2K监控装置

2K监控装置（精选3篇）

2K监控装置 篇1

1 研究意义

电子技术的发展促进了医疗设备的改革, 很多传统的医疗设备都需得到改进, 而传统的人工监护方式需要耗费大量的人力, 显然这种传统方式应该得到改善, 我们需要用自动控制设备来取代人工监护。现今医院使用的输液方法大多是挂瓶式静脉输液方式, 它依靠医护人员手动调节输液管上的输液夹来控制输液的速度。该装置的研究能实现静脉输液速度的自动控制, 医护人员只需根据患者情况通过键盘设定输液速度, 装置还能在输液瓶中的药液即将滴完时自动发出报警信号, 远程传给医护人员监控端, 提醒医护人员更换输液瓶或者结束输液。因此, 该装置可以大大减轻了医护人员的工作量, 也能使输液速度得到更精确的控制, 确保患者的安全。

2 液体点滴监控装置的特点

2.1 液体点滴速度检测

利用光透射原理, 用红外对管来实现对液体点滴速度的检测。当没有点滴落下的时候, 检测系统输出一个比较低的电压, 而当有点滴滴下, 经过红外对管, 检测电路就会产生一个比较高的电压, 如此就可以产生脉冲信号。但检测到的电压变动比较小, 所以必须加一个电压放大电路。经过放大的信号再通过一个电压比较器就可以得到单片机可以识别的脉冲信号, 从而实现对点滴滴数的计数。通过软件计算, 就能得到液体点滴的速度。

2.2 液体点滴滴速控制

通过改变输液瓶的高度就能改变点滴的滴速。医护人员通过键盘输入设定输液的速度, 通过比较实际点滴速度与设定点滴滴速, 单片机根据点滴滴速的差值来控制电动机的转动, 只要偏差存在, 电动机就会被控制转动, 使得与其相连的输液瓶上下移动。用这种方法, 可以实现液滴滴速的调节, 使得实际输液的速度与设定的点滴滴速相一致。

2.3 输液瓶缺液及报警

当输液瓶内的药液输完或输液堵塞时, 如果医护人员没有及时拔除针头停止输液或更换输液瓶, 就会造成回血现象, 从而危及病人的生命安全。该装置为了避免这种危险设计了报警系统, 当输液缺液或输液堵塞时, 系统将会发出报警, 提醒病人和医护人员, 此时如果医护人员没有及时赶到病房处理, 病人可以先自行关闭输液夹, 只要输液夹处于关闭状态, 就不会出现回血现象, 从而可以避免出现危害, 此时再等待医护人员来对输液进行处理即可。

2.4 系统的键盘及显示模块

该系统采用两位独立式按键作为键盘, 用于设置液体滴速。采用点阵型LCD液晶显示模块, 能够显示输液时的实际液滴滴速和预先设定的输液速度。系统的键盘及显示模块相当于人的手和眼睛, 使得该装置操作方便灵活。

3 系统设计要求

设计一个液体点滴监控装置 (图1) , 对该装置的要求如下: (1) 能够检测液体点滴的滴速; (2) 能够显示液体点滴的设定滴速和实际滴速; (3) 能够改变液体点滴的滴速, 使设定的点滴滴速与实际滴速相一致; (4) 能够在输液瓶内的药液过少时产生报警信号, 发出蜂鸣报警声。

4 系统硬件电路

4.1 系统基本组成

该装置主要由ATmega16单片机、输液速度检测、输液速度控制、12864LCD液晶显示、两位独立式键盘及其他部分构成, 系统框图如图2所示。

该系统是由反射式红外光电传感器组成的外部液滴速度检测电路来对输液的速度进行测量, 并将测量结果传给单片机, 通过键盘设定的液滴速度也传给单片机, 单片机对两个速度进行对比, 以速度的差值决定控制电路的动作。当液滴速度需要进行调节时, 控制电路控制电动机动作。液晶显示模块显示实际的液滴速度和设定的液滴速度。当输液瓶缺液或输液发生堵塞时, 系统报警。

