"智能输液监控系统设计"
本文设计了一款智能输液监控系统，旨在解决传统输液系统因陪护人或患者的人为疏忽而导致输液滴完未能及时换液瓶而带来的血液倒吸或空气输入血管的现象。该系统采用主机 + 多从机结构，其中主控制器通过 ZigBee 无线传输模块实现与各个从机的数据交互，将从机传回的数据通过 FPGA 驱动显示器实时显示。
在该系统中，主机部分采用 STM32F4+FPGA 架构，由信息采集系统、以 FPGA 为核心的 VGA 驱动显示系统及外设模块构成。从机以 STM32F1 为核心，包括驱动检测系统、Zigbee 无线传输模块以及 LCD 显示系统。通过本系统，护士只需要一次性将滴液瓶挂在系统分机上，只需通过大屏显示器实时地查看和监控多个站点的输液数据等，能有效避免传统输液系统因陪护人或患者的人为疏忽而导致输液滴完未能及时换液瓶而带来的血液倒吸或空气输入血管的现象，消除潜在的安全隐患。
在系统设计中，主控制器的设计框图如图 1 所示。从控制器通过称重传感器、液滴测速模块等来采集药瓶的重量、液滴滴速和有无滴落等，并通过 EEPROM 实现系统参数的存储，LCD 触摸显示屏来实现人机交互，以及通过步进电机带动偏心轮实现对液滴下滴速度的调节。每一个分机都通过 Zigbee 或者以太网和主机之间进行数据交互。
在硬件电路设计中，该智能输液系统的硬件主要由主分系统控制器模块、主控制器外围电路、电源模块、语音模块、ZigBee 模块、DS3231 时钟电路、硬件看门狗电路、以太网通信模块、药滴滴速检测模块以及称重模块等构成。主控制器选用的 STM32 至少需要有一个串口以及一个四线硬件 SPI 接口。由于主机系统需要移植 UCOS-II 实时操作系统以及 STemWin 图形操作界面，所占内存较大。为此选用 STM32F407ZGT6 处理器，该处理器是一款以 ARM CortexTM-M4为内核的 32 位 MCU，具有 210DMIPS 的运算处理能力，高达 1MB 的 FLASH 以及 192KB 的 RAM。
在系统功能实现中，该系统可以实时监控多个站点的输液数据，避免传统输液系统因陪护人或患者的人为疏忽而导致输液滴完未能及时换液瓶而带来的血液倒吸或空气输入血管的现象，消除潜在的安全隐患。同时，该系统还可以提供语音提示功能，实时显示输液数据，并且可以通过 Zigbee 或以太网与主机之间进行数据交互。
该智能输液监控系统可以有效解决传统输液系统的安全隐患，提高输液安全性和效率，满足了现代医疗机构的需求。
