• 
    

    
    

      99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看 ?

      基于NB-IoT智能點(diǎn)滴監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

      2022-09-26 02:37:50李睿勛陳澤昕郝琦琦
      自動化與儀表 2022年9期
      關(guān)鍵詞:點(diǎn)滴液位輸液

      徐 微,李睿勛,陳澤昕,郝琦琦

      (西安交通大學(xué)城市學(xué)院 電氣與信息工程系,西安 710018)

      靜脈點(diǎn)滴輸液是一種常用的臨床治療方法。 目前對于靜脈點(diǎn)滴輸液,剩余藥量判斷主要是人工監(jiān)測方法,但是人工監(jiān)測效率低,占用陪護(hù)和醫(yī)護(hù)人員大量時間和精力, 同時還存在一定的失誤率,造成液滴滴空,空氣栓塞、針頭回血等醫(yī)療事故[1-2]。 因此利用微機(jī)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)液體點(diǎn)滴實(shí)時、安全、自動監(jiān)控具有重要的意義,特別是在一些重大傳染性疾病如新型冠狀病毒的爆發(fā)期,智能點(diǎn)滴自動監(jiān)控系統(tǒng)不僅能夠?qū)Σ∪它c(diǎn)滴數(shù)據(jù)監(jiān)測,還能解決醫(yī)患比例嚴(yán)重失衡,病毒強(qiáng)感染和致病性等現(xiàn)實(shí)問題。

      目前智能點(diǎn)滴無線監(jiān)測技術(shù)研究最為廣泛的是無線藍(lán)牙、WiFi、LoRa、ZigBee、有色Petri 網(wǎng)、5G技術(shù)等[3-6]。 文獻(xiàn)[7]基于有色Petri 網(wǎng)設(shè)計(jì)了智能家居輸液監(jiān)控通信模型;文獻(xiàn)[8]利用LoRa 技術(shù),設(shè)計(jì)了智能輸液監(jiān)控系統(tǒng);文獻(xiàn)[9]利用ZigBee 技術(shù)結(jié)合CC2530 單片機(jī)對電容數(shù)值的運(yùn)算結(jié)果,對輸液狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測;文獻(xiàn)[10]采用C# 語言開發(fā)上位機(jī)的軟件運(yùn)用WiFi 無線傳輸技術(shù)實(shí)現(xiàn)無線智能輸液監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的建立。窄物聯(lián)網(wǎng)(NB-IoT)技術(shù)相對于上述無線通訊技術(shù),具有功耗低、成本低、覆蓋廣等優(yōu)勢[11],被廣泛應(yīng)用于智能抄表、智慧養(yǎng)殖、智能城市、遠(yuǎn)距離檢測等多種領(lǐng)域[12-14],因此將NB-IoT 應(yīng)用在智慧醫(yī)療行業(yè)也是未來發(fā)展趨勢。

      本文設(shè)計(jì)了一種基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)的智能點(diǎn)滴監(jiān)測系統(tǒng),通過STM32 主控芯片對液位信息進(jìn)行判斷實(shí)現(xiàn)液位監(jiān)測報警功能,利用云平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲及監(jiān)測,方便醫(yī)護(hù)和陪護(hù)人員實(shí)時查看剩余點(diǎn)滴信息,提高了點(diǎn)滴輸液過程的可靠性和安全性。

      1 系統(tǒng)總體框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

      智能點(diǎn)滴監(jiān)測系統(tǒng)以NB-IoT 技術(shù)為基礎(chǔ),該系統(tǒng)主要包括液位采集模塊、物聯(lián)網(wǎng)模塊、有人云平臺。 液位采集模塊完成液位數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)向物聯(lián)網(wǎng)模塊發(fā)送,轉(zhuǎn)發(fā)至云平臺并接收從云平臺下發(fā)的命令等。 有人云物聯(lián)網(wǎng)平臺作為橋梁,連接起應(yīng)用管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)存儲,實(shí)現(xiàn)采集的液位數(shù)據(jù)的上傳和應(yīng)用管理系統(tǒng)命令的下發(fā)。 應(yīng)用管理平臺通過有人云物聯(lián)網(wǎng)云平臺和液位采集模塊,實(shí)現(xiàn)液位監(jiān)測系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制與數(shù)據(jù)采集。 物聯(lián)網(wǎng)模塊平時處于低功耗的待機(jī)狀態(tài), 當(dāng)需要采集和上報數(shù)據(jù)時,被自動喚醒,待其完成工作之后,又進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。