4.2 各模块主要电路

4.2.1 ATmega16单片机

AVR ATmega16包含丰富的指令集, 时钟周期短, 工作寄存器通用, 系统功耗小, 处理速度良好, 寄存器直接依附在算术逻辑运算单元 (ALU) 上, 每条指令每个周期重复读取两次, 实际是前一条处理下一条预处理这种方式。RISC架构比CISC架构处理速度快10倍, 工作效率高, 功耗方面大大减少, 系统运行速度也得到提高。

4.2.2 液体点滴的速度检测电路

液体点滴的速度检测主要由TCRT5000红外光电传感器、发光二极管和NE555等组成的电路完成。TCRT5000红外光电传感器的红外二极管会不停地向外部发射出红外线, 如果发射的红外线没有被外部反射回来, 传感器的光敏三极管就会处于原来的状态不会饱和, 相当于红外传感器没有检查到外界信号, 其输出低电平, 指示灯也不会被点亮。如果红外线被反射回来, 就说明传感器检测到了外界信号, 光敏三极管处于饱和状态, 其输出高电平, 指示灯将被点亮。

4.2.3 液体点滴的速度控制电路

该装置输液时液滴的速度控制是先由医护人员通过键盘设定液滴速度, 单片机再将外部检测的液滴速度与设定速度相比较, 控制电路控制直流电动机的转动, 直到两个速度的差值在允许的范围内, 控制电路停止工作, 电动机停止转动。

将L298N模块作为直流电动机的驱动装置。L298N是专用驱动集成电路, 属于H桥集成电路, 其输入端能直接与单片机相接, 改变其输入端电平的高低, 就能实现直流电动机正反转的控制。

4.2.4 液晶显示模块电路

基于128×64点阵的液晶模块就是所谓的显示模块LCD12864, 可满足4行4列或8行8列的中文显示, 同时可以显示图形。其所需成本相对其他小型显示设备较低, 该液晶显示模块相对于其他图形点阵液晶模块来说, 硬件电路结构及显示程序都精简了很多, 可以显示3种类型字符, 还可提供光标/闪烁控制电路。

5 系统的软件设计

5.1 主程序设计

液体点滴监控装置的主程序主要包括初始化和各功能模块程序。初始化模块程序使之前所设定的液滴速度恢复到默认值, 显示屏显示程序中设定的需要显示的数据等。功能模块包括液体点滴的速度检测程序、液体点滴的速度控制程序、电机驱动及控制程序、报警控制程序、按键处理控制程序、屏幕显示更新程序等。液体点滴监控装置的主程序流程图如图3所示。

5.2 子程序设计

5.2.1 液滴速度控制程序设计

滴速的控制是通过控制直流电动机的正反转来实现的, 其原理是通过改变电动机的转向来改变点滴瓶的高低。

5.2.2 键盘扫描程序设计

行扫描法又称逐行 (或列) 扫描查询法, 是一种最常用的按键识别方法, 其过程如下:判断键盘中有无键按下, 将全部行线置低电平, 然后检测列线的状态;只要有一列电平为低, 则表示键盘中有键被按下;若所有列线均为高电平, 则键盘中无键按下。

判断闭合键所在的位置:在确认有键按下后, 即可进入确定具体闭合键的过程。其方法是:依次将行线置为低电平, 即在置某根行线为低电平时, 其他线为高电平。在确定某根行线置为低电平后, 再逐行检测各列线的电平状态。若某列为低, 则该列线与置为低电平的行线交叉处的按键就是闭合的按键。

5.2.3 LCD液晶显示程序设计

显示子程序主要是用于判断速度有没有调整的动向和显示点滴速度 (包括液滴速度当前值和设定值) 。

5.2.4 报警程序设计

本设计采用一个蜂鸣器实现系统报警。当系统液滴滴速检测电路检测到的滴速低于20滴/min时, 蜂鸣器发出蜂鸣声报警。报警发生时, 需按下复位按钮才能解除报警。

6 结语

该装置设计目的是改变传统的输液方式, 实现输液体系的智能化, 改善输液系统, 尽量减小输液不当及疏忽给病人造成的生命危害, 减少医护人员的工作量, 其实现了预期设计要求, 达到了设计目的。

