专利名称：中央输液监控系统的制作方法目前，在国外有类似的仪器-输液泵、注射泵，他们主要应用于心脏病、心血管疾病等特殊患者，且价格特高，从几万元到十几万元不等。国内，曾经有人研制过类似的仪器，如01年的“集散式病房计算机监护系统”，能够自动监测药液的位置、药液滴速、针头脱落、针头堵塞功能，但其造价昂贵(9.5万/台)。总之，目前国内外的同类产品普遍价格较高，不同程度地存在体积大、功耗高、精度不够、人机界面不直观、传输数据不方便，且对于一般患者不适用等不足之处。
本实用新型中央输液监控系统，包括N个分机和一个总机，分机与总机之间通过无线通讯模块进行数据交换，其中，分机包括一个无线微控制器，传感器的检测信号分别经过放大电路、A/D转换电路传入无线微控制器，该微控制器再经无线发射接收电路发送给总机，该控制器还分别连接输入装置和报警电路；总机同样包括一个无线微控制器，该控制器分别连接无线发射接收电路、RS232接口、输入装置和报警电路。总机通过RS232接口与计算机连接。本实用新型的优点及其效果(1)巧妙利用重力原理及相关的密度知识把体积的监测转化为重力的监测，利用悬臂梁传感器把待测得物体的重力转化为微弱电信号，经放大电路将此弱电放大给A/D转换，转换后的数据送给微控制器，微控制器对其进行处理，当测量值等于警戒值时，微控制器发出报警信号。(2)对所测药剂无接触，无污染，无干扰，可连续测量药液的余量、药液的滴速。(3)采用无线收发模块组成数据传输网络，采用GFSK调制，抗扰能力强；支持多点通讯，数据传输速率高达0.1Mbps。具有特有的载波监听功能，大大降低了功耗、有效地避免数据冲突。有效发射距离无遮挡时可达800m以上，有建筑物等遮挡时可达350m左右。(4)分机可以方便的将数据传给护士站的总机，总机将数据通过RS232口传给计算机，可充分利用计算机处理数据的强大功能和友好的显示界面，使护士很好地实时掌握输液情况。(5)适用于多种输液瓶的检测，瓶式的，袋式的等。(6)具有声光报警，报警准确。(7)该系统体积小、重量轻，结构简单、操作方便，功耗低。图1、中央输液监控系统的总机电路框图；图2、监控系统的分机电路框图；图3、整个监控系统的网络结构示意图；图4、分机外形参考示意图；图5、电路原理参考图图5-1串口电路，图5-2电源及接口电路，图5-3按键电路，图5-4放大电路，图5-5传感器电路原理图，图5-6无线收发电路。系统的工作原理如下利用重力的变化监视剩余液体量，根据单位时间内液体的变化量可以计算出液体的滴速。
根据均匀介质的物体，其体积V与其质量m和密度ρ的关系为V＝m/ρ——(1)式注对于治疗使用中的药物，其密度的变化很小，一般在0.95～1.06g/cm3之间，因此可以近似的把密度视为一定值(ρ＝1.0g/cm3)。
根据牛顿定律，物体所受的重力G与物体的质量m的关系为G＝m*g——(2)式注g为所处地点的重力加速度，一般重力加速度在不同的地点会略有不同，但其差别不超过5‰，我们取g＝9.8m/s2。
联立(1)式和(2)式，得物体的体积与重量的关系V＝G/(g*ρ)--------------------------------------------(3)式通过对重量的测量，可以得出剩余液体的体积。
根据在单位时间内的液体变化量可以计算出液体的流速。
v＝(V1-V2)/Δt-----------------------------------------(4)式注式中v为速度，V1为t1时刻的体积，V2为t2时刻的体积，Δt为t2与t1的时间差。
具体原理电路参见图5。
(1)串口电路图如5-1电路采用SP3220串口RS232驱动芯片，其中13脚接就接口Jin的2脚，8脚接Jin的3脚，9脚接J1的13脚，15脚接3v电源VDD，14脚接地，2脚与4脚接电容C1的两端，5脚与6脚接电容C2的两端，3脚接C3端的一端，C3的另一端接地，7脚接C4的一端，C4的另一端接地。
(2)电源及接口电路如图5-2LM117位电源稳压芯片，VIN为输入电压+5V，VCC为输出电压3.3V。C201，C202C203，C204起滤波作用。LED与R7组成电源指示灯。
(3)按键电路见图5-3(4)放大电路如图5-4该电路为两级放大电路，第一级由INA321及R15与R13组成放大电路，放大倍数为100倍；第二级由TLC27L2及R14与R18组成，放大倍数为10倍。图中的Vin+和Vin-接传感器的输入信号。
(5)传感器电路原理图如图5-5在双孔悬臂梁传感器贴四片箔式电阻应变片R20-R23，其中VCC接电源的正极，GND接电源地，Vin+和Vin-为传感器的输出信号。应变片连接方法见图5-5所示。
(6)A/D电路nRF9E5片内集成了一个A/D转换电路，而且A/D转换的位数可以通过软件对其A/D寄存器设置进行取值，有6位、8位、10位、12位方式，A/D转换器默认工作于10位方式。A/D转换参考电压可以通过软件设置在AREF和1.22V之间(内部参考电压)。A/D转换器的4个输入可通过软件进行选择，通道0～3可以把对应引脚AIN0～AIN3上的电压值分别转换为数字值，通道4用于对nRF9E5工作电压的监控。AREF对应于nRDF9e5芯片的30脚，通道0～3对应于29～25脚。
(7)无线收发电路如图5-6nRF9E5内部集成了收发模块，故其外接电路图简单详见图5-6。nRF9E5使用SPI接口进行单片机与无线模块间的数据传输。nRF9E5使用Nordic VLSI公司的ShockBurst的特性，进行高速的数据传输。射频数据相关的协议由nRF9E5片内的nRF9E5收发器自动处理。nRF9E5的收发器有三种工作方式，ShockBurst接收(RX)方式、ShockBurst发送(TX)方式和空闲方式。在ShockBurst接收方式下，当收到一个有效地址的射频数据包时，地址匹配寄存器位(AM)和数据准备好寄存器位(DR)通知片内MCU把数据读出。在ShockBurst发送方式下，nRF9E5自动给要发送的数据加上前缀和CRC校验。当数据发送完后，数据准备好寄存器位(DR)会通知MCU数据已经处理完毕。
使用方法(1)使用前将监护系统的分机(见图4)的圆环1挂在输液架上(2)然后输入输液器的编号。
(3)不挂任何东西时，按下放大电路校准键，进行校准。
(4)将输液器挂在监护系统分机的挂钩2上，进行输液操作就可以了。
(5)系统所测得数据通过无线实时的传给总机，总机将数据通过RS232传给计算机，计算机对数据进行处理，并显示所有分机的状况。
(6)当某一分机的剩余液体达到第一警戒线时，该分机发出报警声，同时计算机界面显示该分机已到第一警戒线，提示护士人员所剩液体不多了；当剩余液体达到第二警戒线时，分机发出报警声，计算机界面显示该分机已到第二警戒线，提示护士人员该拔针了。