基于安芯一号单片机的医用输液器智能控制系统

　　一、项目设计背景及概述

　　1、开发目的

　　众所周知，我国人口众多，医疗资源稀缺，医院时常人满为患。输液作为一种重要的治疗手段，其受众面是非常之广，几乎每个人都有在医院挂水的经历。然而进入信息时代的今天，输液器却仍然保留着最原始的功能，缺乏智能化或信息化的控制手段，这也是导致医院注射室秩序混乱，护士疲于奔命，患者苦不堪言的最直接原因。目前医院所使用的悬挂式输液器虽然有控制流速的装置，但无法得知输液剩余时间，且缺乏输液完毕后的报警系统，使患者不能合理安排注射时间，且注射完毕后不得不大声呼喊护士，这样做既造成了注射室的喧哗，影响了其他患者的休息，亦耗费了患者的体力。

　　2、功能特性

　　本小组设计的输液器智能控制系统不但可以实时调整患者输液的流速，而且可以以剩余时间的方式，形象直观地指出患者的输液进度，并且在输液即将完毕后自动发出提示。

　　3、创新性及实用性

　　本装置的创新之处在于，比较以往传统的输液装置只具备输液功能和简单的调速功能，本装置赋予了其监测时间和结束报警的功能，使得患者可以根据自己的意愿精确设定输液时间，做到与其他事宜的无缝衔接，合理安排手头工作。举个例子来说，就如同于我们平时下载电影，如果只知道下载速度而不知道下载剩余时间，就会显得很被动，无法统筹控制和管理各下载任务，无法合理安排其他事务。而正因为有了剩余时间，使得我们可以精确安排下载流程，合理调配各项活动。对医院而言，本装置也可使医务工作者及时获知患者输液信息以便补液和结束输液，做到有条不紊，秩序井然，最终提高效率。本装置的实用性在于，无需对传统输液器进行改装加工，只需在顶部挂钩处添加本装置即可。此外其结构简单，易于安装，使用方便。

　　二、项目设计原理

　　1、总体设计原理

　　由物理知识可知，悬挂着的输液瓶主要受到两个力：一个是竖直向下的重力G，另一个是竖直向上的拉力F。由于F=G，故输液瓶静止与空中。

　　另外输液瓶中的液体：

        （1-1）

　　（1-2）

　　（1-3）

　　由以上三式，可得： （1-4）

　　由于 为常数，故： （1-5）

　　其中K为常数，可知输液瓶受到的拉力F与瓶中液体体积V成线性关系。那么通过测量拉力F，即可得到体积V。

　　基于以上的推论，本系统通过测量一段短时间 内输液瓶受到拉力的变化量 ，并与此时受到的拉力F做一下运算即可得到输液结束所需的时间t：

　　（1-6）

　　注：F为除去输液瓶毛重后液体所受的拉力