- 相關(guān)推薦
電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)論文開題報(bào)告
開題報(bào)告是寫畢業(yè)論文的第一個(gè)任務(wù)，其作用是闡述論文選題依據(jù)以及講述初步構(gòu)思的實(shí)驗(yàn)思路，以下是小編搜集整理的電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)論文開題報(bào)告，歡迎閱讀參考。
題 目： 基于單片機(jī)的輸液監(jiān)護(hù)器的設(shè)計(jì)
1文獻(xiàn)綜述
1.1 本課題的意義
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和�；钏降奶岣�，人們對(duì)各種醫(yī)療產(chǎn)品性能要求也越來越高。在傳統(tǒng)的輸液過程中存在著輸液過程中需要人工監(jiān)護(hù)，輸液速度不精確等弊端。輸液精度得不到可靠保證，因此需要一種自動(dòng)輸液監(jiān)護(hù)系統(tǒng)以滿足人們的需求[1]。
輸液是當(dāng)前治療疾病的最基本的醫(yī)療方法之一，醫(yī)院在對(duì)病人進(jìn)行輸液治療過程中，需要根據(jù)輸液的藥物和患者的病情選擇合適的靜脈輸液滴流速度。目前對(duì)靜脈輸液的監(jiān)控普遍采用人工方式，由護(hù)士根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，將滴速調(diào)至合適值。當(dāng)液體輸完時(shí)，如床旁無陪護(hù)或醫(yī)護(hù)人員未及時(shí)換藥或拔針頭，將會(huì)出現(xiàn)空氣進(jìn)入血管內(nèi)形成空氣栓塞、凝血堵針頭等情況[2]。為此患者家屬需要陪同病人并且不斷地觀察輸液情況，這樣容易導(dǎo)致交叉感染，患者也得不到良好的休息，影響治療質(zhì)量和患者康復(fù)。同時(shí)，護(hù)士也需要不停地巡視病房，增加工作負(fù)荷，有時(shí)還會(huì)產(chǎn)生醫(yī)療糾紛。為了提高輸液過程的安全性和降低輸液過程中的勞動(dòng)強(qiáng)度，提出了基于單片機(jī)和藍(lán)牙無線通信技術(shù)的自動(dòng)輸液監(jiān)護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[3]。
因此針對(duì)目前國內(nèi)醫(yī)院在輸液監(jiān)控方面的缺陷，設(shè)計(jì)了一種基于光電檢測(cè)和藍(lán)牙無線傳輸?shù)谋O(jiān)護(hù)系統(tǒng)。系統(tǒng)從站以AT89C51單片機(jī)為核心對(duì)輸液監(jiān)控儀器進(jìn)行設(shè)定并對(duì)輸液過程進(jìn)行監(jiān)控[4]。在監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的傳輸過程中采用藍(lán)牙技術(shù)，消除了電纜連接，增加了監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的小型性和便攜性。該系統(tǒng)不僅可以應(yīng)用在輸液監(jiān)控管理中，還可以適當(dāng)改造應(yīng)用于其他領(lǐng)域，如醫(yī)院其他監(jiān)控管理和小區(qū)安全網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，具有重要的實(shí)用價(jià)值[5]。
1.2 國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r
國外對(duì)智能型輸液裝置的研究較早，如日本、美國和德國等國家上世紀(jì)八十年代末就進(jìn)行了智能型輸液裝置的研制。早在幾年前，發(fā)達(dá)國家許多住院床位就已經(jīng)配備了輸液泵。輸液泵是一種多功能輸液控制器，能夠較為精確地控制輸液速度，并實(shí)現(xiàn)輸液阻塞、氣泡混入和輸液完成報(bào)警[6]。我國只是在一些大醫(yī)院才有部分配備，且大多是國外產(chǎn)品，類型多樣，性能較好，如日本JMS株式會(huì)社的OT.601型輸液泵(控制精度為10%)和SP一500型注射泵，美國、德國、以色列等國家也有性能較好的產(chǎn)品。但是價(jià)格普遍比較昂貴，在兩萬元人民幣左右，使大部分三級(jí)甲等以下醫(yī)院望塵莫及。國內(nèi)對(duì)輸液裝置的研制起步較晚，大都在九十年代中期開始研究，市場(chǎng)上也有一些國產(chǎn)輸液裝置，如北京科力豐高科技發(fā)展有限責(zé)任公司的ZNB系列產(chǎn)品[7]。