      2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

      系統(tǒng)硬件總體結(jié)構(gòu)如圖1 所示。 STM32 主控制器[15]通過其引腳與各個模塊進(jìn)行連接,使各模塊協(xié)調(diào)工作,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。 報警模塊用于監(jiān)測剩余液位以及特殊情況的報警信息,如果剩余液位過低或藥瓶懸掛不正確等都會觸發(fā)報警模塊進(jìn)行聲光報警,并把數(shù)據(jù)傳輸至云平臺方便遠(yuǎn)端查看處理。 液位監(jiān)測模塊用于實(shí)時采集剩余液位信息并經(jīng)控制器處理后將數(shù)據(jù)發(fā)送到云平臺存儲顯示。 存儲模塊用于將采集到的各種信息進(jìn)行儲存,防止信息丟失。顯示模塊用于顯示設(shè)置菜單、剩余液位及報警情況等信息。 供電模塊分別為NB-IoT 模塊、STM32 主控制器及顯示模塊等供電以保證模塊正常工作和系統(tǒng)低功耗運(yùn)行。NB-IoT 通信模塊主要實(shí)現(xiàn)控制器與云平臺間的通信,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集與控制指令的下發(fā)。

      圖1 硬件結(jié)構(gòu)Fig.1 Hardware structure

      2.1 STM32 主控制器模塊

      選用STM32F103C8T6 單片機(jī)作為主控芯片,其外部設(shè)有晶振電路、 復(fù)位電路以及電源電路,組成最小的工作系統(tǒng),確保主控芯片能正常工作。

      2.2 液位檢測模塊

      液位檢測采用重力傳感器,以高精度應(yīng)變片結(jié)合電橋進(jìn)行高靈敏度重力檢測,并通過A/D 轉(zhuǎn)換電路將重力信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字量發(fā)送給單片機(jī)處理。

      2.3 報警模塊

      本系統(tǒng)采用蜂鳴器和LED 指示燈組成報警模塊,通過主控芯片對液位信息進(jìn)行判斷處理來驅(qū)動報警模塊實(shí)現(xiàn)液位信息的報警功能。

      2.4 有人云NB-IoT 模塊

      有人云模塊基于電信NB-IoT 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信具有高性能、低功耗、簡單易用等特點(diǎn),相比與其它的無線通信模塊, 有人云物聯(lián)網(wǎng)模塊具有覆蓋強(qiáng)、大連接、功耗低和成本低等優(yōu)點(diǎn)[16]。模塊工作電路主要包括:電源模塊、復(fù)位模塊、串口通信模塊、天線模塊、SIM(subscriber identity module)卡接口模塊[17]。本系統(tǒng)采用有人云模塊的TX/RX 引腳分別與STM32 主控制器的PA9 和PA10 引腳相連進(jìn)行通信,其通信電路如圖2 所示。

      圖2 有人云物聯(lián)網(wǎng)模塊通信電路Fig.2 Human cloud IoT module communication circuit

      2.5 電源模塊

      電源模塊采用LM2596 降壓模塊將6 V 電壓分別調(diào)整成5 V,3.3 V 為單片機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)模塊及其它模塊供電,由單片機(jī)控制各模塊的供電來進(jìn)行模式切換,實(shí)現(xiàn)低功耗運(yùn)行。

      3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

      系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)采用C 語言進(jìn)行開發(fā),主要包含有人云物聯(lián)網(wǎng)通信程序及主程序。

      3.1 有人云模塊通信設(shè)計(jì)

      有人云模塊入網(wǎng)通信流程如圖3 所示。

      圖3 有人云物聯(lián)網(wǎng)模塊入網(wǎng)通信流程Fig.3 Network access communication flow chart of human cloud IoT module

      3.2 主程序設(shè)計(jì)

      在開機(jī)之后進(jìn)行設(shè)備初始化,NB-IoT 模塊進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接,連接成功后進(jìn)入主界面由用戶進(jìn)行菜單選擇,首先需要進(jìn)行報警液位設(shè)定,默認(rèn)值為5%可根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)定,設(shè)定需要輸入密碼正確才能進(jìn)行。 在主界面選擇權(quán)限管理可以進(jìn)行密碼修改,初始密碼為“123456”,輸液前需對藥量進(jìn)行復(fù)位以消除瓶本身重量對輸液檢測值的影響,當(dāng)復(fù)位成功后即可開始輸液, 輸液過程中會對剩余藥量進(jìn)行判斷, 并將輸液信息實(shí)時發(fā)送到服務(wù)器上以備查看,當(dāng)藥量不足時會進(jìn)行聲光報警,并將報警信息發(fā)送到手機(jī)和電腦端。 主程序流程如圖4 所示。

