液体点滴速度监控装置设计 (河工大)

液体点滴速度监控装置[摘要 ] 该装置实时地监测液体点滴速度，通过单片机对信息地分析和处理，由主机发出相应地指令， 调整系统地工作平稳，构成了一个高性能地闭环控制系统 .实现了对点滴输液速度地直观监测，同时对一些异常情况地出现可实施报警 .利用该装置还能通过主控平台对各个分立系统信息实施自动化、智能 化地集中处理 .能方便、简易地操作和使用，对医疗具有很强地实用性.[ 关键词 ] 实时监控 红外传感 闭环控制 步进电机一、方案设计与论证根据题目要求和原输液装置地特点，提出以下三种方案：1、方案一 直接在滴斗处用两电极棒地方法 .与受液瓶地高度，达到改变点滴速度，从而进行控制2、方案二把通过电机改变系统装置高度地方法， 改为控制步进电机对输液管进行压缩或缓松， 从而实现对点 滴速度地改变 .采用交流电动机控制 H2 地高度 .即采用红外传感器测量滴斗滴液， 送至单片机接口计数， 通过数字模拟转换，将其转换为 4— 20MA 标准电流值，同时通过键盘输入给定每分钟地滴数，再将此 滴数将其转换为 4—20MA 标准电流值，将此两个信息同时进入数字 PID 调节器 .通过偏差计算再输出一 组4— 20MA 标准电流值，通过变频调速器控制电动机调节H2 地高度，来控制滴斗滴数 .此方案地优点是，完全按目前电气工程标准化运作，可以在很短时间完成 .文档收集自网络，仅用于个人学习2、 方案三根据点滴装置地特点， 通过对装置地某一位置进行监测和控制， 达到对整个系统液体点滴速度地监 控 . （如图 1）.文档收集自网络，仅用于个人学习通过控制输液软管夹头地松紧来控制点滴速度，采用红外传感器测量滴斗滴数，送至单片机接口 计数并显示，首先标定两个脉冲（两滴间）间地时间间隔（以 10MS 为时基单位） .然后计算给定滴斗 滴数（通过键盘）地时间间隔（以 10MS 为时基单位） .将此两个时间间隔进行比较，以决定步进电机 运行地方向 .该步进电机通过丝杠控制输液软管夹头地松紧，来控制滴斗滴数 文档收集自网络，仅用于个人学习4、方案比较 方案一地特点是：实现比较简单容易，原理上也是可行地，但由于本装置用于医疗，电弧地产生， 可能对不同地药物有影响，同时传感器（电极）不能重复使用，以防止传染 .文档收集自网络，仅用于. 文档收集自网络，仅用于个人学习个人学习方案二通过改用红外传感器，弥补了方案一地不足.但是还存在问题，利用改变高度地方法虽然容易实现，但可控性不好.由此，我们采用了第三种方案，通过挤压输液管地办法来实现对点滴速度地控制.文档收集自网络，仅用于个人学习二、系统原理框图如图 2 所示.图2本系统最主要地是充分利用单片机编程地灵活性和其强大地功能，使一些小地系统实现自动化和智能化成为了现实.其中地器件都比较简单，尽大可能地利用各集成芯片地功能，如系统地键盘和显示原理电路.通过红外传感器对水滴滴落地动态信息地感应，单片机对数据地采集分析和处理，同时使用小功率地步进电机进行机械调整，使装置能机智、即时地响应操作者地使用.文档收集自网络，仅用于个人学习三、主要电路原理与设计1 、AT89C51 单片机基本系统控制与数值信号处理地核心采用AT89C51 单片机，采用串口工作方式.电路如图 3.文档收集自网络，仅用于个人学习2、显示与键盘如图4利用74LS164 进行串行动态9 位数码管显示，74LS164 地主要功能是8bits 地串入并出数据处理.电路结构简单，功能强大.采用中断和查询地方法，设计地 4 键键盘地形式，利用单片机地灵活图43、红外传感和信号处理采用红外线地发射和接收装置，它可用来检测包括液体在内地各种透明体、半透明体、不透明体，从而可以灵敏地反应水滴滴下.利用光电耦合器对电信号进行处理，减少干扰.文档收集自网络，仅用于个人学习4、步进电机驱动和控制如图5图55、声光报警当检测到液面低于3cm 时由单片机采集到报警信号，由报警芯片发出声光报警5 、主控制平台可以组建一个小型地网络系统，由主机控制和监视各个从机地工作状态和各个装置地信息. 如图 6 文档收集自网络，仅用于个人学习图6四、系统软件工作流程如图7 到图121、软件设计：软件部分参考流程图，这里主要讲述一下软件编写过程中地几个细节部分.如前所述，我们计算滴水速度地原理是通过求出 2 个水滴之间地时间差，通过分析，我们通过定时器建立一个基准时钟，该基准时钟有 2 个字节单元，分别秒单位和10 毫秒单位地数值.在每次传感器送来中断地时候调用“传感测量”子程序，在该子程序中，我们在取当前触发时间时，先把上一个脉冲发生地时间保存在“历史寄存器”中，然后再更新“当前寄存器”地值，即取当前脉冲地发生时间.这样我们就记录下了 2 个时间（连续）值.文档收集自网络，仅用于个人学习历史寄存器当前寄存器基准时钟7由于基准时钟是以10 毫秒为最小单位地，而对于频率范围在20Hz~150Hz 地脉冲而言，因为我们在后边地求滴速中要用到10 毫秒单位值，而水滴地下落并不能保证绝对地规则，经测试发现，每一次求差后地值总有几个单位毫秒地变动，这个变动就导致了最终运算出来地滴速值地大幅度变化，后来惊观察发现这种误差可以归为周期性误差，所以为了消除这个误差，我们不是简单地只取一个差值，相反，我们是取了10 个差值，然后再求平均值，这样处理地最大一个好处是可以使周期性误差地正、负偏差互相抵消，在很大程度上消除上述误差.文档收集自网络，仅用于个人学习前面地处理虽然可以提供一个比较接近真值，对于最终显示出来地影响不大，但当要用这个值去控制滴速夹时，很明显这样处理地结果降低了控制地响应度；而另一方面，对于滴速夹地控制，因为我们采用地是步进电机，而且我们对步进电机地转轴又进行了改造，加了一个螺纹栓，可以保持滴速夹控制端地位置，所以我们在每采集一个脉冲间隔时就进行滴速地更改控制，这样可以提高控制设备地响应速度.所以在本系统中对于建立一个科学合理地系统模型是很有必要地.文档收集自网络，仅用于个人学习在对滴速进行控制时，我们借鉴了PID 算法，建立了一个闭环控制状态，利用类似于锁相环地模型：即把设定地滴速和当前地滴速进行比较，输出一个差值，利用这个差值地极性来决定电机地正反转，并拉小这个差值直至最小.因为每检测到一个传感信号，我们就把设定值和当前值进行比较，这样不仅提高了设备地响应速度，而且由于我们这个系统地基准时钟是以10 毫秒为单位了，因为我们能分辨到10 毫秒地数量级，可以使当前值非常接近我们所设定地设定值.文档收集自网络，仅用于个人学习这一点可以参照电机控制地流程图.（图12）1、运算过程：因为我们系统地基准时钟是以10 毫秒为单位了，虽然加大了系统地精度，但是却给系统地数值运算带来了麻烦，直接用四则运算（特别是乘除地运算）很容易带来无法避免地运算误差，即在运算是因为运算位数地限制而带来地数据尾数地丢失. 前面说过这种误差将对我们对信号地处理和显示产生很大了影响，甚至会得到一个误差很大地最终输出，为避免这种情况，我们在保证精度地基础上采用了查表法，并且在建立表格时对数据进行一定地折中处理，使得最终得到了结果地误差能尽量小，实践证明我们这种方法还是有一定地实用性地.而且查表法地结果便于以后系统误差地自我校正，因为它保存了一个恒值.文档收集自网络，仅用于个人学习2 、对数据表格地处理：前面说过我们这个系统地基准时钟有两个字节单元，而即使采用题目要求地滴速（20~150 分/滴）也将需要260 个字节，这已经超过了8 位单片机地查表范围，所以怎样建立一个合理地查表算法是很有必要地.通过对数据地观察，我们发现虽然每个时间量有两个字节，但是在秒字节地单元里，总共只能出现4种取值，即1、2和3以及0 ，所以我们可以以这4个值为标量对表格地数据进行划分，由于有了秒字节单元来做区分，我们只要在表格中写入10 毫秒字节单元地值就行了，通过综合处理，在保证精度地基础上，我们所建立地表格地字节数为100 多个，这样不仅满足了8 位单片机地查表范围，而且大大了节省了内存，有利于系统资源地优化分配. 文档收集自网络，仅用于个人学习3、通信地建立：在选择方案时，考虑到通信线地多少，我们采用了串行通信，直接利用单片机本身地串行通信口，在软件上我们考虑用串行通信地方式0 来进行通信.通信协议如下：先发送握手信号，然后发送被呼叫地从机号，每个从机在接收到地址时跟自身地地址进行比较，如果不是被呼叫机，则关闭通信链路；如果是则发送响应信号.当确定了通信地链路后，就按照预定地数据包格式进行通信.