基于可穿戴设备的无线组网输液监控系统

原创 面包板社区 2023-04-23 20:07

该设计分为七大部分,即stm32核心模块,电机驱动模块与LCD显示模块,注射液滴速度检测模块,湿度传感器模块,声光报警模块与按键控制模块。在stm32的配合下,配合另外6个部分共同完成了智能输液系统各项功能的实现。本设计利用硬件电路的几个部分来完成各个模块功能的实现,在实现的过程中也尽量提高硬件电路的可靠性和稳定性,保证整个电路的稳定性比较高。所述主电路包括红外监控电路、单片机控制电路等等、硬件驱动电路等等、数字显示电路和电机控制电路的设计等等。

系统硬件整体框图如下:


1、主控芯片模块设计

系统采用STM32F103C8T6单片机作为主控芯片,STM32F103C8T6凭借其众多的IO口资源在同类型单片机里具备独特的优势,这款微控制器由意法半导体公司(STstmicroelectronics)开发,基于M3核心,内置512K闪存,具备多种外设,例如ADC、SPI、USB等,最高的主频可以到72MHZ,同时低功耗,寿命长,受到众多编程人员的喜爱。具体实物图如下图所示:


其原理图如下:


2、电机驱动模块

电机驱动模块电路如下所示:


在该设计中,液滴的速度由五线制四相5V步进电机进行控制。驱动电机所需的大电流无法直接由GPIO控制。所以有必要在GPIO与电机间加入驱动电路来提高GPIO对电机转动的驱动能力。这里选用ULN2003。

ULN2003作为大电流驱动阵列主要用于单片机,智能仪表,PLC,数字输出卡和其他控制电路,可以对继电器和其他负载进行直接驱动。输入为5TTL电平、输出高达500mA/50V,其内部有7个硅NPN达林顿管。本电路具有以下特点:每对ULN2003 Darlington拉2.7K基极电阻即可在5V工作电压时将TTL与CMOS电路直接相连。

3、液面高度检测模块

系统采用红外管实现。所述接收管,发射管设置于输液瓶上预设警戒线处。当未达到警示液位时,由于液体对红外线的强烈吸收,接收管接收到的红外信号较弱,红外管被切断,输出低电平。当达到警示级时,接收管接收到的光强增大,红外接收管接通输出高电平,导致电平跳变。采用循环编程法检测液位,检测到跳位后产生报警。


4、注射液滴速检测模块

该部分采用红外光电开关来完成。在无液滴掉落情况下接收管收到的光强和输出电平均较高。当液滴落下后,落下的液滴对于红外线具有很强的漫反射,吸收以及部分散射作用,其接收强度也将随之产生很大的改变,从而造成输出电平偏低。此时光电装置的输出需要产生电平跳,可根据通过滴管的液滴计数来检测液滴。下落速度可以通过循环编程来检测。光斑测速采用红外光电传感器,即红外管。


5、LCD显示屏模块

该系统采用LCD1602进行温度,液滴数等参数的显示、日期、时间及其他资料。同时可通过按键设定不同的参数进行操作。一种工业字符型实用液晶显示设备——LCD1602型液晶显示器,其优点在于:

尺寸小,功耗低,有较好的显示效果等等,选用LCD1602,模块的功耗较小,显示效果明显,能够满足用户对各种显示场景要求,同时展示多种字符。在显示单个字符时,采用简单而有效的方法,将所有字符全部排列成一个整行或一列,然后再按顺序依次叠加起来。它能显示16*2个字符,不过,你可以选择另一种方式来显示32个字符的完整系列。所示字符类型可为数字、字母(包括大写字母和小写字母),甚至可作为特殊符号使用,还可作为用户定制字符使用。如果你希望把自己喜欢的字符全部或部分地展现在屏幕上,那么就需要另外购买一台显示器。LCD1602显示器也相对简单,控制原理简单,它的应用范围亦较为狭窄。它采用了一种特殊设计的液晶显示屏结构,使它能够在各种不同环境下使用,而且具有良好的性能价格比。显示器显示字符为网格组合,格子大小是5 x 7。如果要把所有这些字符全部显示出来就必须在屏幕上加一条横线,这就是显示所需的字体或字号。显示器数据传输方式也不算复杂。在输入时采用了“键盘输入”和“鼠标选择”两种方式。数据传输方式采用串行数据传输。实物如下图所示:

6、声光报警模块

告警模块,用于利用蜂鸣器报警。蜂鸣器为电子音响集成结构,由直流电压提供 电源 ,被广泛用于电脑,汽车电子设备,电话,定时器,打印机,复印机,报警器,电子玩具及其他电子产品作语音装置。若检测到滴速低于下限或高于上限且瓶内无水时,蜂鸣器报警。智能输液监控报警管理系统将传统的人工管理模式转变为智能管理模式,减轻护理人员的劳动强度,使传统输液实现了数字化、信息化、标准化和智能化。

7、按键控制模块

按键用于手动触发报警和调节滴速。用户可按下该按钮设置滴速阈值。当系统检测到滴速大于阈值时,将电机设置反向,模拟滴管压缩,降低滴速;否则,电机将向前转动,模拟滴管的松弛,增加滴速。

