摘要:本文介绍了一种由单片机控制的无线病房静脉输液(滴注)自动监护系统。该装置可对病区分散的静脉注射患者集中监护管理。本文阐述了它的主要系统结构、工作原理，并对它的一些关键技术问题进行了讨论。
1引言
本文介绍的静脉输液监护装置能够在无人监护的情况下，自劫将分散于各病房中静脉输液的结束信息，转变成无线编码信号，50m范围内，传输到监护室中微电脑控制的主机，同 时显示该静脉注射患者的房号、床号，通知医护人员及时处理。通过这一装置，对病区分散的静脉输液的患者可自动进行集中监护管理，该装置在设计中主要采用了如下先进的方法:
(l)本系统设计了一种新型非接触式静脉输液传感器。该传感器调整简单、使用方便、能够安全可靠地拾取静脉输液的结束信号。
(2)将无线传输与微计算机相结合，监控主机可同时对255个静脉输液监测点进行无线数据采集，并具有记忆、查询、打印等智能化管理功能。
(3)充分利用了计算机的软件资源并结合硬件电路，有效地防止静脉输液过程中的干扰和误报，使系统在各种干扰情况下，均能高可靠性地工作。
2静脉输液自动监测系统的硬件部分设计
2.1输液信号的拾取
本设计采用了一种非接触式传感器。它利用了电子闹钟的定时传动组件改装设计而成。根据电子闹钟齿轮系统的内部结构原理，电子闹钟的时针和定时指针重合时，其内部的动触头闭合音乐片电路接通，闹钟起闹，电子闹钟的时针和定时指针分离时，动触头断开闹钟停闹。输液瓶挂于传感器挂钩上，施力于指示指针(相当于电子闹钟的时针)顺时针旋转。当指示指针和调零指针(相当于电子闹钟的定时指针)重合时，传感器的动触头和静触头闭合，接通发射电路，向空间发射出23oMH:的调幅编码信号。
初始，将留有5%残液的输液瓶挂于传感器上，指示指针将顺时针旋转停留于某一位置，通过调零按钮(相当电子闹钟的定时按钮)，将调零指针旋转至与指示指针重合的位置，传感器动触头和静触头闭合，接通发射电路。调零工作结束后，再换上装满药液的输液瓶，指示指针脱离调零位置，此时动触头脱离，发射停止。但调零指针的位置不变。当静脉注射至输液瓶中的残液减少到5%时，指示指针与调零指针重又重合，开始上述的发射过程，将输液结束的信息通知接收装置，监控室的主机接收到相应的编码信号后，将通知医护人员处理。发射过程将持续1分钟左右，随着残液的继续减少，指示指针与调零指针分离，触头脱离，发射停止。
发射电路由编码片YYH26(VHK4792)与超高频发射电路组成。YYH26的Ao一A7均有三态(VDD、VsS、悬空)，则共有3R~6561种编码。如与YYH27(VHK2792)配对使用，则共有4×6561~26244种编码输出方式。编码片的编码即地址一旦确定，每一传感器的编码即地址也就固定下来。
该发射电路与传感器一体化封装，该传感器价格低廉、可靠性好、重复性好、结构简单、调整方便，将输液结果的信息转换成23oMHZ的无线调幅编码信号，传输到监护室中微电脑控制的主机。
2.2监控主机的硬件电路
图1示出了监控主机的硬件电路的原理框图。由于发射功率小，发射信号微弱，接收电路采用了高灵敏度的超再生接收电路。发射器发射的230MHz高频调幅信号由天线接收，经超再生检波电路输出检波信号，经滤波、放大、整形，输出规则的编码信号，加至接收译码片YYH27的DATAIN脚，如果由单片机扫描控制的YYH27的Ao~A7的地址端的编码与输液传感器发射编码片的编码地址一致时，YYH27的DO端将输出一高电平的解码控制信号，使8031的INTo负跳中断。
8031的PO口与74lJS373八D锁存器作为地址/数据复用口，PZ口为高八位地址。系统配有一片2764EPROM作为外部程序存储器，扩展一片8255作为1/0接口，完成显示和键盘输入功能。其中键盘设置了10个数字键和6个功能键，显示器为八位显示。分别显示状态标记、房号、床位号与输液计数位。
由图1中可知8031的Pl.o~Pl.7口分别与YYH27的地址编码脚Ao~A7相连，本文中不考虑悬空情况，即只考虑Pl口输出“1”和“o”两种情况，可得2吕一256种不同的地址编码。即可控制255个静脉输液点(全零编码一般不用)。
2.3工作过程简述
