基于物聯網技術的輸液監控系統設計

秦剛　魏光慈

摘要：針對傳統靜脈輸液控制裝置在注射過程中存在滴速控制精度低、換液或突發情況發現不及時、醫務人員工作量大等缺點，本文提出了一個基于OneNET平臺的輸液監控系統，以Arduino為核心控制設備，紅外對管檢測輸液的滴速和滴數，非接觸式液位傳感器檢測余留液位，稱重傳感器檢測藥液重量，OneNET作為上位機云平臺，通過ESP8266模塊上傳數據和解析下發命令，驅動步進點擊控制藥滴滴速，同時當某項值超標后會自動推送消息，醫護人員可以及時掌握患者輸液的實時情況，保證輸液過程的安全性和可靠性。

關鍵字：物聯網OneNET云平臺輸液設備

引言

隨著計算機物聯網技術的發展，醫療設備的智能化程度越來越高，云的概念也逐漸為人們所熟知，人們希望隨時隨地控制醫療過程，創造更加智能化，人性化，精確化的醫療設備。針對傳統靜脈輸液控制裝置在注射過程中存在滴速控制精度低、換液或突發情況發現不及時、醫務人員工作量大等缺點，本文設計了一種新型的輸液系統，該系統是由Arduino pro mini作為主控制器，由紅外對管檢測液體的滴速和滴數，以及儲液瓶液位的高低，并將實時數據顯示在串口屏上。并且基于OneNET平臺，設計“輸液系統應用”以接收實時滴速以及液位等數據，醫務人員可通過電腦網頁或手機APP實時監控病人的輸液情況，由步進電機作為系統的執行機構并結合PID算法控制液體滴落速度。與現有的輸液控制系統相比，該系統增加了輸液狀態監控、輸液狀態控制以及遠程監控應用，使系統更加人性化。

1系統總體設計

本系統以Arduino pro mini控制器為核心，連接滴速滴數檢測模塊，余留液位檢測模塊，WIFI通信模塊，HMI串口屏模塊，滴速控制模塊等構成整個新型輸液系統。主要實現功能有：通過手機APP或電腦網頁實現對滴速、滴數、余留液位的監測和提醒，以及對滴速的控制。輸液系統整體框架如圖l所示。

2 0neNET平臺部署

用戶在接入OneNET之前，先要在OneNET注冊用戶賬戶，在開發者中心下創建產品，得到產品信息的Master-APIkey，在產品中創建設備，該設備會對應一個設備ID，Master-APIkey和設備ID在程序中我們會用到，也是我們接下來成功接入平臺的關鍵信息。然后為設備新增數據流，設計應用，設置觸發器。根據該輸液系統的特點，我們需要上傳數據和下發命令，設備接入協議選擇最為適合的EDP協議，該協議基于TCP，在ESP8266的透傳模式下就可以完成上報數據和下發命令。

串口屏負責顯示傳感器測得的各項數值。使用USARTHMI軟件進行設計，串口屏的界面設計非常簡單，所見即所得，而功能的設計則需要進行編程。該系統可以實時顯示時間，滴速，滴數，余留液位以及預計時間，并且可以修改當前藥瓶的容量

3 Arduino程序設計

宏定義產品Master-APIkey和設備ID，即為Master-APIkey和設備ID。初始化串口，TX、RX口連接ESP8266作為通信端;Dl0、Dll作為軟串口（SoftwareSerial hmi（10，11》連接串口屏。定義并初始化滴速，滴數，余留液位，預計耗時。定義處理EDP協議包的指針。發送AT命令至WiFi模塊檢測模塊的存在。初始化串口屏模塊的波特率為9600，WIFI模塊的波特率為115200。

同時還需上傳數據至OneNET平臺，發送EDP包連接OneNET平臺，如果沒連接或連接中斷則進行連接，如果連接成功的則發送數據。因為該系統不僅要上傳數據，還要根據用戶下發的命令進行調控輸液的速度，因此要解析出冗長的下發命令中我們真實想獲取的數據字節，才能進一步對輸液狀態進行調控。

4結論

目前國內外關于臨床醫療中輸液系統的研究各有所長。針對傳統靜脈輸液控制裝置在注射過程中存在滴速控制精度低、換液或突發情況發現不及時、醫務人員工作量大等缺點，本文設計了一種新型的輸液系統，與現有的輸液控制系統相比，該系統增加了輸液狀態監控、輸液狀態控制以及遠程監控應用，使系統更加人性化，可以有效達到精確控制的目的，對點滴輸液的研究有著重要的意義。

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