数据包格式如下：文档收集自网络，仅用于个人学习操作码2、程序流程图个人收集整理仅做学习参考图8个人收集整理仅做学习参考传感测量：学习时钟：文档收集自网络，仅用于个人图9 图10个人收集整理仅做学习参考步进电机控制：文档收集自网络，仅用于个人学习键盘：个人收集整理仅做学习参考图11 图12 3、源程序：时间基准缓冲区：秒55h 0.01 秒56h键盘设置缓冲区：秒57h 0.01 秒58h传感测量缓冲区：前次—秒51h 0.01 秒52h 当前—秒53h 0.01秒54h 差值—秒4fh 0.01秒50h文档收集自网络，仅用于个人学习最终显示缓冲区：选择值：54h 测定值5ah 5bh 5ch 设置值5dh 5eh 5fh R4 用于步进电机地步进记忆org 0000hajmp mainorg 0003hajmp jpint org 000bh ajmp times org 0013h ajmp cgint org 0040h ;int0 ;t0 ;int1main:mov sp,#60h ;设置堆栈mov 5eh,#00hmov 5fh,#00hmov r7,#00hsetb f0clr p2.1mov tmod,#01h ;T0 为工作方式0mov tl0,#0f0h ; 计数器初值mov th0,#0d8hmov ie,#87h ;中断设置，除T1，ES 外全开中断mov 41h,#00h mov 42h,#00h mov 43h,#00h mov 44h,#00h mov 45h,#00h mov 46h,#00h mov 47h,#00h mov 48h,#00h mov 4fh,#00h mov 50h,#00h mov 51h,#00h mov 52h,#00h mov 53h,#00hmov 54h,#00h mov 55h,#00h mov 56h,#00h mov 54h,#00h mov 57h,#00h mov 58h,#00h mov 59h,#00h mov 5ah,#00h mov 5bh,#00h mov 5ch,#00h mov 5dh,#00h ;初值设置;以上为时间初值;初值显示为00mov ip,#02h setbit0 setb it1 setb tr0setb p1.4 disp:acalldisp0ajmp disp;中断优先级;脉冲触发方式;启动定时;调用显示子程序disp0: push accmov dptr,#tablejnb f0,disp1 mova,54h cjnea,#01h,zzz1movc a,@a+dptrmov sbuf,a jnbti,$ clr ti mova,#0ffh movsbuf,a jnb ti,$ clrti acall dealy;选择值显示ajmp disp1 zzz1:cjne a,#02h,zzz2 movca,@a+dptr mov sbuf,a jnb ti,$ clr ti mova,#0ffh mov sbuf,a jnb ti,$ clr ti acall dealy ajmp disp1 zzz2:cjne a,#03h,zzz3 movca,@a+dptr mov sbuf,a jnb ti,$ clr ti mova,#0ffh mov sbuf,a jnb ti,$ clr ti acall dealy ajmp disp1 zzz3:mov 54h,#00hdisp1:mov a,5ah ;测定值显示cjne a,#00h,disp2 ajmp disp3 disp2:cjnea,#01h,disp4 disp3:movc a,@a+dptr mov sbuf,a jnb ti,$ clr ti mov a,#0feh mov sbuf,a jnb ti,$ clr ti acall dealydisp4:mov a,5bh movc a,@a+dptr mov sbuf,a jnb ti,$ clr timov a,#0fdh mov sbuf,a jnb ti,$ clr ti acall dealymov a,5ch movc a,@a+dptr mov sbuf,a jnbti,$ clr ti mov a,#0fbh mov sbuf,a jnb ti,$ clr ti acall dealymov a,5dh ;设置值显示movc a,@a+dptr mov sbuf,a jnb ti,$ clr ti mov a,#0dfh mov sbuf,a jnb ti,$ clr ti acall dealymov a,5eh movc a,@a+dptr mov sbuf,a jnbti,$ clr ti mov a,#0bfh mov sbuf,a jnb ti,$ clr ti acall dealymov a,5fh movc a,@a+dptr mov sbuf,a jnb ti,$clr ti mov a,#7fh mov sbuf,a jnb ti,$ clr ti acall dealy pop acc retdealy: mov r0,#0fah lll: nop nop djnz r0,lll ret table:db 03h db 9fh db 25h db 0dh db99h db 49h db 41h db 1fh db 01h db 09hjpint: ;键盘控制子程序push acc push 07h mov r2,#0ah zzz:acall dealy djnz r2,zzzjb p1.0,x2 ;选择键子程序inc 54h clr ex1 setb f0 mov a,54h cjnea,#04h,x1 mov 54h,#01h x1:ajmp ret0 x2:jb p1.1,x3 ;加 1 键子程序mov a,54h cjne a,#00h,lll1ajmp ret0 lll1:cjne a,#01h,lll2 inc 5fh mov a,5fh cjne a,#0ah,zhongju mov 5fh,#00h ajmp ret0 lll2:cjne a,#02h,lll3 inc 5eh mov a,5eh cjne a,#0ah,ret0 mov 5eh,#00h ajmp ret0 lll3:inc 5dh mov a,5dh cjne a,#0ah,ret0 mov 5dh,#00h ajmp ret0 x3:jb p1.2,x4 ;减 1 键子程序mov a,54h cjne a,#00h,llll1 ajmp ret0llll1:cjne a,#01h,llll2 dec 5fh mov a,5fh cjne a,#0ffh,ret0 mov 5fh,#09h ajmp ret0 zhongju:ajmp ret0 llll2:cjne a,#02h,llll3 dec 5eh mov a,5eh cjne a,#0ffh,ret0 mov5eh,#09h ajmp ret0 llll3:dec 5dh mov a,5dh cjne a,#0ffh,ret0 mov 5dh,#09h ajmp ret0x4:jb p1.3,x5 ;确定键子程序clr f0 acall enter ; 因指令而修改ret01: ;对整数进行修正mov a,r7cjne a,#14,ccc1mov 57h,#03h ;为20 置 3setb ex1ajmp ret0ccc1:cjne a,#1eh,ccc2mov 57h,#02h ;为30 置 2setb ex1ajmp ret0ccc2:cjne a,#3ch,ret02mov 57h,#01h ;为60 置 1setb ex1ajmp ret0x5:jb p2.0,ret0 ;报警监测setb p2.1 ;送报警声音ajmp ret0 ret02:setb ex1 ret0:pop acc pop 07h reti enter:mov 54h,#00h clr cmov a,5dh ;求时间段程序mov b,#64h ;百位数mul abmov r7,amov a,5ehmov b,#0ah ;十位数mul abadd a,r7mov r7,amov a,5fhadd a,r7mov r7,a ;此时r7 中为设定值clr csubb a,#14h ; 查表前减20mov dptr,#table1 ;由数值查时间段表movc a,@a+dptrmov 58h,arettimes: ;时间设置push accmov tl0,#0f0hmov th0,#0d8hsetb tr0 inc 56h mov a,56h cjnea,#64h,quit0 mov 56h,#00h inc 55hquit0:pop acc reticgint: ;传感测量mov r2,#0ah zzzz:acall dealy djnz r2,zzzz jnb p3.3,cgint1 reticgint1:push acc push 03h push 04h push 05h push 06h inc r7cjne r7,#0ah,zhongju1mov r7,#00hmov a,53h ;数值转移mov 51h,amov a,54hmov 52h,amov a,55h ;读取当前时间mov 53h,amov a,56hmov 54h,aclr c ;求10 个脉冲差值子程序mov 47h,#00h ;10 差值寄存区mov 48h,#00hmov a,53hsubb a,51hmov 47h,aclr cmov a,54hsubb a,52hjnc zero ;如果当前值大就跳转dec 47hclr cmov a,#00h mov a,54h add a,#64h subb a,52hzero:mov 