基于無線網絡的智能點滴監測系統

　　系統方案

　　此系統由多個點滴監測節點、一個無線數據采集節點以及上位機組成，其中所述的點滴監測節點包括依序電連接的稱重傳感器、ADC電路、單片機、無線數傳模塊以及電源電路;所述的無線數據采集節點包括依序電連接的無線數傳模塊、單片機和USB協議轉換模塊;無線數傳模塊之間通過無線訊號連接;無線數據采集節點與上位機通過USB線連接。本設計旨在提供一種電路設備和點滴支架一體化設計，不在滴瓶和輸液管上增加任何設備，能通過上位機集中對各點滴監測節點進行實時監測的系統裝置。

　　點滴監測節點的設計

　　為了得知病人輸液的實時情況，需要傳感器實時檢測藥瓶藥液的余量。本設計采用稱重傳感器檢測剩余藥液的重量，傳感器與點滴支架一體化，與光電式的點滴監控裝置需要另外夾持光電裝置不同，無需增加醫護人員的操作步驟。

　　電路設計

　　點滴監測節點由供電電路、稱重傳感器、ADC電路、單片機以及無線數傳模塊組成。如圖2點滴監測節點方框圖所示?！　?/p>

 

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

　　2)ADC電路。有很多型號的單片機自帶ADC功能，但具有高精度ADC功能單片機一般價格較貴，電路上還需增加信號放大電路用于放大稱重傳感器輸出的小壓信號，HX711芯片是一款專為高精度稱重傳感器設計的24位A/D 轉換器芯片，該芯片集成了穩壓電源、信號增益電路片和內時鐘振蕩器，具有串行輸出數字信號、響應速度快、抗干擾性強等優點。選擇HX711芯片便于電路的設計和設備工作的穩定。

　　3)單片機。采用STC11F02單片機，該單片機具有2K的Flash程序存儲字節，14個I/O口，當 I/O在弱上拉時輸出電流為0.15~0.25mA，在該模式下與3.3V設備通訊無需加限流電阻。該單片機內置上電復位電路，性價比高，抗干擾。

　　4)無線數傳模塊。無線通信方案的可選擇性較多，本設計采用2.4G的通信方案，2.4GHz頻段已經成為了無線產品的主流傳輸技術，為全球開放ISM 頻段免許可證使用。nRF24L01無線數傳模塊具有最高工作速率2Mbps，高效GFSK調制，抗干擾能力強，適用于雙向高速傳輸數據且傳輸數據量大的場合。該模塊的工作電壓是1.9~3.6V。

　　5)電源。為了增強點滴支架設備的獨立性，需要使用獨立電源，太陽能電池供電是一個很好的方案，但本設計為了便于設備的安裝，采用了4個1.5V的5號電池串聯的供電方案。干電池工作一段時間后降低到1.2V左右，若使用線性穩壓芯片輸出最小壓降也要1.2V，降低了設備供電的效率。