8、护士可穿戴设备模块设计

可穿戴设备:设计一个带有传感器和通信模块的可穿戴设备,用于监测输液的情况。传感器可以检测输液速率、液位、温度、压力等参数,并将数据传输到通信模块。通信模块可以使用蓝牙或Wi-Fi等协议,将数据传输到接收设备。

接收设备:接收可穿戴设备传输的数据,并对数据进行处理和分析。接收设备可以是智能手机、平板电脑或电脑,具备一定的计算能力和存储能力。接收设备需要安装相应的软件,用于接收和处理传感器数据。

作者:ZHUANG
https://mbb.eet-china.com/forum/topic/127451_1_1.html
本文为面包板社区原创未经本人允许,禁止转载





在面包板社区博客/论坛任何专区发布原创文章,并在发布文章时添加【原创奖励】标签,字数不限,文章通过社区评审,每月将获得现金奖励。

优秀原创文章要求:

1、文章条理清晰,非流水账堆积,非机翻

2、内容和电子行业相关,

3、多图,有代码,可提高打赏


活动时间:2023年全年

点击阅读原文,了解活动详情!

面包板社区 面包板社区——中国第一电子人社交平台 面包板社区是Aspencore旗下媒体,整合了电子工程专辑、电子技术设计、国际电子商情丰富资源。社区包括论坛、博客、问答,拥有超过250万注册用户,加入面包板社区,从菜鸟变大神,打造您的电子人脉社交圈!
评论 (0)
  • 二位半 5线数码管的驱动方法这个2位半的7段数码管只用5个管脚驱动。如果用常规的7段+共阳/阴则需要用10个管脚。如果把每个段看成独立的灯。5个管脚来点亮,任选其中一个作为COM端时,另外4条线可以单独各控制一个灯。所以实际上最多能驱动5*4 = 20个段。但是这里会有一个小问题。如果想点亮B1,可以让第3条线(P3)置高,P4 置低,其它阳极连P3的灯对应阴极P2 P1都应置高,此时会发现C1也会点亮。实际操作时,可以把COM端线P3设置为PP输出,其它线为OD输出。就可以单独控制了。实际的驱
    southcreek 2025-05-07 15:06 584浏览
  • 硅二极管温度传感器是一种基于硅半导体材料特性的测温装置,其核心原理是利用硅二极管的电学参数(如正向压降或电阻)随温度变化的特性实现温度检测。以下是其工作原理、技术特点及典型应用:一、工作原理1、‌PN结温度特性‌硅二极管由PN结构成,当温度变化时,其正向电压 VF与温度呈线性负相关关系。例如,温度每升高1℃,VF约下降2 mV。2、‌电压—温度关系‌通过jing确测量正向电压的微小变化,可推算出环境温度值。部分型号(如SI410)在宽温域内(如1.4 K至475 K)仍能保持高线性度。
    锦正茂科技 2025-05-09 13:52 289浏览
  • Matter协议是一个由Amazon Alexa、Apple HomeKit、Google Home和Samsung SmartThings等全球科技巨头与CSA联盟共同制定的开放性标准,它就像一份“共生契约”,能让原本相互独立的家居生态在应用层上握手共存,同时它并非另起炉灶,而是以IP(互联网协议)为基础框架,将不同通信协议下的家居设备统一到同一套“语义规则”之下。作为应用层上的互通标准,Matter协议正在重新定义智能家居行业的运行逻辑,它不仅能向下屏蔽家居设备制造商的生态和系统,让设备、平
    华普微HOPERF 2025-05-08 11:40 411浏览
  • 温度传感器的工作原理依据其类型可分为以下几种主要形式:一、热电阻温度传感器利用金属或半导体材料的电阻值随温度变化的特性实现测温:l ‌金属热电阻‌(如铂电阻 Pt100、Pt1000):高温下电阻值呈线性增长,稳定性高,适用于工业精密测温。l ‌热敏电阻‌(NTC/PTC):NTC 热敏电阻阻值随温度升高而下降,PTC 则相反;灵敏度高但线性范围较窄,常用于电子设备温控。二、热电偶传感器基于‌塞贝克效应‌(Seebeck effect):两种不同
    锦正茂科技 2025-05-09 13:31 265浏览
  • 随着智能驾驶时代到来,汽车正转变为移动计算平台。车载AI技术对存储器提出新挑战:既要高性能,又需低功耗和车规级可靠性。贞光科技代理的紫光国芯车规级LPDDR4存储器,以其卓越性能成为国产芯片产业链中的关键一环,为智能汽车提供坚实的"记忆力"支持。作为官方授权代理商,贞光科技通过专业技术团队和完善供应链,让这款国产存储器更好地服务国内汽车厂商。本文将探讨车载AI算力需求现状及贞光科技如何通过紫光国芯LPDDR4产品满足市场需求。 车载AI算力需求激增的背景与挑战智能驾驶推动算力需求爆发式
    贞光科技 2025-05-07 16:54 230浏览