摘要：探讨了液体点滴监控装置的设计。运用该装置可避免医护人员手动调节液滴滴速的不准确问题, 医护人员也不需要时刻守着病人打点滴, 只需根据情况设定病人的输液速度以及在发生报警时解除报警即可。

关键词：液体点滴,电动机,单片机,速度

参考文献

[1]蓝和慧, 宁武, 闫晓金.全国大学生电子设计竞赛单片机应用技能精解[M].北京:电子工业出版社, 2009.

[2]黄智伟.全国大学生电子设计竞赛培训教程 (修订) [M].北京:电子工业出版社, 2010.

2K监控装置 篇2

关键词：清晰;稳定;节能;远距离

1.前言

安全是一个社会和企业赖以生存和发展的基础，尤其是在现代化技术高度发展的今天，犯罪更趋智能化，手段更隐蔽，加强现代化的安防技术就显得更为重要。

视频监控系统是安防领域中的重要组成部分，是安全系统中最关键的子系统。

随着社会的进步和经济的发展，对安全的要求也变为更加苛刻，因此要求视频监控系统能在各种恶劣的环境下进行全天候的实现实时监控[1]。

目前，监控系统广泛应用于农业、工业、国防、公安等领域和部门，监控系统的应用保证了国家和人民的人生安全和财产安全，因而也愈来愈引起人们的高度重视，例如在重要的场所的监控、刑事的侦察、交通管制等，必须24小时监控，尤其是在夜晚的监控，传统的监控系统采用摄像机的红外灯进行夜间“照明”，但该照明为24小时工作，浪费电能，缩短了摄像机的使用寿命。

由于红外监控一体摄像机只经历了几年的发展阶段，如何在原有设备上实现夜视功能以至实现全天候的实时监控，成为企业技术改造的难点。

为了能在夜间更清楚地进行监控，出现了一种安装光传感器的监控系统，通过安装该光传感器来控制红外灯的开启与关闭，从而节约了电能，延长了摄像机的使用寿命，但该监控系统监测距离短，当距离变远时，无法清楚地看到，不利于监控。

2.红外激光监装置的结构及具体实施方式

传统的红外监控系统包括：摄像机、镜头、红外灯、红外灯电源;摄像机要求是低照度摄像机，且红外灯发射的红外波长该摄像机能够接收，镜头则要求是夜视镜头，主要指标是F值(通光量)，F值越小，夜视效果越好。

红外摄像机的好与坏，关系到各部分的选用以及合理配合的问题[2]。

由于普通LED灯在照射距离、亮度、散热、寿命等方面存在诸多局限，已满足不了目前夜视监控领域的需求，虽然现在有的是为了增加监控距离及亮度，增加了LED灯的数量和功率，但是却牺牲了散热和寿命，想要实现远距离的监控，必须采用红外激光夜视技术。

红外激光监控装置如图1所示，包括摄像机1、控制器2、激光红外灯3、传输线缆、电动云台、感光元件4。

摄像机包括设于电动云台上部的摄像机和设于电动云台下部的运动摄像机，摄像机为变焦距摄像机，摄像机的外壳材料为铝合金，且外形小巧;摄像机还包括镜头、镜头还加防护罩，隐蔽性好，防水、防暴、抗腐蚀、抗冲击能力强。

激光红外灯由导体激光器和半导体激光二极管连接构成。

半导体激光二极管波长为810nm感光元件为光敏电阻，其电阻值随着光照的强弱而改变，当入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大，感光元件也可以是光照传感器，此两种感光元件较为常见，且安装方便。

