输液自动监控系统 【技术领域】
本发明涉及一种监控系统，特别是一种输液自动监控系统。
背景技术
病人输液一般都由病人或家属用人眼进行监控。输液时出现药液流速异常或者药水将尽，都要呼叫护士予以处理。遇特殊病人，例如行动不便的病人、盲人等，在无人监护的情况下，就会发生问题，严重的还会出事故。
目前已有一些发明试图利用电子监控系统来进行输液监控，并且取得了一定效果，如中国专利第86202565号利用一个有线的模拟电路系统通过传感器触发声光报警系统以起到监控作用。但是这样的系统因为电路不稳定或由于线路问题，再加上目前光敏传感器本身的分辨率比较低往往会导致误报警或漏报警，使得系统的性能大打折扣。
单片机的出现为解决此类问题提供了一个契机，数字电路提高了对传感器信号的分辨能力。中国专利第94212101.5号就揭示了一种基于单片机输液自动监控系统。虽然有这些进步但是此项技术还是很难应用于临床，因为我们知道医院的床位很多，而此类系统确只能针对一位病人而且系统是有线的，这样就需要敷设很多独立的线路连接护士值班室和病房，增加了成本而且这些独立的系统会发出同样的报警信号造成混乱。
通过无线系统来统一集中管理这些监控系统，这是一个很好的思路，但是多个床位只有采用多个频段才能使主机同时接受信息而不致互相干扰，如果采用不同的发射频率的话会占用频谱资源而且易受其他无线电系统的干扰缺乏可靠性。
【发明内容】
针对现有输液自动监控系统的缺陷，本发明提出了一种具有较高可靠性和更适合目前医院护理需求的输液自动监控系统。
本发明的目的在于提供一种输液自动监控系统，包括：一台主机和若干台从机，主机由单片机、无线收发模块和报警显示器组成，其中无线收发模块受单片机控制轮询从机，单片机处理无线收发模块接收到的信息并将其在报警显示器上显示出来；从机由单片机、传感器、无线收发模块组成，其中传感器监测输液情况并将其发送到单片机，单片机可设定报警触发条件并计算传感器获得的数据判断是否报警，无线收发模块受单片机控制向主机发送信息。
其中，所述的报警显示器是一块LCD显示器，其显示报警地从机编码和报警种类。所述的单片机具有模数转换装置，也可以采用无模数转换功能的单片机和模数转换装置的组合来实现。一些实施例中，主机还包括可发出报警音的蜂鸣器，从机还包括LCD报警显示屏。所述的传感器包括滴速传感器和液面探测传感器，滴速传感器是一组对射型传感器，对射型传感器呈开口管形式套在输液管的滴速观察段上；液面探测传感器是一个贴在药水瓶壁上的反射型红外传感器。
本发明是一种可以适应现代化医院护理管理的自动化设备。其特点是“高效、可靠、低成本”和“人性化”设计。本发明的输液监控系统由一台放在监控室的主机和若干台放在输液瓶旁的从机组成，每台从机都含有单片机，当出现异常情况时，从机的单片机上能显示异常情况的种类，而主机能显示异常情况是发生在那台从机上。因此该仪器可以对输液过程中的液滴速度和液面变化情况进行监控，输液点的设备与监控报警设备之间用无线方式进行联系。这样，使用少量的护理人员，就可以对医院内较多的病床输液点进行科学管理，既可以保证病人的身心健康，又为医院实行科学的“全护理”提供了帮助。
以下结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。
【附图说明】
图1为本发明的一个实施例的总体系统结构示意图。
图2为本发明的一个实施例的主机的原理框图。
图3为本发明的一个实施例的从机的原理框图。
图4为本发明的一个实施例的主机的工作流程图。
图5为本发明的一个实施例的从机的工作流程图。
【具体实施方式】
下面给出本发明较佳实施例，用以说明本发明的结构特征、技术性能和功能特点。
首先请参照图1，图1为本发明的一个实施例的总体系统结构示意图。本发明的一个实施例包括一个监控主机和若干个从机，主机放在监控室，从机放在输液药瓶旁。主机和从机之间通过无线通信交换信息，从机上能显示异常情况的种类，而主机能显示异常情况是发生在哪台从机上。
请参照图2和图3，它们分别是本发明的一个实施例的主机和从机的原理框图。放置在监控室的主机包括单片机、无线收发模块、LCD显示屏和灯光、蜂鸣器等部件。其中无线收发模块受单片机控制轮询从机，单片机处理无线收发模块接收到的信息并将其在报警显示器上显示出来。而从机则由单片机、输液滴速传感器、无线收发模块和LCD显示屏等组成，其中传感器监测输液情况并将其发送到单片机，单片机可设定报警触发条件并计算传感器获得的数据判断是否报警，无线收发模块受单片机控制向主机发送信息。
