基于单片机的智能输液器监控系统设计方案

**单片机设计介绍，基于单片机智能输液器监控系统的设计

文章目录

一概要

二、功能设计

设计思路

三、软件设计

原理图

五、程序

六、文章目录

一概要

基于单片机智能输液器监控系统的设计旨在实现对输液过程的实时监测和控制，以提高输液的安全性和疗效。以下是对该设计概要的详细描述：

一、设计原理

该监控系统综合运用嵌入式系统技术、单片机控制技术、光电检测技术、通信技术以及步进电机控制技术等。通过传感器实时采集输液过程中的关键参数，如液位、流量等，并将数据传输至单片机进行处理。单片机根据预设参数对输液速度和液位进行判断和处理，并通过相应的控制策略实现输液速度的自动控制。

二、硬件设计

传感器：系统使用液位传感器和流量传感器对输液过程中的液位和流量进行实时监测。液位传感器安装在输液袋中，可以实时测量液位高度；流量传感器安装在输液管路中，可以实时测量液体流动速度。
单片机：作为系统的控制中心，负责接收传感器的信号，实时计算输液速度、液位等数据，并根据预设参数控制输液泵的工作状态。
显示和报警装置：使用液晶显示屏实时显示输液参数，如液位、速度等。同时，设计声光报警器，当输液速度超出预设范围或液位过低时，会发出声光报警，提醒护士进行干预。
三、软件设计

数据采集：通过单片机读取传感器的实时数据，并进行相应的处理。
输液监控算法：根据采集到的数据，实时计算输液速率，并与预设阈值进行比较。当输液速率超出阈值或输液完成时，控制输液泵的开关状态。
显示和报警控制：通过液晶显示屏实时显示输液参数，并在需要时触发声光报警。
四、系统优势

实时监测和控制：能够实时监测输液过程中的关键参数，并根据需要进行自动控制，提高了输液的安全性和准确性。
抗干扰性强：硬件采用脉冲调制技术提高红外对管的抗干扰能力，软件利用数字滤波技术提高系统程序的稳定性。
操作简单：合理的人机交互设计使得系统操作简单，显示直观。
综上所述，基于单片机智能输液器监控系统能够实现对输液过程的实时监测和控制，提高输液的安全性和疗效。通过不断优化设计和提高系统的可靠性，有望在临床医学中得到广泛应用。

二、功能设计

基于单片机智能输液器监控系统的设计，目标滴速和设定滴速的调节通过使用PID算法，换页按钮可调节PID参数，

增加和减少分别在修改按钮按后进行数值调节。数值显示如液晶上面所显示的那样，系统预设LI=200ml液体，速度

SP=20滴/min,时间T(S), VE=20滴/ml,剩余液量计算公式 RELI = LI – SPT/(10VE*60)

设计思路

设计思路
文献研究法：搜集整理相关单片机系统相关研究资料，认真阅读文献，为研究做准备；

调查研究法：通过调查、分析、具体试用等方法，发现单片机系统的现状、存在问题和解决办法；

比较分析法：比较不同系统的具体原理，以及同一类传感器性能的区别，分析系统的研究现状与发展前景；

软硬件设计法：通过软硬件设计实现具体硬件实物，最后测试各项功能是否满足要求。

三、软件设计

本系统原理图设计采用Altium Designer19，具体如图。在本科单片机设计中，设计电路使用的软件一般是Altium Designer或proteus，由于Altium Designer功能强大，可以设计硬件电路的原理图、PCB图，且界面简单，易操作，上手快。Altium Designer19是一款专业的整的端到端电子印刷电路板设计环境，用于电子印刷电路板设计。它结合了原理图设计、PCB设计、多种管理及仿真技术，能够很好的满足本次设计需求。

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仿真实现
本设计利用protues8.7软件实现仿真设计，具体如图。

Protues也是在单片机仿真设计中常用的设计软件之一，通过设计出硬件电路图，及写入驱动程序，就能在不实现硬件的情况进行电路调试。另外，protues还能实现PCB的设计，在仿真中也可以与KEIL实现联调，便于程序的调试，且支持多种平台，使用简单便捷。
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原理图

五、程序

本设计利用KEIL5软件实现程序设计，具体如图。作为本科期间学习的第一门编程语言，C语言是我们最熟悉的编程语言之一。当然，由于其功能强大，C语言是当前世界上使用最广泛、最受欢迎的编程语言。在单片机设计中，C语言已经逐步完全取代汇编语言，因为相比于汇编语言，C语言编译与运行、调试十分方便，且可移植性高，可读性好，便于烧录与写入硬件系统，因此C语言被广泛应用在单片机设计中。keil软件由于其兼容单片机的设计，能够实现快速调试，并生成烧录文件，被广泛应用于C语言的编写和单片机的设计。

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六、文章目录

摘要 I
Abstract II
引言 1
1 控制系统设计 2
1.1 主控系统方案设计 2
1.2 传感器方案设计 3
1.3 系统工作原理 5
2 硬件设计 6
2.1 主电路 6
2.1.1 单片机的选择 6
2.2 驱动电路 8
2.2.1 比较器的介绍 8
2.3放大电路 8
2.4最小系统 11
3 软件设计 13
3.1编程语言的选择 13
4 系统调试 16
4.1 系统硬件调试 16
4.2 系统软件调试 16
结论 17
参考文献 18
附录1 总体原理图设计 20
附录2 源程序清单 21
致谢 25