48h,a mov a,47h mov b,#0ah div ab mov4fh,a mov a,b mov r3,a mov a,48h mov b,#0ah div ab mov 50h,a mov a,b movr4,a mov a,r3 mov b,#0ahmul ab add a,50h mov50h,a zhongju1:mov a mov42h,a mov a,43h mov 41h,amov a,55h mov 43h,a mova,56h mov 44h,a clr c ;求差值子程序,供电机使用mov 45h,#00h mov46h,#00h mov a,43h subba,41h mov 45h,a clr c mova,44h subb a,42h jnc zero1 ;如果当前值大就跳转dec 45h clr c mov a,#00h mov a,44hadd a,#64h subb a,42h zero1:mov 46h,a mov a,45h mov a,4fhcjne a,#03,ddd1 mov 5ah,#00h mov 5bh,#02h mov 5ch,#00h ajmp exit ddd1:cjne a,#02h,ddd2 mov a,50h jnz ddd01 mov 5ah,#00h mov5bh,#03h mov 5ch,#00h ajmp exit ddd01:mov b,#0ah div ab mov dptr,#table2 ;秒值为 2 地表movc a,@a+dptr mov r5,a anl a,#0fh mov 5ch,a mov 5bh,#02h mov 5ah,#00h ajmp exit ddd2:cjne a,#01h,ddd3 mov a,50h jnz ddd02 mov 5ah,#00h mov 5bh,#06h mov 5ch,#00h ajmp exit ddd02: mov b,#0ah div ab mov dptr,#table3 ;秒值为 1 地表movc a,@a+dptr mov r5,a anl a,#0fh mov 5ch,a mov a,r5 swap a anl a,#0fh mov 5bh,a mov5ah,#00h ajmp exit ddd3: mov a,50h cjnea,#3ch,ddd03 mov 5ah,#01h mov 5bh,#00h mov 5ch,#00h ajmp exit ddd03:clr csubb a,#3chjc lar100 ;大于100 跳转mov 5ah,#00h ;小于100mov dptr,#table4 ;60 到99 地表movc a,@a+dptrmov r5,aanl a,#0fhmov 5ch,amov a,r5swap aanl a,#0fhmov 5bh,aajmp exitlar100:mov 5ah,#01hclr cmov r5,50hmov a,#3chsubb a,r5mov dptr,#table5 ;100 到150 地表movc a,@a+dptrmov r5,aanl a,#0fhmov 5ch,amov a,r5swap aanl a,#0fhmov 5bh,aexit:jb f0,exit1 ;F0为 1 时电机不工作acall dianjic ;送步进电机子程序exit1:pop 05hpop 03h pop 04h pop acc pop 06h reti dianjic: ;电机控制子程序.zhengzh 为前进，fanzh 为后退push accclr cmov a,57hsubb a,45hjz lowdc ;如果高位相等则进行低位比较;平均差值;秒余数暂存;0.01 秒暂存,44h ;送动态显示缓冲区;整值判断jc jcc1 ;当前滴速小于设定滴速，须反转放松acall zhengzh ;当前滴速大于设定滴速，须正转挤压ajmp outjcc1:acall fanzhajmp outlowdc:clr cmov a,58hsubb a,46hjz outjc jcc2acall zhengzhajmp outjcc2:acall fanzhout:pop accretzhengzh: ;前进挤压mov dptr,#table0inc r4mov a,r4cjne a,#06h,zhengzmov r4,#00hmov a,#00hzhengz:movc a,@a+dptrmov p1,aretfanzh: ; 反转放松mov dptr,#table0dec r4mov a,r4 cjnea,#0ffh,fanz movr4,#05h mov a,#05h fanz:movc a,@a+dptr mov p1,a ret table0: db 80h db 0c0h db40h db 60h db 20h db 0a0h table1: dB 00H dB 86H dB 73H dB 61H dB 50H dB 40H dB 31H dB 22H dB 14H dB 07H dB 00H dB 94H dB 88H dB 82H dB 76H dB 71H dB 67H dB 62H dB 58H dB 54H dB 50H dB 46H dB 43H dB 40H dB 36H dB 33H dB 30H dB 28H dB 25H dB 22H dB 20H dB 18H dB 15H dB 13H dB 11H dB 09H dB 07H dB 05H dB 03H dB 02H dB 00H dB 98H dB 97H dB 95H dB 94H dB 92H dB 91H dB 90H dB 88H dB 87H dB 86H dB 85H dB 83H dB 82H dB 81H dB 80H dB 79H dB 78H dB 77H dB 76H dB 75H dB 74H dB 73H dB 72H dB 71H dB 71H dB 70H dB 69H dB 68H dB 67H dB 67H dB 66H dB 65HdB 65H dB 64H dB 63H dB 63H dB 62H dB 61H dB 61H dB 60H dB 59H dB 59H dB 58H dB 58H dB 57H dB 57H dB 56H dB 56H dB 55H dB 55H dB 54H dB 54H dB 53H dB 53H dB 52H dB 52H dB 51H dB 51H dB 50H dB 50H dB 50H dB 49H dB 49H dB 48H dB 48H dB 48H dB 47H dB 47H dB 47H dB 46H dB 46H dB 45H dB 45H dB 45H dB 44H dB 44H dB 44H dB 43H dB 43H dB 43H dB 43H dB 42H dB 42H dB 42H dB 41H dB 41H dB 41H dB 41H dB 40H dB 40H table2: db 29h db 28h db 27h db 26h db 25h db 24h db 23h db 22h db 21h table3: db 57h db 52h db 49h db 45h db 42h db 39h db 37h db 35h db 33h db 31h table4: db 99h db 98h db 97h db 95h db 94h db 93h db 91h db 89hdb 88h db 87h db 86h db 84h db 83h db 82h db 81h db 80h db 79h db 78h db 77h db 76h db 75h db 74h db 73h db 72h db 72h db 71h db 70h db 69h db 68h db 68h db 67h db 66h db 65h db 65h db 64h db 63h db 63h db 62h db 61h table5: db 00h db 02h db 04h db 06h db 08h db 10h db 12h db 14h db 16h四、 系统测试1、仪器1） 数字示波器 2） 信号发生器 3） 数字计数器2、 波形测试 利用示波器观察红外传感电信号是否规则 .若不规则，说明传感器转化地电信号需要进一步处理， 或者是传感器本身有问题， 需要检查 .直到有规则地方波输出为止 .文档收 集自网络，仅用于个人学习用数字计数器对液滴计数 .在系统电路工作时，用数字计数器地表笔从传感器转化 地电信号输出端相接， 对点滴数计数与系统显示做比较， 从而进一步校正电路测量地准 确度 .文档收集自网络，仅用于个人学习3、 测量数据单机测量： 与计数器比较：db 18h db 20h db 22h db 25h db 28h db 30h db 33h db 36h db 39h db 43h db 46h db 49h end。

