为完结静脉输液的智能化与网络化，研发了一套以STM32为中心的输液监控体系。该体系具有液滴检测、液滴速度显现与操控、余液显现、无线通讯和声光报警等功用。体系选用红外对管检测莫菲氏滴管内的液滴滴落状况，用步进电机及配套传动设备操控液滴流速，用OLED显现屏显现液滴速度及剩下液量，用WIFI232模块完结无线通讯。若发生异常状况，使用蜂鸣器和LED灯进行声光报警，相关人员可依据提示及时处理。该体系具有很好的使用远景。
摘要：为完结静脉输液的智能化与网络化，研发了一套以STM32为中心的输液监控体系。该体系具有液滴检测、液滴速度显现与操控、余液显现、无线通讯和声光报警等功用。体系选用红外对管检测莫菲氏滴管内的液滴滴落状况，用步进电机及配套传动设备操控液滴流速，用OLED显现屏显现液滴速度及剩下液量，用WIFI232模块完结无线通讯。若发生异常状况，使用蜂鸣器和LED灯进行声光报警，相关人员可依据提示及时处理。该体系具有很好的使用远景。
静脉输液是临床医学中最常用的辅佐医疗办法之一。据统计，80%以上的住院患者承受静脉输液医治［1］。在患者进行输液医治的进程中，医护人员会依据药液和患者病况挑选适合的输液速度。现在，大部分医院依然依据医护人员的经历经过人工调整输液管的流速调节器来操控输液速度，这具有很大的不确定性。一起，患者、随侍或医护人员需求监督药液余量状况，这添加了护理人员的作业强度和意外状况发生的或许。
本文研发了一套依据STM32的输液监控体系来代替人工监护。体系选用红外对管检测莫菲氏滴管内的液滴滴落状况，用步进电机及配套传动设备操控液滴速度，用OLED显现液滴速度及剩下液量，用WIFI232模块完结与PC机的无线通讯。经过调查上位机的监控办理软件，医护人员可实时把握多个患者的输液进程。若发生异常状况，蜂鸣器和LED灯展进行声光报警，相关人员可依据提示及时处理。该体系不光进步了患者输液时的舒适程度，进步了静脉输液的医治作用，还下降了护理人员的劳动强度，减轻了医护人员的作业压力。
依据STM32的输液监控体系的结构组成如图1所示。首要包含红外液滴检测模块、按键模块、步进电机及其驱动电路、输液关断传动设备、无线通讯模块、显现模块、报警模块等。该体系选用性能优越、功耗低的32 位微处理器STM32F103ZET6作为操控中心。
体系的作业原理：初始状况时，步进电机操控传动设备揉捏关断输液管，此刻液滴无法滴落。医护人员依据药液特点和患者状况设定输液速度，微处理器操控步进电机顺时针滚动，步进电机经过齿轮组带动传动设备的丝杆螺母组织滚动。传动设备逐步减缓对输液管的揉捏，因而，输液管内越来越多的药液经过揉捏处。液滴检测模块的红外对管实时监测液滴滴落状况，检测电路将红外对管监测到的液滴滴落状况转化为凹凸电位传送给微处理器处理。微处理器将凹凸电位状况转化为实时速度并设定速度比较，当实时速度等于设定速度时，微处理器操控步进电机中止滚动，与步进电机相连的传动设备也中止运动，流经输液管揉捏处的药液流量稳定，输液速度不再改动。微处理器将输液速度、药液剩下量以及猜测输液完毕时刻等数据经过无线通讯模块传送给PC机，医护人员调查监控软件办理界面的显现状况进行处理。患者经过OLED显现模块调查输液速度和猜测输液完毕时刻等状况。如若需求，患者可依据本身状况经过按键向上或向下调整输液速度。微处理器经过操控步进电机顺时针或逆时针滚动来添加或下降输液速度。当输液剩下量低于设定值时，微处理器经过操控步进电机逆时针滚动来关断输液，经过LED灯闪耀和蜂鸣模块报警来提示患者，监控办理软件经过高亮显现剩下输液量来提示医护人员进行处理。
由体系组成可知，体系包含了较多的硬件单元，本文要点介绍红外液滴检测、输液关断、无线通讯三个中心单元。
液滴信号的准确收集是核算滴速的条件，信号收集既要保证不会漏检，又要符合卫生需求，不能触摸药液。为此，选用红外光电传感技能，将红外对管的发射管和接纳管分别装置在莫菲氏滴管的两边［2］。红外对管供电正常作业时，发射管发射红外光，红外光穿过莫菲氏滴管照射到接纳管，接纳管将接到的光强转化为电流。若莫菲氏滴管内无液滴滴落时，红外光光强丢失小，接纳管转化的电流较强；莫菲氏滴管内有液滴滴落时，红外光光强丢失大，接纳管转化的电流较弱。使用此原理，规划如图2所示的电路，将电流改动转化为电压改动，然后将药液滴落状况转化为电压的改动状况。
如图2所示，在5 V电源体系供电的状况下，红外发光二极管的发光频率由音频译码器LM567决议。当莫菲氏滴管内无液滴滴落时，接纳管能接纳到红外发光二极管宣布的光，然后发生较强电流。电流足以使接纳管内的三极管导通，三极管地点支路发生与二极管地点支路频率相同的电流。经过双运算放大器LM358的放大和反相，音频译码器LM567的3脚输入信号与中心振动信号（图中输出信号）共同，依据音频译码器LM567的作业原理，8脚输出为0 V低电平。当莫菲氏滴管内有液滴滴落时，接纳管接纳到红外发光二极管宣布的部分光，然后发生较弱的电流。电流缺乏以使接纳管内的三极管导通。双运算放大器LM358的U1输入端输入信号与发光二极管的电流频率不共同，故而音频译码器LM567的3脚输入信号与中心振动信号不共同，依据音频译码器LM567的作业原理，8脚输出为5 V高电平。
