系統(tǒng)方案

　　此系統(tǒng)由多個(gè)點(diǎn)滴監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)、一個(gè)無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)以及上位機(jī)組成，其中所述的點(diǎn)滴監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)包括依序電連接的稱重傳感器、ADC電路、單片機(jī)、無線數(shù)傳模塊以及電源電路;所述的無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)包括依序電連接的無線數(shù)傳模塊、單片機(jī)和USB協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊;無線數(shù)傳模塊之間通過無線訊號(hào)連接;無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)與上位機(jī)通過USB線連接。本設(shè)計(jì)旨在提供一種電路設(shè)備和點(diǎn)滴支架一體化設(shè)計(jì)，不在滴瓶和輸液管上增加任何設(shè)備，能通過上位機(jī)集中對(duì)各點(diǎn)滴監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)裝置。

　　點(diǎn)滴監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)

　　為了得知病人輸液的實(shí)時(shí)情況，需要傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)藥瓶藥液的余量。本設(shè)計(jì)采用稱重傳感器檢測(cè)剩余藥液的重量，傳感器與點(diǎn)滴支架一體化，與光電式的點(diǎn)滴監(jiān)控裝置需要另外夾持光電裝置不同，無需增加醫(yī)護(hù)人員的操作步驟。

　　電路設(shè)計(jì)

　　點(diǎn)滴監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)由供電電路、稱重傳感器、ADC電路、單片機(jī)以及無線數(shù)傳模塊組成。如圖2點(diǎn)滴監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)方框圖所示。　　

 

　　1)稱重傳感器。目前市場(chǎng)上的注射液為125mL、250mL、500mL這三種規(guī)格，采用高精度的1kg稱重傳感器能滿足該系統(tǒng)需求。

　　2)ADC電路。有很多型號(hào)的單片機(jī)自帶ADC功能，但具有高精度ADC功能單片機(jī)一般價(jià)格較貴，電路上還需增加信號(hào)放大電路用于放大稱重傳感器輸出的小壓信號(hào)，HX711芯片是一款專為高精度稱重傳感器設(shè)計(jì)的24位A/D 轉(zhuǎn)換器芯片，該芯片集成了穩(wěn)壓電源、信號(hào)增益電路片和內(nèi)時(shí)鐘振蕩器，具有串行輸出數(shù)字信號(hào)、響應(yīng)速度快、抗干擾性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。選擇HX711芯片便于電路的設(shè)計(jì)和設(shè)備工作的穩(wěn)定。

　　3)單片機(jī)。采用STC11F02單片機(jī)，該單片機(jī)具有2K的Flash程序存儲(chǔ)字節(jié)，14個(gè)I/O口，當(dāng) I/O在弱上拉時(shí)輸出電流為0.15~0.25mA，在該模式下與3.3V設(shè)備通訊無需加限流電阻。該單片機(jī)內(nèi)置上電復(fù)位電路，性價(jià)比高，抗干擾。

　　4)無線數(shù)傳模塊。無線通信方案的可選擇性較多，本設(shè)計(jì)采用2.4G的通信方案，2.4GHz頻段已經(jīng)成為了無線產(chǎn)品的主流傳輸技術(shù)，為全球開放ISM 頻段免許可證使用。nRF24L01無線數(shù)傳模塊具有最高工作速率2Mbps，高效GFSK調(diào)制，抗干擾能力強(qiáng)，適用于雙向高速傳輸數(shù)據(jù)且傳輸數(shù)據(jù)量大的場(chǎng)合。該模塊的工作電壓是1.9~3.6V。

　　5)電源。為了增強(qiáng)點(diǎn)滴支架設(shè)備的獨(dú)立性，需要使用獨(dú)立電源，太陽能電池供電是一個(gè)很好的方案，但本設(shè)計(jì)為了便于設(shè)備的安裝，采用了4個(gè)1.5V的5號(hào)電池串聯(lián)的供電方案。干電池工作一段時(shí)間后降低到1.2V左右，若使用線性穩(wěn)壓芯片輸出最小壓降也要1.2V，降低了設(shè)備供電的效率。