅(qū)動不了蜂鳴器，因此要增加一個電流放大的電路。通過一個三極管來放大驅(qū)動蜂鳴器。當P2.0輸出低電平時，三級管飽和導通，電源直接給蜂鳴器供電，使它發(fā)出鳴叫。如圖7所示。(5)按鍵電路:在端口接上上拉電阻，提高芯片輸入信號的噪聲容限增強抗干擾能力，保證初試狀態(tài)口為高電平，萬無一失。如圖8所示。按鍵在P2 口處，可以通過程序來控制計時的初始值和啟停。3、無線信號發(fā)射與接收部分無線信號的發(fā)射部分原理圖如圖9所示，信號接收部分如圖10所示。作為功能實現(xiàn)的重要組成部分，在檢測報警信號近端蜂鳴器報警的基礎上，增加了無線報警信號發(fā)射與接收模塊。研究并設計了一種低成本無線收發(fā)模塊。采用H)5P發(fā)送模塊、J04V接收模塊和PT2262/PT2272編解碼集成電路，實現(xiàn)無線收發(fā)模塊的數(shù)據(jù)收發(fā)。發(fā)射模塊中的PT2262收到來自單片機的報警低電平，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理，經(jīng)H)5P發(fā)射此信號(輔以天線效果更佳)，與此同時接收模塊中的J04V通過外加天線接收到來自發(fā)射模塊的報警信號，并傳輸數(shù) 據(jù)給PT2272處理后，驅(qū)動二極管發(fā)光報警。4、軟件部分軟件控制整個裝置的正常運行，是關(guān)鍵部分，其大致流程圖如圖11所示。發(fā)明的有益效果:1、使需要輸液的患者可以獨自一人完成輸液的整個流程，減少陪同患者的家屬人數(shù)，大大提高了輸液室座位的利用率。并可以第一時間幫助護士發(fā)覺針頭錯位而引起的藥液不滴落的情況(特別是嬰幼兒)，護士快速解決問題，能幫助患者減輕痛苦。2、因為是在當?shù)味穬?nèi)沒有藥液滴落的時候才發(fā)出報警信息，所以如果是真正的輸液結(jié)束，那么輸液管內(nèi)的藥液將所剩無幾，藥液得到最大化的利用。3、幫助獨自輸液的患者解決因疏忽而導致的換藥不及時(或其他只要不滴藥液的問題)，患者不用時不時去觀察輸液瓶內(nèi)液面高度，可以在輸液時休息一下甚至睡著都不用擔心因藥水輸完而引起回血現(xiàn)象，輸液變得更加安全。4、因該裝置可以重復使用，拆卸簡單，安全可靠，可以大大降低醫(yī)院在輸液這一塊的費用，不但可以減少護士的人數(shù)，護士不用來回的巡視各患者的輸液情況，只需等候系統(tǒng)反饋的信息。而且使醫(yī)院的管理更加有秩序，不會手忙腳亂。


圖1.系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框2.對射式光電開關(guān)示意圖
圖3.信號放大電路4.AT89S52 管腳5.時鐘電路圖6.復位電路圖7.蜂鳴器電路圖8.按鍵控制電路圖9PT2262 + F05P的無線發(fā)射模塊電路圖10PT2272 + J04V的無線接收模塊電路圖11軟件部分流程圖。
具體實施方式
實施例一、一種基于光電傳感技術(shù)的放心輸液系統(tǒng)，包括信號檢測裝置、單片機信號處理裝置、報警信號無線發(fā)射接收裝置，其特征在于，信號檢測裝置由對射式激光光電傳感器、固定夾及各類輸液裝置液滴緩沖斗組成，對射式激光光電傳感器由對射式光電開關(guān)和光纖信號放大器組成，對射式光電開關(guān)包含在結(jié)構(gòu)上相互分離且光軸相對放置的發(fā)射器和接收器，光纖放大器采用全光傳輸型中繼器。在實施例一的基礎上，進一步限定，單片機信號處理裝置主要由AT89C52芯片、復位電路、外部振蕩電路、數(shù)碼管檔位輸入與顯示電路及蜂鳴器電路組成，單片機各功能部件的運行都是由內(nèi)部時鐘控制。在實施例二的基礎上，進一步限定，內(nèi)部時鐘由多個撥位時間開關(guān)檔位控制。在實施例三的基礎上,進一步限定,撥位時間開關(guān)檔位,檔位為3s、6s、9s檔位。在實施例二的基礎上，進一步限定，外部振蕩電路由石英晶體振蕩器和兩個片電容組成。在實施例二或三或四的基礎上，進一步限定，蜂鳴器電路，在常規(guī)的基礎上增加一