选用摄像机时，重点在于摄像机的灵敏度及真实色彩。

摄像机灵敏度是红外夜视监控的核心部分，是当摄景物的光亮度低到一定程度而使摄像机输出的视频信号电平低到某一规定值时的景物光亮度值。

灵敏度越好，对红外线的感应能力也就越强，有不少生产厂家，人为地提高信号强度，灵敏度是秀不错了，但是信噪比很差，导致夜间图像“雪花点”很多、很大，像质恶劣。

选用不同类型尺寸CCD也是关系到红外摄像机的晚上图像效果。

红外摄像机尽量避免直射光源，因为红外灯电源控制部分是根据安装在红外灯板边的光敏电阻来感受，由此来控制红外灯的工作电压。

红外摄像机照射的地方，尽量避免跟全黑色物体、空旷处、有水等等吸收红外光线的物体直对射，红外灯是靠发射的红外光在物体上发射到摄像机CCD上成图像的，如果红外线被吸收或减弱，大大削弱红外灯的有效照射距离。

摄像机设于电动云台上，根据其摄像机安装的位置进行任意调节，可以通过云台让摄像头转动，以便全方位的进行监控。

由于控制器与摄像机相连，在夜间，通过激光红外灯为摄像机提供照明;控制器与感兴元件相连，该控制器也与激光红外灯相连，通过感光元件感知外界光照的强弱，并将信息传给控制器，控制器接受到信息后，从而控制激光红外灯的开启与关闭，摄像机为变焦距摄像机，其焦距可从10mm到500mm之间进行连续可变调焦，实现自动变焦、同步变焦、透雾光源整形匀化等功能，保证了在变焦过程中画面的清析、稳定。

激光红外灯由半导体激光二极管连接构成，且该半导体激光二极管波长为807nm，功率为1到10w之间，该结构高效、节能、且夜视效果更好，即使在没有任何光亮的情况下也可以使用，同时可实现1500到米内的夜视摄像监控，监控距离更长。

3.结语

综上所述，此红外激光监控装置，隐蔽性好，照明器只有一个发光点，极大的减少了红曝，在结构设计上，还能使产品防尘、防雨、防震，并采用双温控技术，低功率，产品更加节能。

红光激光监控系统通过感光元件来感知外界光照的强弱，通过控制器，控制激光红外灯的开启与关闭，实现自动变焦、同步焦焦、透雾光源整形匀化等功能，保证了变焦过程中画面的清晰、稳定，同时还节省了电能，延长了摄像机的使用寿命。

随着社会的发展，社会安全隐患逐步显现，从而推进各个安防领域的发展，尤其是安防产品在特殊环境的应用日趋成熟，针对性强，这对于安防事业的发展以及红外线的应用发展有着积级的意义[3]。

参考文献：

[1] 杨振宇.浅谈监控摄像头加装红外灯的技术[J].《计算机光盘软件与应用》，(15).

[2] 陈平、李元武， 红外线报警监控系统在项目管理中的应用[J].《浙江建筑》，(2).

医用输液监控装置设计 篇3

一、系统总体方案设计

本课题为医用输液监控装置设计的研究与设计, 本设计的主要内容是利用数字信号处理器 (DSP) 、传感器等设备, 根据不同患者的需求, 以达到输液过程的自动化和智能化的目的。使用脉搏传感器在测定好患者心跳值, 在选择合适的输液速度后, 就不再需要人为因素参与输液过程, 保证了患者输液的安全性, 本设计增加的加热装置是用来缓解患者在输液过程中的冷胀感, 红外线传感器自动监测输液袋的液面高度变化, 在输液袋液体量为零时启动夹紧装置, 输液完成。本设计实现了输液过程的自动化及智能化。

1. 技术路线。

当输液工作开始, 首先系统自身进行初始化以清空上一位患者使用时遗留的数据。先用温度传感器检测室内环境温度是否小于37摄氏度, 如果是的话启动加热使温度达到37摄氏度。温度传感器始终处于工作状态, 实时监控环境温度, 使温度保持在37摄氏度恒定。完成温度的恒定后, 系统通过连续脉冲信号读取输液患者的脉搏数。另一路信号监测输液袋内余留液体的数量, 以红外传感器采集到的数据作为输入信号送入DSP芯片内, 每当有液体滴下就计数一次, 当信号计数为零时, 输液结束。 (1) 确定医用输液终端总体设计方案; (2) 完成医用输液监控装置设计的结构设计; (3) 确定并完成其硬件电路设计; (4) 根据控制要求, 利用DSP完成软件编程设计; (5) 设计并做出模拟系统; (6) 对模拟系统进行调试和检测。