不過總體來說其功能也只是側(cè)重于精確輸液控制，種類較少，性能也需改進(jìn)，加上不菲的價(jià)格，所以也只能是和進(jìn)口輸液泵爭(zhēng)一點(diǎn)市場(chǎng)份額，未能在各級(jí)醫(yī)院大面積的推廣普及。由于規(guī)范操作下，輸液阻塞、氣泡混入是可以避免的，因此輸液速度的控制和輸液完成報(bào)警成為了人們更為關(guān)心的問題[8]。而且輸液完成報(bào)警器的研制也成為近年來的一個(gè)熱門課題，根據(jù)前年對(duì)國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利信息的查詢，已有67種輸液完成報(bào)警器專利技術(shù)，但由于各專利技術(shù)或多或少都存在著這樣或那樣的缺陷，諸如安全性、可靠性、成本及可操作性等問題，致使真正轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的專利并不多。作為一種醫(yī)療器械，安全性、可靠性是基礎(chǔ)，作為一種只有普及到每一位輸液病人才有實(shí)際意義的產(chǎn)品，使用方便和足夠低的價(jià)格又是一種基本要求，所以，這種產(chǎn)品即便安全性、可靠性得到了充分保證，但如果沒有簡(jiǎn)便的操作和足夠低的價(jià)格作支撐，想要順利推廣也是不可能的[9]。
我國是世界上擁有醫(yī)院最多的國家，具有龐大的消費(fèi)群體。近幾年來，由于政府的支持，醫(yī)療器械發(fā)展迅速。醫(yī)療器械是壁壘較高的行業(yè)，并且屬于國家重點(diǎn)鼓勵(lì)發(fā)展的行業(yè)。按照原國家經(jīng)貿(mào)委指定的《醫(yī)療器械行業(yè)“十五”發(fā)展規(guī)劃》，到2010年我國醫(yī)療器械總產(chǎn)值將達(dá)到1000億元，在世界醫(yī)療器械市場(chǎng)上的份額將占到5%;到2050年這一份額將達(dá)到25%，成為世界一流的醫(yī)療器械制造強(qiáng)國[10]。
1.3 未來發(fā)展趨勢(shì)
靜脈輸液是臨床醫(yī)學(xué)中的一個(gè)重要的治療手段和醫(yī)學(xué)監(jiān)護(hù)的一項(xiàng)重要內(nèi)容，在各個(gè)醫(yī)院的醫(yī)療工作中被廣泛應(yīng)用，據(jù)統(tǒng)計(jì)住院輸液率為70%～80%。它不僅是一種重要的給藥途徑，而且還是給患者補(bǔ)充體液、營養(yǎng)的重要方法。在輸液過程中，輸液速度是一個(gè)很重要的參數(shù)，一般要根據(jù)患者年齡、病情和藥物種類等因素來分別確定[11]。同時(shí)，在靜脈輸液過程中，必須有人陪護(hù)，以防鼓包等事故發(fā)生，尤其對(duì)術(shù)后幾乎需要24小時(shí)不問斷輸液的患者的監(jiān)護(hù)，更是讓護(hù)理者身心憔悴[12]。當(dāng)護(hù)理者發(fā)生困倦時(shí)，極易發(fā)生事故。通過調(diào)查得知，目前幾乎所有醫(yī)院因種種原因仍沒有采用輸液監(jiān)控系統(tǒng)，而是采用傳統(tǒng)的輸液方法，即將液體容,器掛在一定高度，利用液體靜壓原理與大氣壓的作用使液體下滴，將大量滅菌藥液直接滴入靜脈內(nèi)，從而達(dá)到治療目的。用軟管夾對(duì)軟管夾緊和放松控制滴速，醫(yī)護(hù)人員按藥劑特性對(duì)滴速進(jìn)行控制。由于這種滴速控制是通過肉眼觀察進(jìn)行估計(jì)的，需要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來調(diào)節(jié)，使得點(diǎn)滴流速不夠準(zhǔn)確，影響了治療效果，以至危害病人健康。當(dāng)液體輸完時(shí)，如床旁無陪護(hù)或醫(yī)護(hù)人員未及時(shí)換藥或拔針頭，將會(huì)出現(xiàn)回血等情況[13]。為此患者家屬需要陪同病人并且不斷地觀察輸液情況，這樣容易導(dǎo)致交叉感染，患者也得不到良好的休息，影響治療質(zhì)量和患者康復(fù)。同時(shí)，護(hù)士也需要不停地巡視病房，增加工作負(fù)荷，有時(shí)還會(huì)產(chǎn)生醫(yī)療糾紛。基于以上情況，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一種智能輸液監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)治療過程采用自動(dòng)化監(jiān)控和管理是發(fā)展的必然趨勢(shì)[14]。
參考文獻(xiàn)
1. 孫守軍,吳 凱,吳效明.基于藍(lán)牙技術(shù)的無線移動(dòng)監(jiān)護(hù)系統(tǒng)[J].中國醫(yī)療器械雜志,2006,30(5):349-351.