主机和从机都使用AVR单片机(其他带模数转换器的单片机都可直接使用，不带模数转换器的单片机加上转换器也可使用)作为控制核心。无线通信采用通用模块。报警显示器是一块LCD显示器，其显示报警的从机编码和报警种类。传感器包括滴速传感器和液面探测传感器，滴速传感器是一组对射型传感器，对射型传感器呈开口管形式套在输液管的滴速观察段上；放在输液滴管段外的对射型光传感器在没有药滴经过时能获得稳定的数值，当有药滴经过时，由于药滴对光的反射和折射作用而使传感器读数改变，再经单片机的运算而测出药液滴速。液面探测传感器是一个贴在药水瓶壁上的反射型红外传感器。
输液滴速应该保持在一定的范围内，滴速异常特别是滴速过快，给病人带来的危害很大。本实施例使用AVR单片机作为控制核心，连接经过改装的传感器来监控药液的滴速。对射型红外光传感器传感器能够区分当前有无水滴经过，然后统计出单位时间内流过的水滴数，即可获得药液的滴速。当没有水滴经过时，红外发射管发出的红外光照射在红外接收管上，传感器能获得稳定的数值。当有水滴经过时，由于水滴对红外光的反射和折射作用，传感器读数随即改变。每一种药液都有合适的输液速度，在医院里都是用每分钟药滴数量作为输液速度单位，而不同的病人对输液速度又有不同的要求，在确定好宽容度后，也就确定了输液速度的下限和上限，当输液速度小于下限或大于上限时，系统就会发出报警信号。
使用贴在药水瓶壁上的反射型红外传感器，通过发射红外光以及接收反射回来的红外光可以探测药水瓶内液面的位置。药水液面分别高于和低于传感器时，从反射性传感器获得不同的读数。当液面高于传感器时，由于获得的红外反射较少，传感器读数较大；当液面低于传感器时，由于获得的红外反射较多，传感器读数较小。利用传感器的读数差异，就能判断出液面位置是否低于传感器。如果把传感器贴在药水瓶壁的合适位置，就可以通过它获取信息，判断出药水瓶中的药液是否将要滴尽。
为了提高系统的可靠性必须消除环境光线对液滴探测的影响。在室内日光灯照明条件下，如果无水滴经过，从红外传感器获得的读数为50左右；水滴经过时，从传感器获得的读数为75左右。在环境光线无变化时，可以利用传感器的读数来判定有无水滴经过。在不同场合，由于环境光的影响，从红外传感器获得的读数是不同的，数据见下表。 测试环境 读数(无水滴) 读数(水滴经 过) 室内日光灯照 明 50 75 室内白天靠窗 46 69 全黑环境 61 85 白天室外 38 63
从以上数据比较中可以看出，由于环境光中包含红外成分，在亮的和暗的环境中，传感器除了接收到红外发射管发出的红外光，还会接收到环境中的红外光。如果直接使用传感器的读数来判断有无水滴经过，是不行的。由于有水滴经过时的传感器读数比无水滴时的传感器读数大15左右，所以只要先测出无水滴经过时传感器的读数，如果获得比这个读数大15的读数，就可以判定这时有水滴经过。
此外液滴下行时如果没有通过传感器的发射管与接收管中心，就会造成探测失误。本发明设计了管子开口形式的传感器结构取得了较好的效果，输液管的晃动及环境光线对液滴探测的影响都减小到最低限度。
在输液监控点与监控室之间用无线通信的方式进行信息交换。主机会依次询问每一台从机。从机等待主机的询问，一旦收到询问，便会回答主机“正常”或“异常”。主机便会把收到的信息显示出来。主机和从机之间使用频率为315兆赫兹的无线通信模块进行无线通讯。使用“轮询”是因为主机和每个从机使用的是同一频率，然而在通讯的过程中发射相同频率电波会相互干扰，使用“轮询”的方式便能很好的解决这个问题。
在实际应用的过程中，从机一旦探测到异常情况(液面过低、药液的滴速过快或过慢)，它便会在接受“轮询”时发送“异常”信息给监控室的主机。主机一旦收到该信息，便会发出警告音，并在液晶屏上显示从机的编号。从机一直发送“异常”信息，直到护士到达现场进行处理后，从机才恢复发送“正常”信息。
根据上面的细节介绍，图4、图5揭示了主机和从机的完整工作流程。主机工作时首先对系统进行初始化，然后开始对从机进行轮询并接受其报警信息，主机将报警信息送至其报警装置显示出来后又继续从机进行轮询。从机在初始化后首先对环境光线进行测量，用以去处环境光线对测量的影响，接着就对液滴流速进行测量，在单片机中根据测量所得的数据和预先输入的容限判断是否需要报警，如果流速正常则继续返回测量，如果不正常则启动自身的报警装置，如LCD和蜂鸣器报警，同时等待主机的询问。收到主机的询问指令后，将报警信息传递给主机等待处理，如果在此过程中主机没有询问或者无人前来处理则继续使用自身的报警装置，直至问题解决。液面报警的过程也与之相似，这里就不再赘述。
以上所介绍的，仅仅是本发明的较佳实施例而已，不能以此来限定本发明实施的范围，即本技术领域内的一般技术人员根据本发明所作的等同的变化，以及本领域内技术人员熟知的改进、变化，都应仍属于本发明专利涵盖的范围。