      圖4 主程序流程Fig.4 Main program flow chart

      4 系統(tǒng)測試

      4.1 網(wǎng)絡(luò)測試

      系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)模塊需要進(jìn)行駐網(wǎng)測試,通過串口連接模塊發(fā)送AT 指令進(jìn)行測試以驗(yàn)證模塊是否正常工作,測試界面如圖5 所示。

      圖5 有人云物聯(lián)網(wǎng)模塊駐網(wǎng)測試Fig.5 Human-cloud IoT module on-site test

      4.2 硬件測試

      根據(jù)設(shè)計(jì)原理圖焊接完硬件結(jié)構(gòu)后對硬件系統(tǒng)進(jìn)行測試,觀察其是否實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能,系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖6 所示。

      圖6 系統(tǒng)硬件實(shí)物圖Fig.6 Physical diagram of the system hardware

      4.3 軟件測試

      系統(tǒng)操作界面采用C 語言編寫,系統(tǒng)界面由開場動畫、信息展示、菜單展示、子菜單展示等界面組成,可以實(shí)現(xiàn)報警液位設(shè)定、權(quán)限管理、藥量復(fù)位、輸液進(jìn)度查看及報警信息展示等交互功能,其界面如圖7 所示。

      圖7 系統(tǒng)操作界面Fig.7 System operation interface

      4.4 場景模擬測試

      系統(tǒng)整體連接后進(jìn)行數(shù)據(jù)檢測及傳輸測試,觀察測試結(jié)果的準(zhǔn)確性與數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時性,以及報警信息發(fā)送的及時性, 其測試場景如圖8 所示,在電腦端可以對藥量及報警信息遠(yuǎn)程訪問,并可通過微信小程序?qū)缶畔⒓皻v史記錄實(shí)時查看,電腦端顯示界面如圖9 所示。

      圖8 系統(tǒng)測試場景Fig.8 System test scenario

      圖9 電腦端數(shù)據(jù)顯示Fig.9 Computer-side data display

      5 結(jié)語

      經(jīng)測試表明:基于NB-IoT 智能點(diǎn)滴監(jiān)測系統(tǒng)能夠穩(wěn)定的對輸液過程進(jìn)行在線監(jiān)測,并在剩余藥量較少時進(jìn)行報警,提示醫(yī)護(hù)人員換藥,通過物聯(lián)網(wǎng)模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送到服務(wù)器供護(hù)士站端及手機(jī)端查詢,數(shù)據(jù)傳輸具有較好的實(shí)時性,系統(tǒng)測量精度高,最大相對測量誤差僅有2%。 應(yīng)用該系統(tǒng),可以使陪護(hù)以及醫(yī)護(hù)人員很方便地在遠(yuǎn)端查看輸液進(jìn)度,節(jié)省時間和精力,提高了點(diǎn)滴輸液的安全性和可靠性。

      猜你喜歡
      點(diǎn)滴液位輸液
      環(huán)保之心 匯聚點(diǎn)滴
      環(huán)保之心·匯聚點(diǎn)滴
      自灸也能預(yù)防輸液發(fā)熱反應(yīng)
      基于STM32燃?xì)鉄崴仩t液位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
      石油儲罐液位開關(guān)的應(yīng)用分析
      六合丹防治輸液性靜脈炎的Meta分析
      中成藥(2018年6期)2018-07-11 03:01:08
      硯邊點(diǎn)滴
      中國篆刻(2017年3期)2017-05-17 06:20:47
      在為老年患者靜脈輸液時應(yīng)用留置針改良固定法進(jìn)行輸液的效果
      頸枕輸液袋
      喵夭家的環(huán)保點(diǎn)滴
      镇雄县| 新津县| 新宁县| 望江县| 年辖:市辖区| 喀喇沁旗| 哈尔滨市| 定南县| 桂阳县| 汾阳市| 黄骅市| 浮山县| 高邑县| 清河县| 沽源县| 元江| 德江县| 社会| 海口市| 邵阳市| 惠来县| 双流县| 吕梁市| 通江县| 石楼县| 德安县| 襄汾县| 北票市| 赤峰市| 淮北市| 乌审旗| 延长县| 义乌市| 新龙县| 无锡市| 大新县| 丹巴县| 苗栗县| 花莲市| 东阿县| 平遥县|