2. 陳曉紀(jì),任永昌,姚 遠(yuǎn).藍(lán)牙無線通信技術(shù)在醫(yī)療監(jiān)護(hù)中的應(yīng)用[J].微計(jì)算機(jī)信息,2008,6(2):244-245.
3. 求是科技.單片機(jī)通信技術(shù)與工程實(shí)踐[M].北京:人民郵電出版社,2008.
4. 周凱.電子電路設(shè)計(jì)與應(yīng)用[M].北京:電子工業(yè)出版社,2005.
5. 周平,伍云輝.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)[M].成都:電子科技大學(xué)出版社,2004.
6. 江勇，馬琨.基于AT89C51的輸液遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的研究[M].昆明：昆明理工大學(xué)出版社，2007.
7. 崎艷芳.輸液速度自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].衛(wèi)生職業(yè)教育2008(16)：151～153.
8. 霍利鋒，白鳳娥.分布式輸液監(jiān)控系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[M].太原：太原理工大學(xué)出版社，2007.
9. 曹海建 龐英. 靜脈輸液制動(dòng)控制裝置的設(shè)計(jì)[J].青島大學(xué)學(xué)報(bào)(工程技術(shù)版)2004.6(2)：89～90.
10. 楊欣宇，劉正亮.基于AT89C51的液體點(diǎn)滴速度監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].齊齊哈爾大學(xué)學(xué)報(bào).2005,21(1)：55～57.
11. AlnyJ.Murtha.ThedevelopmentofaCofigurationeontrolT001.Maryland 2007.6.
12. Allen W.Scott.RF Measurements for Cellular Phones and Wireless DataSystems.Wiley-IEEE Press，2008.
13. N. Sparrow, Bluetooth and Medical Devices: Vital Signs AreRobust, MedicalDevicelink,2002,http://www.devicelink.com/mpmn/archive/02/04/010.html, Feb. 22, 2003.