2. 技术方案。

医用输液监控装置, 其特征在于, 包括壳体、DSP处理器、金属加热片、透明塑料膜、红外线传感器、温度传感器、稳压电源;壳体为空心结构, 在空心结构中能搁置输液袋或瓶;在壳体上设有DSP处理器, 在壳体空心结构内的下端设有金属加热片, 在壳体的外层覆盖有透明塑料膜;在透明塑料膜的表面设有红外线传感器和温度传感器, 红外线传感器和温度传感器设置在壳体的下端;DSP处理器分别与脉搏传感器、金属加热片、红外线传感器和温度传感器连接;稳压电源与DSP处理器、红外线传感器、温度传感器和金属加热片连接。壳体或是圆柱型或是扁平型的, 以适应输液瓶或输液袋的安装需求。在壳体的上端设有报警装置, 报警装置与DSP处理器连接。DSP处理器采用LF2407DSP处理器。本设计的优点在于: (1) 可以根据监测到的患者身体生理数据自动控制输液流速, 改变了医护人员凭经验对患者进行输液的方式, 也能防止患者自行改变输液速度的情况;避免输液流空形成空栓的情况, 能最大程度减少患者在输液时的不适感; (2) 具有智能化、自动化的特点, 使输液的过程更科学化、更人性化; (3) 可基于原有输液设施进行改造, 具有较高的实用性, 具有推广应用的前景。

3. 系统实施方案。

该装置主要由壳体、红外线传感器、温度传感器、透明塑料膜、脉搏传感器、夹紧装置、输液袋、DSP处理器、金属加热片、步进式执行器、报警装置、稳压电源等部分组成。

二、系统硬件设计

整个系统的主要部分包括DSP处理器、数据采集、数据存储、实时时钟芯片、数据通行接口及电源单元等;主板主要处理采集到的温度、脉搏、输液量的实时数据、记录和存储, 同时为整个系统提供实时时钟、电源检测和输出对外的信号, 如对超过设定值得报警及未带到设定温度值的加热。系统还提供人机交互功能, 即采集到的温度和输液袋内的液体容量能通过LCD显示电路显示在使用者面前;若采集到的数据显示未达到设定的37摄氏度, 则启动加热功能对输液袋进行加热, 当达到37摄氏度之后则停止加热, 加热功能的启动通过10号引脚向外输出信号, 使温度始终保持在37这一适宜人体的温度;系统还拥有报警指示灯, 当加热的温度超过37摄氏度时, 则报警指示灯闪烁, 提醒使用者温度过高, 报警信号通过9号引脚向外输出信号;输液袋内的液体容量在输液前就通过LCD显示电路显示在使用者面前, 开始输液后, 利用红外传感器检测每一滴液体的通过, 每通过一滴计数一次, 当输液结束计数值与设定值相等后输液过程自动结束。输液的全过程都能及时显示在使用者面前。

三、主程序流程

为了达到系统要实现的功能, 当输液工作开始的时候, 首先系统自身进行初始化以清空上一位患者使用时遗留的数据。先用温度传感器检测室内环境温度是否小于37摄氏度, 如果是的话启动加热使温度达到37摄氏度。温度传感器始终处于工作状态, 实时监控环境温度, 使温度保持在37摄氏度恒定。完成温度的恒定后, 系统通过连续脉冲信号读取输液患者的脉搏数。另一路信号监测输液袋内余留液体的数量, 以红外传感器采集到的数据作为输入信号送入DSP芯片内, 每当有液体滴下就计数一次, 当信号计数为零时, 输液结束。

四、安装与实验调试

1. 设计过程中前期工作。 (1) 解决各部分原理问题。 (2) 提出待解决问题。 (3) 准备电路图纸。

2. 硬件电路的调试。