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基于无线网络的智能点滴监测系统

作者:罗俊杰 陈治杰 杨思程时间:2013-02-28来源:电子产品世界

  系统方案

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/142544.htm

  此系统由多个点滴监测节点、一个无线数据采集节点以及上位机组成,其中所述的点滴监测节点包括依序电连接的称重电路、单片机、无线数传模块以及电源电路;所述的无线数据采集节点包括依序电连接的无线数传模块、单片机和USB协议转换模块;无线数传模块之间通过无线讯号连接;无线数据采集节点与上位机通过USB线连接。本设计旨在提供一种电路设备和点滴支架一体化设计,不在滴瓶和输液管上增加任何设备,能通过上位机集中对各点滴监测节点进行实时监测的系统装置。

  点滴监测节点的设计

  为了得知病人输液的实时情况,需要实时检测药瓶药液的余量。本设计采用称重检测剩余药液的重量,与点滴支架一体化,与光电式的点滴监控装置需要另外夹持光电装置不同,无需增加医护人员的操作步骤。

  电路设计

  点滴监测节点由供电电路、称重电路、单片机以及无线数传模块组成。如图2点滴监测节点方框图所示。  

 

  1)称重。目前市场上的注射液为125mL、250mL、500mL这三种规格,采用高精度的1kg称重能满足该系统需求。

  2)电路。有很多型号的单片机自带ADC功能,但具有高精度ADC功能单片机一般价格较贵,电路上还需增加信号放大电路用于放大称重输出的小压信号,HX711芯片是一款专为高精度称重设计的24位A/D 转换器芯片,该芯片集成了稳压电源、信号增益电路片和内时钟振荡器,具有串行输出数字信号、响应速度快、抗干扰性强等优点。选择HX711芯片便于电路的设计和设备工作的稳定。

  3)单片机。采用STC11F02单片机,该单片机具有2K的Flash程序存储字节,14个I/O口,当 I/O在弱上拉时输出电流为0.15~0.25mA,在该模式下与3.3V设备通讯无需加限流电阻。该单片机内置上电复位电路,性价比高,抗干扰。

  4)无线数传模块。无线通信方案的可选择性较多,本设计采用2.4G的通信方案,2.4GHz频段已经成为了无线产品的主流传输技术,为全球开放ISM 频段免许可证使用。nRF24L01无线数传模块具有最高工作速率2Mbps,高效GFSK调制,抗干扰能力强,适用于双向高速传输数据且传输数据量大的场合。该模块的工作电压是1.9~3.6V。

  5)电源。为了增强点滴支架设备的独立性,需要使用独立电源,太阳能电池供电是一个很好的方案,但本设计为了便于设备的安装,采用了4个1.5V的5号电池串联的供电方案。干电池工作一段时间后降低到1.2V左右,若使用线性稳压芯片输出最小压降也要1.2V,降低了设备供电的效率。

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关键词: 传感器 ADC

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