前言目前医院使用的点滴输液装置是将液体容器挂在一定的高度上，利用势能差将液体输入到病人的体内（图1），通过软管口径的压紧和放松来控制点滴速度。

有经验的医护人员可以根据药剂的特性对点滴速进行控制，但是一般的病人却无法做到，控制不好还有一定的危险性。

在一些大医院一个护士常常需要负责十几个、甚至几十个床位的液体点滴,很容易出现混乱局面,导致工作效率降低。

为了提高医院本身的管理水平和工作效率,减轻医护人员的劳动强度，对于可以进行自助式护理的病人来说，需要一种可以由病人自己操作，自动定时、定量向病人进行输液的装置；而对于医护人员来说，需要一种可以对所有的病人进行统一监控的智能监控装置。

本设计就是针对以上问题而做的智能型液体点滴速度监控装置。

设计要求为能有以下几种功能：（1）检测输液点滴速度（2）检测输液点滴高度（3）控制点滴速度（4）显示点滴速度（5）能设置点滴速度图1第一章硬件设计说明1.1 系统简介本设计分为主机控制，从机测量，主从通信三个框架。

由从机测量并控制点滴速度，得到的数据送到单片机进行处理，再通过RS485通信将数据反馈给主机进行显示处理，主机也可以通过RS485通信对从机进行控制。

本人负责点滴速度检测及控制部分。

系统框图（图2）如下：图2 系统框图1.2方案设计过程及实现方法1.2.1 点滴速度检测电路设计点滴速检测是整个系统的核心，检测精度是衡量系统精确性的一个最重要指标。

这样就不会因为点滴速度异常而使患者面临危险。

出于安全性考虑，在检测点滴速度时不能使原胶管破损，否则就会对输液造成严重感染而影响患者，因此在检测点滴速度时要用非接触的方式。

方案一：利用发射型光电传感器，传感器工作时，当物体经过射程之内，就会对红外光进行反射，传感器接受到这个感反射信号后动作，以检测物体稳定动作的最大距离。

但是光电传感器对各种介质的反射程度不同，对水的动作距离近，对玻璃的动作距离远。

而且光电传感器体积较大，需要距离滴斗一定距离才能分辨不同介质，无法安装在合适的位置上，所以最终放弃这种方案。

CONO MIC CON STR UCTION 经济建设5环球市场信息导报无线液体点滴速度监控装置的设计输液速度的快慢直接影响药效以及患者生命安全。

临床上人为监控误差大、可操作性差，使得输液速度很难实时控制。

本文设计的液体的点滴速度监控装置利用红外传感器实时检测输液的速度，将采集的点滴速度实时无线传输给控制中心，控制中心通过与设定速度比对发出无线控制信号，来调节流速调节器来调节液体的流速，从而实现点滴速度自动调节。