  • 后摄像头是长这个样子,如下图。5孔(D-,D+,5V,12V,GND),说的是连接线的个数,如下图。4LED,+12V驱动4颗LED灯珠,给摄像头补光用的,如下图。打开后盖,发现里面有透明白胶(防水)和白色硬胶(固定),用合适的工具,清理其中的胶状物。BOT层,AN3860,Panasonic Semiconductor (松下电器)制造的,Cylinder Motor Driver IC for Video Camera,如下图。TOP层,感光芯片和广角聚焦镜头组合,如下图。感光芯片,看着是玻
    liweicheng 2025-05-07 23:55 503浏览
  • 这款无线入耳式蓝牙耳机是长这个样子的,如下图。侧面特写,如下图。充电接口来个特写,用的是卡座卡在PCB板子上的,上下夹紧PCB的正负极,如下图。撬开耳机喇叭盖子,如下图。精致的喇叭(HY),如下图。喇叭是由电学产生声学的,具体结构如下图。电池包(AFS 451012  21 12),用黄色耐高温胶带进行包裹(安规需求),加强隔离绝缘的,如下图。451012是电池包的型号,聚合物锂电池+3.7V 35mAh,详细如下图。电路板是怎么拿出来的呢,剪断喇叭和电池包的连接线,底部抽出PCB板子
    liweicheng 2025-05-06 22:58 661浏览
  • 在过去的很长一段时间里,外卖市场呈现出美团和饿了么双寡头垄断的局面。美团凭借先发优势、强大的地推团队以及精细化的运营策略,在市场份额上长期占据领先地位。数据显示,截至2024年上半年,美团外卖以68.2%的市场份额领跑外卖行业,成为当之无愧的行业老大。其业务广泛覆盖,从一线城市的繁华商圈到二三线城市的大街小巷,几乎无处不在,为无数消费者提供便捷的外卖服务。饿了么作为阿里本地生活服务的重要一环,依托阿里强大的资金和技术支持,也在市场中站稳脚跟,以25.4%的份额位居第二。尽管市场份额上与美团有一定
    用户1742991715177 2025-05-06 19:43 122浏览
  • 文/郭楚妤编辑/cc孙聪颖‍相较于一众措辞谨慎、毫无掌舵者个人风格的上市公司财报,利亚德的财报显得尤为另类。利亚德光电集团成立于1995年,是一家以LED显示、液晶显示产品设计、生产、销售及服务为主业的高新技术企业。自2016年年报起,无论业绩优劣,董事长李军每年都会在财报末尾附上一首七言打油诗,抒发其对公司当年业绩的感悟。从“三年翻番顺大势”“智能显示我第一”“披荆斩棘幸从容”等词句中,不难窥见李军的雄心壮志。2012年,利亚德(300296.SZ)在深交所创业板上市。成立以来,该公司在细分领
    华尔街科技眼 2025-05-07 19:25 474浏览
  • 飞凌嵌入式作为龙芯合作伙伴,隆重推出FET-2K0300i-S全国产自主可控工业级核心板!FET-2K0300i-S核心板基于龙芯2K0300i工业级处理器开发设计,集成1个64位LA264处理器,主频1GHz,提供高效的计算能力;支持硬件ECC;2K0300i还具备丰富的连接接口USB、SDIO、UART、SPI、CAN-FD、Ethernet、ADC等一应俱全,龙芯2K0300i支持四路CAN-FD接口,具备良好的可靠性、实时性和灵活性,可满足用户多路CAN需求。除性价比超高的国产处理器外,
    飞凌嵌入式 2025-05-07 11:54 99浏览
  • 文/Leon编辑/cc孙聪颖‍《中国家族企业传承研究报告》显示,超四成“企二代” 明确表达接班意愿,展现出对家族企业延续发展的主动担当。中国研究数据服务平台(CNRDS)提供的精准数据进一步佐证:截至 2022 年,已有至少 280 家上市家族企业完成权杖交接,其中八成新任掌门人为创始人之子,凸显家族企业代际传承中 “子承父业” 的主流模式。然而,对于“企二代” 而言,接棒掌舵绝非易事。在瞬息万变的商业环境中,他们既要在白热化的市场竞争中开拓创新、引领企业突破发展瓶颈,又需应对来自父辈管理层的经
    华尔街科技眼 2025-05-06 18:17 51浏览
  • UNISOC Miracle Gaming奇迹手游引擎亮点:• 高帧稳帧:支持《王者荣耀》等主流手游90帧高画质模式,连续丢帧率最高降低85%;• 丝滑操控:游戏冷启动速度提升50%,《和平精英》开镜开枪操作延迟降低80%;• 极速网络:专属游戏网络引擎,使《王者荣耀》平均延迟降低80%;• 智感语音:与腾讯GVoice联合,弱网环境仍能保持清晰通话;• 超高画质:游戏画质增强、超级HDR画质、游戏超分技术,优化游戏视效。全球手游市场规模日益壮大,游戏玩家对极致体验的追求愈发苛刻。紫光展锐全新U
    紫光展锐 2025-05-07 17:07 357浏览
我要评论
0
0
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