结合主要功能键对系统的工作过程简述如下:首先每当医护人员准备输液前，先要将准备输液的传感器分别进行预置。预置时按下预置键，状态位显示“H”，顺次按数字键4次，分别输入床号、房号，同时计数值自动顺序加1，而此时CPU将以每10ms输出一个地址编码的速度扫描Pl.0一Pl，7，即扫描译码器的AO~A7端。按下要预置的传感器的微动开关，发 射器发射出相应地址编码的信号，当被扫描的译码器YYH27的Ao~A7地址码正好与发射器的编码片地址相一致时，INTo申请中断，在中断服务程序中，将该地址编码、房号、床号存于RAM中，输液计数器自动加1，同时声光报警喇叭鸣叫一声，表示预置成功。用同样的方法将所有预置的静脉注射传感器进行预置。已预置好的传感器经调零后送至相应的病房、床 位进行静脉注射。
运行键:按下该键，状态位显示“P”字符，Pl口将顺序输出所预置的所有待注射的静脉输液传感器的编码，以每50ms输出一个地址编码的速率进行扫描，显示器上显示相应的床位、房号及计数值(有闪烁)。当某一监视点的静脉注射结束时，传感器发射电路发出特定的编码信号，如前所述CPU响应中断，首先判误报，确认无误后，发讯响报警信号，其房号、 床号地址编码均从预置RAM区删除，计数器减1，但已删除的地址编码房号、床号只是下次扫描时不再出现，房号、床号信息另存于检查RAM区，以备医护人员查询。报警讯响声发出，医护人员可及时处理，每个注射点的处理为255，之后系统重又开始运行监测。检查键1:依次按下该键，显示器显示注射时间未到的各注射监测的床号、房号。状态位显示左方括弧和1。
检查键2与停止键:连续按下该键，显示器显示注射时间已到的注射监测的床号、房号。医护人员在听到讯响信号时，按下该键，显示器上将显示待处理的注射监测点的房号、床号，状态位显示左方括弧和2。此时再按下停止键，则讯响停止。表示该处理点已处理完毕，如果讯响仍在进行，表示还有未处理的注射监测点，可再按检查键2，调出其房号、床号、重复上述过程，直到讯响停止。
删除键:输入房号和床号，按下该键后，则该床号、房号及对应的地址编码从RAM中永远删除。如已先按下检查键2，再按删除键，则将删除检查键显示的对应值。
3防误报措施及软件设计思想
系统上电后，首先对各1/0口及外部RAM初始化编程，根据按下的功能键和数字键程序执行相应的功能。下面仅就运行键进行讨论。按下运行键后，状态位显示“P”字符，预置 RAM中存放的地址编码先后送Pl口，每扫描一个地址码，延时50ms且显示相应的房号、床号。如扫描地址与发射地址一致时，输出解码控制信号使CPU响应中断。
静脉输液的监护要求高可靠性地工作。因为人为地搬动、振动，均会引起发射器误发射，势必造成系统误报，因此该装置在软件设计和硬件电路方面采取了有效的防误报措施，保证了系统高可靠性地工作。
进入中断服务程序(见图2)，首先判误报，延迟105，测P3.3脚，P3.3与YYH27的V·T脚相连，当YYH27的DATAIN脚接到一有效数据时(即译码成功)，V·T端输出一高电平，否则为低电平。如是误报，105后发射器已停发射，V·T输出“0”，中断返回主程序，继续进行循环扫描。如不是误报，V·T保持“1”，则可确认发射有效，该输液已告结束。此时报警器长鸣。该地址码及相应房号、床号从预置RAM区中删除，并自动存入检查RAM区中，显示器显示当前待处理的房号、床号，此过程延时155之后Pl口清零，P3.5为方波，即输出一脉冲信号，启动YYH27电源控制器工作。使YYH27瞬时断电再通电，这是因为YYH27的Do输出只有断电才能恢复为“o”。中断返回主程序，继续进行循环扫描，直至预置RAM区变空，即预置数为0为止。
4结束语
该装置价格低廉，使用灵活，无需安装，不但能够安全、自动、可靠地检测到每个静脉注射的结束，并且具有记忆、查询、打印等智能化的功能。给广大医护人员对患者静脉输液的监测提供了可靠、方便的手段。该装置已在某地方医院试运行，取得良好的运行效果，利用计算机的强大功能和本系统的硬软件资源可进一步地完善静脉输液滴注信号的实时拾和数据采集，实现静脉输液的实时监测。由于本系统的硬软件的可扩展性，监护系统可方便地与上位机进行数据通信，实现整个病区的全方位监测和管理，因此本系统具有深远的开发前景和广阔的应用前途。
参考文献
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