本设计只需将速度检测和速度调节部分固定在一次输液器上即可使用，无需专用输液器，也可扩展应用到其他液体速度监控装置领域。

点滴输液是临床上最为常见的治疗方法之一，大部分药物的输液速度都有严格的规范。

由于在输液前人工控制速度存在误差，在输液过程中人工监护输液速度工作量大很难保证输液的速度。

目前的研制点滴液体速度监控装置大多都为有线检测装置且需要通过输液瓶的高度来调节点滴的速度，这些点滴输液器需要专用的输液器使得输液成本加大，很难在医疗市场推广。

为了解决以上问题，本文设计了一款无线液体点滴速度监控装置。

该系统以单片机ST C 89C52为控制中心，采用红外发射接收对管装置检测液滴速度，并实时将检测的速度值无线发送给控制中心，控制中心根据传输的速度值来实时发送控制信号给液体调速模块来实时调节液体流速，从而实现点滴流速自动监控的目的。

1.硬件设计本系统硬件采用模块化设计，如图1所示，包括速度检测、控制中心、速度调节三个模块。

每个某块都是一个独立的系统均可以独立工作。

速度检测部分检测输液速度值并将速度信号实时传输给控制中心；控制中心部分主要负责接收检测部分的速度数据信号，根据接收的速度值来判断是否需要调速，若需要调速则向速度调节模块发送速度调节模块信号；速度调节再接收到速度调节信号后，判断是速度增加还是减少信号然后驱动步进电机调节液体流速调节器孙佰顺武传佳李洪亮图硬件原理框图81的调节滚轮来增加或减少点滴输液速度。

液体点滴速度控制教学实验装置的设计◆王　强单片机的教学实验在信息电子专业的教学中占有十分重要的地位,为了使同学们掌握单片机的开发系统的基本知识,本文设计了一个液体点滴速度自动控制的实验装置,该装置能够由人工设定点滴速度,并能根据监测到的点滴速度通过控制算法达到设定速度,而且调整时间较快。

该装置不仅可以很好地应用到教学实验中,并且还可以推广到实际应用中。

点滴速度自动控制装置教学装置一、前言在传统医疗过程中,给病人输液一直采用人工观测和人工调节点滴的速度,点滴的监控受到医务人员责任心和熟练程度的限制,给病人和医疗过程带来一定的安全隐患。

同时,现阶段实践性教学环节有它的薄弱之处,大都处于滞后、分散、针对性不强、系统性不够、综合性不强等低层次循环状态,师生重视程度不够,一方面,造成学生找不到工作,另一方面,某些岗位的高级应用技术人才紧缺。

为此,必须充分重视实践教学环节,充分发挥出实践性教学的最大功效。

其有效措施之一,就是配合一些优秀的实验教学模型,开展设计性、系统性、综合性的实验和实习教学。

对实验教学模型有几点主要要求:(1)系统性;(2)新技术的综合性;(3)设计性;(4)直观性。

本文将89C51单片机用于对输液实验装置的设计,实现键盘设定输液速度,通过传感系统来确定点滴速度和对液位警戒线的检测,利用LED 数码显示屏实时显示,通过电机控制储液瓶的高度来达到控速的目的,整个系统结构简单,易于实现。

二、硬件设计系统硬件结构框图如图1所示。

主要包括单片机系统、液滴探测、液位检测、报警输出、步进电机控制、看门狗等电路。

单片机系统选用AT89C51,内含4K 字节的EEPRO M ,便于研制阶段反复调试和修改;为提高系统的可靠性,使得当系统掉电、上电后程序可以恢复正常,本文设计了看门狗硬件电路。

图1　系统的整体结构图1.点滴速度检测滴速检测是采用LM339过零比较电路,采用红外发射—接收对管作为液滴检测器件,根据接收到的光强的强弱判断是否有液滴滴下。

液体点滴速度监控系统的设计该系统主要由硬件和软件两部分组成。

硬件部分包括传感器、控制器、显示器和报警器；软件部分则负责数据处理和显示。

首先，我们需要选择适合的流速传感器。

传感器可以通过各种方式测量流体的速度，比如利用涡街传感器、超声波传感器或者压力传感器。

根据实际需要以及成本等因素，选择合适的传感器。

在液体点滴管路中添加一个流速传感器，传感器会通过传感器信号转换为电信号，并输入到控制器中进行处理。

控制器会对传感器获得的电信号进行放大、滤波等处理，得到准确的液体流速数据。

为了实现实时监测，监控系统需要进行数据处理和显示。

控制器会将处理好的流速数据传输到计算机或者显示器上，并显示在屏幕上。

同时，系统可以设置不同的报警阈值，当液体的流速超过或者低于设定的范围时，报警器可以发出声音或者进行其他形式的报警，提醒医护人员进行处理。

为了确保系统的准确性和稳定性，我们需要进行校准和稳定性测试。

校准可以通过将已知流速的溶液通过系统，与测量值进行比对来实现。

稳定性测试可以通过长时间的运行和监测，检测系统的稳定性和精度。

设计一个完善的液体点滴速度监控系统还需要考虑以下几个方面：1.系统的可靠性和稳定性：在设计和选择硬件设备时，应注意设备的质量和稳定性。

同时，要保证系统能够长时间稳定运行，以便实时监测液体的流速。

2.软件的易用性：设计一个用户友好的界面和操作系统，使医护人员能够方便地使用和操作该系统。

对于不同的用户，可以提供不同的操作模式和权限。

3.数据的存储和分析：系统应具备将数据存储和分析的功能，以便日后查看和分析。

可以将数据存储在本地或者云端，以便随时调取。

4.系统的可拓展性：系统应具备可拓展的功能，比如可以与其他设备进行数据交互、或者可以设置多个液体点滴的监控等。

综上所述，液体点滴速度监控系统是一种用于监测和保障患者安全的设备。

通过选择合适的硬件和软件，进行适当的校准和测试，可以设计出一个高度可靠和准确的液体点滴速度监控系统。

液体点滴速度监控装置一、方案论证及选择1、系统总体框图如下：2、滴速检测部分为了检测液滴下落的速度并且将其转换为电信号，需要利用适合的传感器来完成。

方案一、利用光电传感器，将其发射端和接收端分别设置在滴斗的两端。

当液滴下落时，通过光电传感器的瞬间，由于水对光的折射作用，会使接收端接收到的可见光能量降低，以此进行计数，再传入单片机进行处理，完成检测速度功能。

方案二、利用主动式红外发射接收传感器，液滴下落时，利用其对红外线的吸收和折射能力，是红外接收在液滴下落至红外线发射接收通路上时接收红外线发生衰减，来进行规律性的计数，完成检测速度功能。

