摘 要在传统的临床治疗手段中大多数采用静脉注射方式治理病人，静脉注射和一般治疗手段相比较更容易将药物起到疗效浓度，最重要的是可以达到持续性的治疗效果，使患者的病情更加快速的得到缓解，静脉注射是将营养品、药物等液体通过注射器等工具直接输送到人的静脉中，这种方式简单高效，但是弊端也逐渐出现，因为不同的患者的病情和身体状况不一样，所以治疗的药物也有很大的不同，而又根据不同的患者对一些药物有可能过敏和会产生一些令患者不舒适的现象，所以必须要严格控制输液的速度，如果液滴低落的速度过快，有可能会影响治疗的效果，更严重的是有可能威胁患者的生命安全，如果液体低落的速度过慢，就会使患者产生疲劳感，增加精神压力，所以对静脉注射的速度的关注十分重要，现在注射的速度往往是通过医护人员调节输液管道上面的滑轮实现的，这种方式虽然可行，但是长时间下来会增加医护人员的工作时长和工作负担，更加重要的是药物滴落速度达不到精确的控制，从而患者的病情得不到精确的控制，所以基于上述现象研发出一款能够准确控制静脉输液的报警器的重要性不言而喻。对改善临床治疗手段中存在的缺陷和减轻医护人员的工作负担起到重要的作用。本文研究的是基于STM32单片机的输液报警器的设计，主控芯片采用STM32单片机，通过霍尔传感器实时监测静脉输液中液体的滴落速度，同时当检测的速度超过报警器设置的阈值的时候LED灯亮用来提醒用户，最后利用红外对管传感器检测输液管是否回血，如果产生回血等现象这时候语音模块播报信息及蜂鸣器报警提醒医护人员采取相应的措施，整体设计由单片机的软硬件组成，软件部分利用Visio软件和Keil软件绘制系统流程图和编写系统代码，而硬件部分则利用Altium Designer软件绘制系统电路图和PCB，最终对设计的实物进行不断调试使其稳定的运行。
目录
一、 引言 1
（一） 课题研究目的和意义 1
（二） 国内外研究现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 系统方案选择及总体框图 3
（一） 滴速模块方案比较 3
（二） 单片机模块方案比较 4
（三） 语音模块方案比较 5
（四） 回血传感器检测模块比较 6
（五） 系统机构示意图和整体要求 7
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、 系统硬件电路设计 8
（一） STM32单片机最小系统板电路设计 8
（二） 霍尔传感器电路设计 9
（三） JQ8900语音模块电路设计 9
（四） 红外对管传感器电路设计 10
（五） 蜂鸣器电路设计 10
四、 系统软件设计 11
（一） 系统总流程图 11
（二） 霍尔传感器测速程序设计 11
（三） JQ8900语音模块播报程序设计 12
（四） 红外对管传感器程序设计 13
五、 系统调试 14
（一） 软件调试 14
（二） 硬件调试 15
总结 19
参考文献 20
致 谢 21
附录一 原理图 22
附录二 PCB图 23
附录三 元件列表 24
附录四 程序 25
引言
课题研究目的和意义
在临床医疗中，静脉输液是一种高效的治疗病人的手段，静脉输液能够将药物、营养液等药品通过输液管直接输入到人体静脉中，从而在短时间内使患者的病情得到缓解，更重要的是可以根据患者的病情达到持续性的治疗，所以静脉输液在临床医学中扮演着重要的角色，而在医院的普通病房中，一般都没有采用全自动静脉输液系统装置，而是通过医护人员调节输液的速度和更换药瓶，这种方式虽然可取，但是对输液的速度达不到精确的控制，同时也会加重医院医护人员的负担，长时间下来会耗费工作人员的压力和精力，大大降低了医院工作人员的工作效率，如果输液的速度过快，有可能会给患者造成头晕、回血等不好的现象，更为严重的是有可能进一步对患者的生命造成威胁。如果输液的速度过低，既浪费了患者的时间，同时也增加了医护人员的工作负担，所以传统的静脉输液系统装置存在很多弊端，因此研发出一种全自动输液系统和及时监测输液管中是否回血就显得格外重要。现在医疗行业得到飞速的发展，医疗技术和之前相比也得到了质的改进，医疗技术中的静脉输液更是得到了全面的推广，所以在该条件下研发出一款性能稳定、价格低廉的自动的智能化的输液装置的作用就不言而喻，就能够及时解决传统输液系统中存在的弊端，进一步提高医院的工作效率，最大力度的节省患者治疗病情的时间。符合社会发展的潮流。
国内外研究现状
由于国内外医疗科技技术发展速度的不同，所以关于全自动输液系统装置的研发速度也不一样，国外最早在静脉输液中开展系统性的研究，美国哈佛大学的Herrera AJ教授最早在静脉输液中采用机械化的控制，病人在输液过程中利用弹簧秤测量药瓶内剩余的液体容量，通过弹簧秤如果测量药瓶内液体的重量低于设置的阈值，这时自动夹紧输液管，虽然这种方式可以准确判断出药瓶内剩余的液体重量，但是不能对药瓶内的液体进行实时的检测，同时对液体低落的速度也不能实现精确的控制，所以该装置也存在一定的弊端，而又随着社会的发展和科技的进步，日本的Terumo公司利用传感器技术实施检测药瓶内液面的高度，从而判断出药瓶内的液体是否达到停止输液的状态，该公司采用的传感器是超声波传感器，超声波传感器通过发射出电平信号和接受信号的时间，同时根据电平信号在介质中的传播速度可以自动换算出距离，该种监控方式和机械化监控相比，检测距离的数值更加精确，但是在当时超声波传感器的价格比较昂贵，在当时的经济条件不是很好的时期，该技术并没有得到广泛的普及，但是该技术的研发为后续全自动静脉输液的研究打下了坚实的铺垫。后续英国、法国等国家又研发出利用红外对管、霍尔传感器测量药瓶内液体的剩余量的系统装置，也在当时引发了不小的轰动。
而国内的医疗科技技术水平在当时发展速度和国外比较起来发展较为缓慢，所以关于全自动静脉输液系统装置的研发较为迟缓，在2001年国家才加大对医疗中静脉输液系统装置的财政投入，各个高校的教授和各个医疗科技公司也逐渐加大对静脉输液系统装置的研发，在2003年，长沙的比扬医疗科技有限公司研发了一款名为BYT001的自动注射仪，该注射仪功能齐全，可以快速的实现大剂量药物供给和排气管排气，最重要的是可以实现对剩余液体容量进行语音报警和液晶实时显示剩余药瓶内液体的剩余量，便于进行人机交换，该设备发展至今仍然被大型医院采用。在近几年国内的科技和经济水平得到飞速的发展，关于静脉输液的装置的数量和质量更是有了质的提升，价格也更加实惠。与国外的差距也在逐渐缩小，相信在将来的一天关于静脉输液的研究技术终究会超过国外的发达国家。
本文主要研究内容
本文主要采用STM32F103C8T6单片机为主控芯片，利用霍尔传感器实时监测出药瓶内液体滴落的速度，并将采集的速度显示在液晶屏幕上，如果检测的速度不在报警器设置的阈值范围内，此时LED指示灯亮提醒医护人员及时做出处理，同时利用红外光电传感器检测患者的静脉是否回血，如果产生回血及时进行语音及蜂鸣器报警提醒医护人员，整体设计由软件和硬件组成，软件部分则利用Visio软件绘制出系统和各个模块的流程图，硬件部分则利用Altium Designer软件绘制各个模块和系统的电路图和PCB文件，最终对设计的实物进行软硬件调试使其稳定的运行。

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