基于无线网络的智能点滴监测系统

　　系统方案

　　此系统由多个点滴监测节点、一个无线数据采集节点以及上位机组成，其中所述的点滴监测节点包括依序电连接的称重传感器、ADC电路、单片机、无线数传模块以及电源电路;所述的无线数据采集节点包括依序电连接的无线数传模块、单片机和USB协议转换模块;无线数传模块之间通过无线讯号连接;无线数据采集节点与上位机通过USB线连接。本设计旨在提供一种电路设备和点滴支架一体化设计，不在滴瓶和输液管上增加任何设备，能通过上位机集中对各点滴监测节点进行实时监测的系统装置。

　　点滴监测节点的设计

　　为了得知病人输液的实时情况，需要传感器实时检测药瓶药液的余量。本设计采用称重传感器检测剩余药液的重量，传感器与点滴支架一体化，与光电式的点滴监控装置需要另外夹持光电装置不同，无需增加医护人员的操作步骤。

　　电路设计

　　点滴监测节点由供电电路、称重传感器、ADC电路、单片机以及无线数传模块组成。如图2点滴监测节点方框图所示。　　

 

　　1)称重传感器。目前市场上的注射液为125mL、250mL、500mL这三种规格，采用高精度的1kg称重传感器能满足该系统需求。

　　2)ADC电路。有很多型号的单片机自带ADC功能，但具有高精度ADC功能单片机一般价格较贵，电路上还需增加信号放大电路用于放大称重传感器输出的小压信号，HX711芯片是一款专为高精度称重传感器设计的24位A/D 转换器芯片，该芯片集成了稳压电源、信号增益电路片和内时钟振荡器，具有串行输出数字信号、响应速度快、抗干扰性强等优点。选择HX711芯片便于电路的设计和设备工作的稳定。

　　3)单片机。采用STC11F02单片机，该单片机具有2K的Flash程序存储字节，14个I/O口，当 I/O在弱上拉时输出电流为0.15~0.25mA，在该模式下与3.3V设备通讯无需加限流电阻。该单片机内置上电复位电路，性价比高，抗干扰。

　　4)无线数传模块。无线通信方案的可选择性较多，本设计采用2.4G的通信方案，2.4GHz频段已经成为了无线产品的主流传输技术，为全球开放ISM 频段免许可证使用。nRF24L01无线数传模块具有最高工作速率2Mbps，高效GFSK调制，抗干扰能力强，适用于双向高速传输数据且传输数据量大的场合。该模块的工作电压是1.9~3.6V。

　　5)电源。为了增强点滴支架设备的独立性，需要使用独立电源，太阳能电池供电是一个很好的方案，但本设计为了便于设备的安装，采用了4个1.5V的5号电池串联的供电方案。干电池工作一段时间后降低到1.2V左右，若使用线性稳压芯片输出最小压降也要1.2V，降低了设备供电的效率。