方案三、利用导线自制一对探针置于滴斗内，在液滴落下的瞬间，利用液滴导电性使两个探针导通，以达到检测的目的。

方案一利用水对可见光的折射来计数，对于题目要求的无色液体来说，谁对其吸收能力很弱，基本上完全靠折射来工作。

而方案二则是利用水对红外线的吸收和折射作用来计数，有较强的适应性，可以应用于无色液体。

方案三则为有损探测，与前两项无损探测相比，局限较大。

综上，选方案二。

3、速度控制部分控制液滴下落速度主要有两种方法：方案一、通过步进电机和滑轮系统控制储液瓶的高度，来达到控制液滴流速的目的。

方案二、通过控制滴速夹的松紧程度来控制液滴流速。

方案一实现较为简便，通过步进电机可方便地实现储液瓶高度的调节，从而达到控制液滴流速的目的，但缺点是调节储液瓶移动的距离比较大，所需时间比较长，而且储液瓶高度与流速的关系非线性，并且没有现成的公式可以利用，而只能去足够多的采样点，来分析两者之间的关系，得出大致的经验公式。

在自变量（储液瓶移动距离）变化范围较大的情况下，这项工作更为繁杂。

方案二控制滴速夹移动的距离很小，但是滴速夹的松紧调节过程中，移动距离、移动阻力等参数难以计算，用机电系统实现起来较为困难。

综上，我们选择方案一。

4、电机驱动模块方案一、采用集成驱动芯片，再利用单片机驱动。

方案二、采用分立元件构建与集成驱动芯片等效功能的电路，驱动信号较之方案一复杂。

液体点滴速度监控装置摘要本装置采用医用250豪升注射液玻璃瓶，针柄为深蓝色的医用一次性输液器作为控制对象。

通过步进电机控制注射液玻璃瓶的高度，从而控制点滴的速度。

从站由单片机和CPLD 控制，主站和从站之间采用的RS485总线通信。

系统控制误差在设定值10%以内，调整时间小于三分钟。

一．方案论证：（一）总体方案比较：各种控制方案原理框图大致如下：图1—1—1 方案原理框图方案一：方案二：方案三：单片机作为控制单元，步进电机控制瓶子的高度，反射式光电传感器检测滴速和报警位置。

由单片机根据传感器检测到的反馈信号控制步进电机的转动，通过定滑轮将圆周运动转换为输液瓶的垂直运动。

用CPLD由测周法计算滴速，由于滴速在较低频率时变化很小，因而可以根据滴速的大小适当确定调整的步速，以快速并较精确地调整滴速。

此方案充分利用单片机和可编程逻辑器件进行快速设计和高精度﹑自动化控制。

综合以三种方案，最后我们选取方案三。

（二）具体方案选取根据以上的论述，我们将监控装置（从站）化分为以下几个部分：◆电机驱动装置◆传动装置◆传感器模块◆测定滴速模块◆通信模块由于主站和模拟从站的电路和功能都比较简单，而通信模块将在监控装置中详细说明，故不再论述它们的电路结构。

1．电机驱动装置我们使用的电机的相电流位2.5安，工作电压为27 伏，为三相电机,当工作在三相六拍时，两相同时工作，这时电机的驱动功率为135瓦。

我们定制150瓦的变压器作为电源变压器。

电机的驱动采用集成功率电子开关TWH8752,该器件可直接由TTL、CMOS 等数字电路驱动，工作开关速度快、工作频率高（可达1.5MHz）、控制功率大，内部开关管反向击穿电压为100伏。