14. Allen W.Scott.RF Measurements for Cellular Phones and Wireless DataSystems.Wiley—IEEE Press，2008.
2.本課題要研究或解決的問題和采用的研究手段及途徑。
2.1 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求
1)要求：
用單片機(jī)監(jiān)視并控制輸液器的輸液速度，各個(gè)相關(guān)參數(shù)由LED動(dòng)態(tài)顯示，并能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的掉電保護(hù)和電腦的集中監(jiān)控。
�、賳纹瑱C(jī)系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確地設(shè)定輸液器的輸液速度，并通過光電開關(guān)傳感器檢測(cè)輸液器的輸液速度，在LED顯示器上顯示出來，在速度過快、過慢或停止時(shí)予以報(bào)警。
�、趩蝹�(gè)輸液器的輸液情況可以通過無線通訊的方式傳送給電腦，監(jiān)控電腦能監(jiān)測(cè)并設(shè)定輸液器的輸液速度。
③監(jiān)測(cè)參數(shù)由LED動(dòng)態(tài)顯示。
④實(shí)現(xiàn)測(cè)量參數(shù)的掉電保護(hù)。
�、轀y(cè)量和控制的誤差范圍為：<10%。
�、薏捎秒姵刈鳛楣╇婋娫矗牡�，體積小，重量輕，使用方便。此外還要求安全可靠，計(jì)量準(zhǔn)確，適應(yīng)實(shí)際應(yīng)用的要求。
2)設(shè)計(jì)內(nèi)容
�、俑鶕�(jù)設(shè)計(jì)要求確定系統(tǒng)中輸入/輸出信號(hào)的種類、數(shù)量和特點(diǎn)。
�、诖_定CPU的選型與硬件的接口等的配置。
�、圻M(jìn)行硬件的設(shè)計(jì)，主要是整個(gè)系統(tǒng)的電路原理圖的繪制和對(duì)應(yīng)的PCB板的布線設(shè)計(jì)。
④進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，根據(jù)控制要求編寫控制系統(tǒng)的控制程序和監(jiān)控程序。
�、堇L制電氣原理圖和接線圖。
2.2 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案
輸液監(jiān)控系統(tǒng)以AT89C51單片機(jī)為中心，單片機(jī)需要電源電路、復(fù)位電路、振蕩電路來保證其正常工作。系統(tǒng)的默認(rèn)速度設(shè)定值為60滴/min，可以通過鍵盤來修改設(shè)定值。采集裝置通過光電開關(guān)傳感器對(duì)速度進(jìn)行檢測(cè)，并以電信號(hào)的形式傳給單片機(jī)，經(jīng)運(yùn)算、分析、處理后單片機(jī)將數(shù)據(jù)傳給LCD顯示模塊，實(shí)現(xiàn)輸液速度的顯示。通過對(duì)設(shè)定值和實(shí)際值的比較來控制電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)輸液器上的控制齒輪上升下降，達(dá)到控制輸液速度的目的。另外，當(dāng)采集裝置通過光電開關(guān)傳感器檢測(cè)到的速度值過低或過高時(shí)，直接起動(dòng)聲報(bào)警裝置。若聲報(bào)警持續(xù)1min后無人復(fù)位，則由單片機(jī)發(fā)出信號(hào)控制電動(dòng)機(jī)，使輸液器上的小滑輪處于無液滴滴出的狀態(tài)，這樣可以大大提高輸液的安全性。采用nRF905無線通信芯片把主站和多個(gè)從站連接成一個(gè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)主機(jī)與從機(jī)的遠(yuǎn)程通信，即遠(yuǎn)程控制。
2.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)途徑
設(shè)計(jì)采用光電檢測(cè)與單片機(jī)控制，通過藍(lán)牙無線傳輸實(shí)現(xiàn)對(duì)病人輸液過程的控制。其主要功能是：⑴設(shè)定輸液的速度與輸液的時(shí)間;⑵通過藍(lán)牙遠(yuǎn)程監(jiān)控輸液的速度;⑶當(dāng)輸液臨近結(jié)束或在輸液過程中出現(xiàn)異常時(shí)發(fā)出警報(bào);⑷采用分布式主、從站設(shè)計(jì)對(duì)各輸液過程進(jìn)行集中管理和控制。
系統(tǒng)主要分為兩大部分：⑴主站(監(jiān)控中心)，由PC機(jī)和藍(lán)牙設(shè)備組成，收集各從站的實(shí)時(shí)信息，進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控及報(bào)警，同時(shí)通過數(shù)據(jù)庫了解病人的基本信息。⑵從站(指多個(gè)分站)，由單片機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成，完成對(duì)某一具體輸液過程的控制。它包括：鍵盤與顯示模塊、滴速檢測(cè)模塊、滴速控制模塊、聲光報(bào)警模塊及藍(lán)牙傳輸模塊。
【電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)論文開題報(bào)告】相關(guān)文章：
電氣工程及其自動(dòng)化畢業(yè)論文開題報(bào)告10-17
電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告06-20
電氣工程專業(yè)畢業(yè)論文開題報(bào)告10-21
自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)論文開題報(bào)告09-06
電氣工程及其自動(dòng)化畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告03-09