個三極管。在實施例二或三或四的基礎上，進一步限定，復位電路為手動復位，由一個電容與一個IOK電阻串聯(lián)組成，電阻接VCC，電容接地，RESET腳接在它們中間，RC選擇10uF，電容兩端并聯(lián)按鍵。在實施例一的基礎上，進一步限定，檢測報警信號近端蜂鳴器報警的基礎上，增加了無線報警信號發(fā)射與接收模塊，無采用H)5P發(fā)送模塊、J04V接收模塊和PT2262/PT2272編解碼集成電路。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)，本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書其等效物界定。
權(quán)利要求
1.一種基于光電傳感技術(shù)的放心輸液系統(tǒng)，包括信號檢測裝置、單片機信號處理裝置、報警信號無線發(fā)射接收裝置，其特征在于，信號檢測裝置由對射式激光光電傳感器、固定夾及各類輸液裝置液滴緩沖斗組成，對射式激光光電傳感器由對射式光電開關(guān)和光纖信號放大器組成，對射式光電開關(guān)包含在結(jié)構(gòu)上相互分離且光軸相對放置的發(fā)射器和接收器，光纖放大器采用全光傳輸型中繼器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光電傳感技術(shù)的放心輸液系統(tǒng)，其特征在于，單片機信號處理裝置主要由AT89C52芯片、復位電路、外部振蕩電路、數(shù)碼管檔位輸入與顯示電路及蜂鳴器電路組成，單片機各功能部件的運行都是由內(nèi)部時鐘控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于光電傳感技術(shù)的放心輸液系統(tǒng),其特征在于，內(nèi)部時鐘由多個撥位時間開關(guān)檔位控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于光電傳感技術(shù)的放心輸液系統(tǒng),其特征在于,撥位時間開關(guān)檔位，檔位為3s、6s、9s檔位。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于光電傳感技術(shù)的放心輸液系統(tǒng),其特征在于,外部振蕩電路由石英晶體振蕩器和兩個片電容組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4所述的基于光電傳感技術(shù)的放心輸液系統(tǒng)，其特征在于，蜂鳴器電路，在常規(guī)的基礎上增加一個三極管。
7.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4所述的基于光電傳感技術(shù)的放心輸液系統(tǒng)，其特征在于，復位電路為手動復位，由一個電容與一個IOK電阻串聯(lián)組成，電阻接VCC，電容接地，RESET腳接在它們中間，RC選擇10uF，電容兩端并聯(lián)按鍵。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光電傳感技術(shù)的放心輸液系統(tǒng)，其特征在于，檢測報警信號近端蜂鳴器報警的基礎上，增加了無線報警信號發(fā)射與接收模塊，無采用H)5P發(fā)送模塊、J04V接收模塊和PT 2262/PT2272編解碼集成電路。
全文摘要
基于光電傳感技術(shù)的放心輸液系統(tǒng)包括信號檢測裝置、單片機信號處理裝置、報警信號無線發(fā)射接收裝置，輸液裝置的滴斗處加設一對射型光電裝置，光電傳感器檢測部分主要由對射式激光光電傳感器、固定夾及各類輸液裝置液滴緩沖斗組成；單片機信號處理部分主要由AT89C52芯片、復位電路、外部振蕩電路、數(shù)碼管檔位輸入與顯示電路及蜂鳴器電路組成；報警信號無線發(fā)射接收部分主要由PT2262與F05P及其周圍器件組成的發(fā)射電路和PT2272與J04V及其周圍器件組成的接收電路，光電傳感器檢測部分輸出高低電平信號送入單片機信號處理部分處理，經(jīng)處理的信號輸出，分接到蜂鳴器電路與無線發(fā)射電路，預設有三個時間檔位，分別是3S、6S和9S檔位，可通過撥位開關(guān)進行選擇，同時設有停止鍵和重啟鍵。
文檔編號A61M5/14GK103212135SQ20131015751
公開日2013年7月24日 申請日期2013年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月28日
發(fā)明者俞斌, 唐曉霜, 杜昊陽 申請人:南京郵電大學