加散热片后，通过的罐电流可达3安。

其输出管采用集电极开路方式，片内还设过热减流保护电路。

由于电机的每相电流约为2.5安，故每相须串接一限流电阻，选取线六点组的规格为10Ω/50W。

整个装置在工作时会散出很大的热量，须添加一个风扇散热。

液体点滴速度监控装置设计报告一、引言液体点滴在医疗领域中广泛应用，用于输液、给药等目的。

监控液体点滴的速度对于保证患者的安全和治疗的有效性至关重要。

为了满足对液体点滴速度进行实时监控的需求，我们设计了一种液体点滴速度监控装置。

二、设计原理三、装置设计1.液位传感器：液位传感器是用于测量液体液位变化的关键组件。

传感器采用了浮球原理，即将一个浮球固定在导轨上，当液位升高时，浮球被抬升，随着液位降低，浮球被下压。

通过浮球的位置变化，可以得到液体的液位变化情况。

2.电子控制单元：电子控制单元包括微控制器、模数转换器和显示屏。

微控制器用于处理传感器的信号，并计算液体点滴的速度。

模数转换器用于将传感器的模拟信号转换为数字信号，供微控制器处理。

显示屏用于实时显示液体点滴的速度。

3.其他组件和接口：装置还需要其他一些组件和接口来支持工作，如电源、按键开关和数据输出接口。

电源用于为整个装置提供电力，按键开关用于启动和停止液体点滴速度监控功能，数据输出接口用于将监控结果输出给其他设备。

四、工作流程1.用户启动装置，并通过按键开关选择开始监控液体点滴速度。

2.液位传感器感知液位的变化，并将模拟信号传递给模数转换器。

3.模数转换器将模拟信号转换为数字信号，传递给微控制器。

4.微控制器根据液位的变化计算出液体点滴的速度，并将结果显示在显示屏上。

5.用户根据显示屏上的速度信息判断液体点滴是否正常，并根据需要进行调整。

五、性能评估1.准确性：液体点滴速度监控装置应具备高精度的液位测量和速度计算能力，以保证监控结果的准确性。

2.稳定性：装置应具备良好的稳定性，能够在各种环境条件下正常工作，不受外界干扰影响。

3.实时性：装置应能够实时监测液体点滴的速度，并将结果及时显示在显示屏上，以满足临床医疗的需求。

六、结论本设计报告介绍了一种液体点滴速度监控装置的设计原理和工作流程。

该装置通过液位传感器和电子控制单元实现对液体点滴速度的实时监控，并通过显示屏将监控结果显示出来。

液体点滴速度监控系统设计摘要：本设计研制了一种液体点滴速度监控系统。

该系统以单片机为核心,可以实现自动检测并显示液体点滴的速度、用键盘设定点滴速度和对异常情况进行声光报警等功能。

采用红外光电传感器检测液位信号，通过硬件滤波和保护装置消除杂散光干扰。

并能通过上位机与下位机之间的串行通信，实现对多台下位机进行远程监控与管理。

该系统工作稳定、操作简便，能有效的解决目前简易液体点滴装置和输液泵之间的空缺，在医疗卫生领域中具有广泛的应用前景。

关键词：点滴速度，单片机，串行通信，步进电机Abstract：The monitoring system for the transfusion was developed with microcontroller unit used as a core. The system realizes auto detection and display of the drip velocity. The drip velocity can be set by keyboard and the abnormal event alarm has achieved. The signal of the liquid level was detected by the infrared photoelectric sensor, and the interference of abnormal light was eliminated by the hardware filter and the protect device. In addition, the remote monitoring and managing of several lower computers was achieved by serial communication. The system is stable in performance and simple in operation. The system has bright application future in medical treatment field.Keywords：Dropping speed, Microcontroller unit, Serial communication, Stepping motor目录1前言 (1)1.1 设计背景 (1)1.2 设计目标 (1)1.3 技术路线 (1)1.4 实施计划 (2)1.5 必备条件 (2)2总体方案设计 (3)2.1 方案比较 (4)2.1.1 滴速检测方案 (4)2.1.2 液位检测方案 (4)2.1.3 滴速控制方案 (4)2.1.4 电机选择方案 (5)2.1.5 点滴速度计算方案 (5)3单元模块设计 (7)3.1 各单元模块功能介绍及电路设计 (7)3.1.1 滴速检测模块设计 (7)3.1.2 液位检测模块设计 (7)3.1.3 电机驱动模块设计 (8)3.1.4 声光报警模块设计 (10)3.1.5 键盘模块设计 (10)3.1.6 显示模块设计 (11)3.1.7 通信模块设计 (12)3.1.8 中央控制模块设计 (13)3.1.9 电源模块设计 (14)3.2 电路参数的计算及元器件的选择 (14)3.2.1 时钟电路 (15)3.2.2 复位电路 (15)3.3 功能器件的介绍 (15)3.3.1 AT89C51介绍 (16)3.3.2 8255A介绍 (18)4软件设计 (24)4.1 软件设计所用工具 (24)4.2 软件结构图 (24)4.3 软件流程框图 (25)4.3.1 上位机软件流程框图 (25)4.3.2 下位机软件流程框图 (26)4.3.3 上、下位机通信软件流程框图 (28)5系统调试 (31)6系统功能、指标参数 (38)6.1 系统能实现的功能 (38)6.2 系统指标参数测试 (38)6.2.1 点滴速度测试 (38)6.2.2 报警功能测试 (39)6.3 系统功能及指标参数分析 (39)7结论 (40)8总结与体会 (42)9谢辞 (43)10参考文献 (44)附1 系统的原理电路图 (45)附2 外文文献翻译-译文 (46)附3 外文文献翻译-原文 (56)1前言随着医院管理系统趋向于电子化、网络化，利用单片机与现代控制技术提高医疗器械的自动化程度成为目前主要应用方向之一。

毕业设计（论文）液体点滴速度监控装置毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日液体点滴速度监控装置摘要：利用单片机设计并制作一个智能化的液体点滴速度监测与控制装置。

该装置由水滴速度测试系统、水速控制系统、显示装置、单片机装置、键盘和报警系统等系统组成。

应用水的压强随着高度差的变化而变化的原理，利用控制步进电动机的升降来控制点滴速度。

毕业设计（论文）液体点滴速度监控系统的设计系别自动化工程系专业自动化班级50603学号5060331姓名刘营营指导教师顾德英教授2010 年 6 月17 日液体点滴速度监控系统的设计摘要随着现代科技的发展，自动化设备已经应用到我们生活中的各个领域，然而传统的医疗输液设备效率较低，因此我们有必要提高医疗设备的自动化水平，给护士输液工作提供方便，给输液病人提供可靠的安全保证。

因此本文本着适用、可靠、操作方便、节省劳力、降低劳动强度、提高操作准确性的原则，利用SPCE061A凌阳单片机组成了一个主从局域网络，实现了对液体点滴速度的自动监测与调节，并能实时监测剩余药液。

该控制系统由水滴速度检测环节、水滴速度控制环节、显示装置、单片机系统、键盘和报警等系统组成。

本文硬件部分用SPCE061A单片机，传感器，直流伺服电动机，键盘，数码管等实现。

软件程序使用C语言与汇编语言共同编写。

通过软硬件的结合，较好的实现了控制系统的控制要求。

此单片机控制系统具有自动化程度高、成本低、体积小、控制精确等优点，有很好的经济效益和广阔的发展前景。

关键词：液体点滴速度，模糊控制，直流伺服电动机，SPCE061A单片机The design for the liquid drop speed monitoring systemAuthor：liuyingyingTutor：gudeyingAbstractWith the development of modern science and technology,automation equipment has bee- n applied in all areas of our lives,however,the devices of traditional medical transfusion are more efficient.Therefore, we need to improve the automation level of medical equipment, to facilitate the work of nurses and provide guarantees that are reliable and security for partients. This article depends on the principle tihat is reliable,easy to operate, saving labor,reducing la- bor intensity and improving the accuracy of operation, formming a master-local area network used by single chip of Sunplus of SPCE061A , which achieve automatic monitoring and regu- lation to the liquid dropping speed and monitoring the remaining liquid constantly.The control system consists of liquid dropping speed detection tache, water dropping speed control tache, display devices, microcontroller systems, keyboard and alarm system. This hardware implem- entation include SPCE061A MCU , sensors, DC servo motors,keyboards, digital tubes and so on. Software program use C language and assembly language co-written.Through a combinat- ion of hardware and software,to achieve a better control of the control system requirements.T- his single chip control system has the merit of high degree of automation, low cost, small size, precise control and so on.The system has good economic and broad prospects for developme- nt.Keywords:liquid dropping speed, sensor,DC servo motor, SPCE061A single chip目录1 绪论 (1)1.1 课题研究背景及意义 (1)1.1.1 课题研究背景 (1)1.1.2 课题研究意义 (2)1.2 凌阳十六位单片机的应用及特点 (2)1.2.1 凌阳单片机总述 (2)1.2.2 凌阳单片机的性能 (3)1.2.3 SPCE061A开发方法 (4)1.2.4 凌阳单片机应用领域 (4)1.3 本文主要讨论的内容及总体安排 (4)2 方案对比与论证 (6)2.1 液体点滴控制系统的总体方案 (6)2.2 方案的对比与确定 (7)2.2.1 从站控制模块 (7)2.2.2 点滴速度检测模块 (8)2.2.3 液位检测模块 (9)2.2.4 电机模块 (9)2.2.5 电机驱动模块 (10)2.2.6 键盘和显示模块 (10)2.2.7 通讯模块 (10)2.2.8 声光报警 (10)2.3 方案算法 (10)2.3.1 闭环系统 (11)2.3.2 算法的选择 (11)2.3.3 模糊控制 (11)3系统硬件设计 (16)3.1 点滴速度检测模块 (16)3.2 储液瓶液位高度检测模块 (16)3.3 电机控制模块 (16)3.4 键盘设置模块 (17)3.5 数码管显示模块 (18)3.6 通讯模块 (19)3.7 声光报警 (19)4系统软件设计 (21)4.1 凌阳单片机的编程环境 (21)4.2 I/O分配 (21)4.3 从站系统程序 (21)4.3.1 从站程序流程图 (21)4.3.2 从站各部分实现方法 (22)4.4 主站系统程序 (28)4.4.1 主站系统性能分析 (28)4.4.2 主站程序流程图 (29)4.4.3 主站各部分实现方法 (29)4.5 软件算法的实现 (30)5实验结果及分析 (33)5.1 测试仪器及环境 (33)5.2 测试方法 (33)5.3 误差产生的原因分析 (34)结论 (35)致谢 (36)参考文献 (37)附录 (38)附录A (38)附录B (51)1 绪论1．1 课题研究背景及意义1.1.1 课题研究背景输液又名打点滴或者挂水。