当药液不断滴落时，音频译码器LM567的8脚输出端口构成一个规范的矩形波正向脉冲。低电平标明无液滴滴落，高电平标明有液滴滴落。将LM567的8脚输出端衔接到STM32的I/O端口上，使用定时器的输入捕获功用可丈量出两个上升沿的时刻距离，也便是两个液滴之间的时刻距离，然后核算出液滴滴落速度。
体系选用Φ15mm步进电机和丝杆－螺母组织作为输液关断设备。STM32微处理器经过L293D驱动步进电机滚动，与步进电机相连的齿轮组也随之滚动。丝杆－螺母组织固定在齿轮组最终一级的齿轮上。固定螺母的横向滚动，螺母就会在丝杆滚动的状况下轴向移动。输液关断设备正是使用螺母的轴向移动来揉捏输液管，到达操控输液速度的意图。
体系上位机和下位机间的信息交流办法选用串行通讯，通讯的转化办法选用RS232全双工装备。下位机STM32的异步串行接口与RS232规范串行通讯电路之间经过通讯接口芯片MAX3232转化信号电平，再经过USRWIFI232芯片完结串口到WiFi数据包的双向通明转发，上位机装置WiFi数据收发模块，然后完结无线］。上位机可收发多个下位机的数据，完结监控的网络化。无线通讯单元的外部电路衔接如图4所示。
图4无线通讯单元的外部电路衔接上位机主动查询下位机的应对信号，若一次收不到应对，则再发送一次查询信号；若接连三次收不到应对，则阐明体系呈现毛病，主动报警。假如体系给出应对，则两边依照规则的通讯协议进入数据通讯状况。 该无线通讯单元安全牢靠、抗干扰能力强，室内通讯传输距离可达50~60 m。
该体系的软件部分可分为上位机监控办理软件和嵌入式程序两部分。其间，嵌入式程序包含主程序、滴速丈量、速度操控、按键设置、OLED显现、无线通讯、报警等程序单元。本文只介绍上位机监控办理软件、滴速丈量子程序和无线通讯子程序三个要点模块。
上位机监控办理软件用于协助医护人员长途实时监控患者的输液状况，经过设定和修正相关参数改动输液进程。
理，权限不同登录的界面不同，从而操作也不同。C/S形式下的Windows后台服务程序，经过Socket通讯与WiFi进行数据传输，而且经过SQL句子把从服务器上得到的数据存入数据库，对数据进行进一步加工，生成可视化内容供医护人员参阅，从而做出相应决议计划。
由前述可知，液滴检测电路将液滴滴落的状况转化为凹凸电平信号，低电平代表无液滴滴落，高电平代表捕获到液滴滴落，液滴不停地滴落构成PWM波形。使用STM32的定时器可完结PWM的周期丈量。简略地说便是，定时器检测到上升沿时开端计数，当检测到下一次上升沿时，将当时计数值存放到对应通道的捕获/比较寄存器中，完结PWM的周期丈量。
定时器测定的周期为两个液滴滴落的时刻距离，记为T，选取计时精度为1 ms。为了便于调查，一般记载滴速的单位为：滴/min，因而核算滴速的公式为：V=60*1000/T。因为液滴滴落状况易受环境影响，动摇较大，为进步滴速丈量精度，选用接连丈量3个液滴取平均速度的办法。实践标明，此种丈量计划彻底可以到达丈量精度要求。滴速丈量子程序流程图如图6所示。
硬件树立完结后，首要进行初始化。初始化的首要内容是设置波特率和服务器IP地址，体系的波特率设置为57 600 b/s，服务器IP地址为：1010100254。初始化完结后，点击树立TCP衔接，USRWIFI232芯片进入监测状况，预备数据接纳。
当USRWIFI232芯片接纳到程序设置的相应频段的载波信号且接纳到信号的地址信号与程序设置吻合时，芯片配对成功。设置芯片的作业形式为接纳，上位机经过WiFi网络，以设定的波特率把数据传输到STM32内。随后，STM32经过 RS232串口将反应信号传输至芯片，更改芯片作业形式为发送，反应信号再经过WiFi网络发送至监控办理软件，体系完结一次循环［4］。从头设置芯片的作业形式为接纳，重复以上进程，体系开端新的循环，接纳新数据。无线所示。
本文深化地剖析了依据STM32的输液监控体系的作业原理和完结细节。该体系可以准确地丈量和调整滴速。体系具有无线通讯功用，完结了一机多能、一机多用，便于医护人员会集办理，大大减轻了医护人员的作业强度。测验结果标明，该体系安全、牢靠、精度高，具有宽广的使用远景。
［1］ 刘枝国，刘世华. 静脉输液质量与危险处理预案［M］. 长沙：湖南科学技能出版社，2008.
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