综合电子设计报告——液体点滴速度监测装置摘要本系统以89C52单片机为核心，辅以步进电机驱动、键盘、LCD 显示、LED 显示、光电传感器数据采集等电路组成，实现了一个由一个主站控制多个从站的有线液体点滴速度监控系统。

电机控制使用了模糊控制的控制算法，可以有效的减小超调量和静态误差，缩短调节时间。

主机使用LCD 显示，用户界面友好。

该设计较好地实现了液体点滴速度监控装置的所要求的功能。

关键字单片机步进电机传感器液体点滴监测AbstractThe system is designed to construct a wired monitor system of a master station controlling multiple slave stations .With a micro-controller 89C52 as the key, complimented by stepper motor driving, keyboard, LCD display, LED display and photoelectric censor data collection circuit. The combination of fuzzy control working on the motor drive can effectively reduce the amount of over regulating and stable error and shorten the time of adjusting. The whole system realized the function demand of liquid dropper speed monitor well and achieved high technique index.Keywordsmicrocontroller stepper motor sensors monitoring of liquid drip目录摘要 (2)一、总体方案设计与论证 (5)1、速度检测部分 (5)2、速度控制部分 (5)3、主从机通信协议部分 (5)4、系统算法选择部分 (6)5、键盘和显示部分 (6)二、系统设计 (6)1、总体设计 (6)（1）系统框图 (6)（2）电路说明 (7)2、方案实现 (7)（1）数据采集 (7)（2）步进电机驱动电路 (10)（3）键盘控制和显示电路 (10)（4）点滴速度的测量 (11)（5）步进电机控制 (11)3、系统电路图 (11)4、软件系统 (15)（1）主站程序流程 (15)（2）从站程序流程 (16)三、实现功能测试及结果分析 (17)四、结论 (17)五、心得体会 (17)六、致谢 (18)七、参考资料 (18)一、总体方案设计与论证首先我们考虑利用89C52单片机作为核心控制部分来构成所需要的系统。

液体点滴速度监控系统的设计引言液体点滴是医院内常见的药物给予方式之一，它通过静脉输液的方式将药物直接注入患者的血液中。

点滴速度的控制非常重要，因为速度过快或过慢都可能对患者的生命安全造成危害。

因此，设计一个液体点滴速度监控系统可以帮助医生和护士实时监控液体点滴的速度，提高患者的安全性。

1.系统需求分析1.1功能需求1.1.1实时监测液体点滴的速度1.1.2发出警报当速度超过预设范围1.1.3记录液体点滴速度的变化趋势1.2性能需求1.2.1监控系统的响应时间应小于1秒1.2.2监控结果的准确性应高于95%1.3可靠性需求1.3.1系统应具备防止数据丢失或损坏的机制1.3.2系统应具备自动备份数据的功能1.4用户界面需求1.4.1界面应简洁易懂1.4.2界面应具备操作简单方便的特点2.系统设计2.1硬件设计2.1.1传感器：使用液位传感器来检测液体点滴的速度，可以采用光电传感器或压力传感器等。

2.1.2控制器：使用单片机或嵌入式开发板作为系统的控制器，负责接收传感器的数据，并根据设定的阈值发出警报。

2.1.3显示器：使用液晶显示器或LED显示屏来显示液体点滴的速度和警报信息。

2.2软件设计2.2.1数据采集：使用传感器采集液体点滴的速度数据，并将其传输给控制器。

2.2.2数据处理：控制器接收到传感器数据后，根据设定的阈值判断液体点滴的速度是否正常，并根据需要发出警报。

2.2.3数据存储：采用数据库或文件系统来存储液体点滴的速度数据，以便日后分析和查询。

2.2.4用户界面：设计一个友好的用户界面，使医生和护士能够实时监控液体点滴的速度和警报信息。

3.系统实施3.1硬件实施3.1.1连接传感器：将传感器与控制器进行连接，确保传感器可以正常传输液体点滴的速度数据。

3.1.2连接显示器：将显示器与控制器进行连接，以显示液体点滴的速度和警报信息。

3.2软件实施3.2.1数据采集程序：编写数据采集程序，在控制器上实时接收和处理传感器的数据。

题目一、悬挂运动控制系统、任务设计一个电机控制系统，控制滑块竖板上运动。

在一个白色的底板上固定2个滑轮，2只电机(固定在板上)通过穿过滑轮的吊绳控制一个滑块在板上运动，运动范围为50ce50cm。

滑块的形状不限，质量大丁100克。

滑块上固定有浅色画笔，以便运动时能在板上画出运动轨迹。

板上标有间距为1cm的浅色坐标线(不同丁画笔颜色)，左下角为直角坐标原点示意图1所示。

原原原原2图1电机控制系统二、要求1、基本要求：(1 )控制系统能够通过键盘或其他方式任意设定坐标点参数；(2) 控制滑块在50cm<50cm的范围内作自行设定的运动，运动轨迹长度不小丁50cm，滑块在运动时能够在板上画出运动轨迹，限150秒内完成；(3) 控制滑块作圆心可任意设定、直径为30cm的圆周运动，限200秒内完成；(4) 滑块从左下角坐标原点出发，在100秒内到达设定的一个坐标点(两点问直线距离不小丁40cm) o2、发挥部分(1) 能够显示滑块中画笔所在位置的坐标；(2) 控制滑块沿板上标出的任意曲线运动 (见示意图)，曲线在测试时现场标出，线宽1.5cm〜1.8cm,总长度约50cm,颜色为黑色；曲线的前一部分是连续的，长约30cm；后一部分是两段总长约20cm的问断线段，间断距离不大丁1cm；沿连续曲线运动限定在150秒内完成，沿间断曲线运动限定在300秒内完成；(3) 控制滑块在板上绘出一个数字字符，如“ 2”、“3”、“5” “6”、“8”、“9” 等，限定在300秒内完成；(4) 其他。

三、评分标准四、说明(1) 滑块的运动轨迹以画笔画出的痕迹为准，应尽量使滑块运动轨迹与预期轨迹吻合，同时尽量缩短运动时间；(2) 若在某项测试中运动超过限定的时间，该项目不得分；(3) 运动轨迹与预期轨迹之间的偏差超过4cm时，该项目不得分；(4) 在基本要求(3)、(4)和发挥部分(2)、(3)中，滑块开始运动前，允许手动将滑块定位；开始运动后，不能再人为干预滑块运动。