基于GSM模块的输液报警器

基于GSM模块的输液报警器

在医院输液时存在一些隐患，当患者在医院吊瓶输液的时候，对于一些高龄、视力障碍、无陪护人员的患者输液时一般需要有人在旁边看护着，以免发生药品输完血液倒流的危性。为了解决输液时要时刻盯着输液瓶，我们研究了基于GSM模块的输液报警器。通过红外发射接收装置测试，输液时，报警器处于监控状态；当靠近瓶口的输液管内液体输完时，发射光线因折射率改变落在接收管上，接收管将收到的光信号转变成电信号送到单片机，单片机通过GSM模块给医护人员预留的电话号码发送短信报警通知，并语音播报“xxx号床输液完毕”，及时提醒到医护人员去给患者拔针或者更换液体。基于GSM模块的输液报警器体积小、重量轻，不仅可以单独使用，还可以在医护管理中心集中使用。
1研究的背景及意义
静脉输液是现代医疗临床最常用的医疗手段之一，医疗安全问题更离不开科学[1]。在医院输液时也存在一些隐患，当患者在医院吊瓶输液的时候，对一些高龄，视力障碍，无陪护人员身体虚弱的患者输液时一般需要有人在旁边看护着，以免发生药品输完血液倒流的危性。越来越快的生活节奏使得很多人们都不重视自己的健康，生病的人也越来越多，各个地方的人也更倾向到城市的大医院去看病，从而导致医院座无虚席，医护人员也不能及时的照看到每一个病人，患者需要一直关注点滴的情况，在瓶内药品即将滴完时也有可能因为身体不方便没有及时通知到医院的工作人员，导致事故的发生。
2输液报警器的历史现状
早期的输液报警器原理大多是利用光电非接触式探测药滴的动态，触发电路工作。换句话说就是在吊瓶上或者在莫菲式滴管上装光电转换设备，在输液完成之后会触发电路产生电信号，但这样设计会出现一些问题。第一，报警器需要夹在瓶子或莫菲式滴管上，更换液体药品和瓶子的时候比较麻烦；第二，想要反复使用，但吊瓶大小不一，还有些是袋装的液体，不适用所有的输液药品[2]。还有一种是利用称重原理，根据药品输完瓶子重量减少判断输液完成，但其准确性和适应性不高。
与现有的装置对比：我们研究的是红外发射接受装置，检测红外发射光线在瓶口输液管内液体输完后，介质改变导致折射率发生变化，光线准确的落在接收管上，执行导通电路，确定输液完成，通过语音播放和发短信的方式通知医护人员拔针。在不浪费药品的情况下又准确及时的报警。红外输液报警器在安全和实用性方面占领先地位[3].
3当前市场状况及市场前景分析
目前国内外对输液报警的研究已经有了一定的进展，并且已经开发出了一些新的产品。由于其体积小、重量轻、抗干扰能力强、环保要求低、价格低廉、可靠性高、灵活性好、开发方便等特点，被许多大型医院引进[4]。通过对红外光电的自动控制，降低了医务人员和护士的劳动强度，并在一些大型医院中使用。
输液报警器具有广阔的市场前景，能产生较大的社会效益。目前医院的现状一般是患者多，护士少，一些大型医院一位护士需要同时照顾几十张病床，繁重的工作给医务人员带来了沉重的负担。同时，大多数患者需要家人陪伴等待输液，或者医疗陪护人员在旁不断监控输液，所以浪费了很多不必要的时间和金钱，而且一个微小的疏忽会导致血液的回流，如果没有及时发现而延误治疗，这将导致输血医疗事故。基于GSM模块的输液报警器的发展是为了解决这个问题。据统计，全国有超过16000家医院在县级以上，平均病床数量在800到1200床，另外在急救诊所和重症监护病房里也有大量的输液需求。据估计，每家医院平均有800名患者，约85%的病人需要进行输液治疗，而全国大约有850万人接受输血。我们每个医院至少需要700个输液报警器[5]。可见，国内输液报警器的需求非常大，具有非常广阔的市场前景。
4系统软件调试
软件调试是在进行软件测试成功之后才开始的工作，调试的目的是进一步诊断和改正程序中潜在的错误。调试有很多方法，这里使用的是强行排除法。打印内存变量的值。在执行程序时，通过打印内存变量的数值，将该数值同预期的数值进行比较，判断程序是否执行出错[15]这种方法只对小程序使用，复杂的程序操作起来十分繁琐。
在程序关键分支处设置断点，如弹出提示框。这种方法对于弄清多分支程序的流向很有帮助，可以很快锁定程序出错发生的大概位置范围。
使用编程软件的调试工具，通常使用编程软件有Keil开发环境都有调试功能。首先单片机进行初始化调试，调试成功后将SIM900A模块的程序下载到单片机中，发送AT指令之后看单片机能否收到succeed返回值，如果收到了，则调试成功，若没有收到，则需要找出问题所在，经过不断调试，直到成功。然后对语音模块进行调试，将程序下载到单片机中，看是否能将语音段连续读出，如果程序调试过没有问题，也有可能是元器件损坏，需要进一步检查硬件设施。
5系统硬件调试
装置的硬件调试包括逻辑错误和电源故障。逻辑错误是指模块在制作过程中的错线、短路、虚焊、漏焊等几种现象，其中短路是最常见的故障；还有元件故障，元件失效包括两个部分：一是元件本身的已经损坏或者性能参数没有达到要求；二是元件在组装过程中造成损坏，比如二极管的两引脚正负极装反等等[14]。电源故障指在电压过高的情况下开电，导致元器件烧坏。调试过程中在开电之前，利用万用表等工具，检查个引脚的极性，要仔细检查装置的线路部分，并且核对元件的型号和规格，安装是否符合要求，还有电源的走线。仔细测量各电的点位是否达到要求，尤其要注意?纹?机上插座的各点电位是否正常。检查确定没有问题之后，开电进行调试，有些硬件故障需要联机调试才能排除。通电后执行读写指令，对报警装置的存储器、IO接口进行读写操作和逻辑检查等，利用示波器观察输出波形，通过对波形的观察分析，确定是否有故障并进行排除[16]。
红外接收管上露出的位置很重要，必须是输液管内无液体时，发射光落在接收管的位置，需要反复实验调试才能够确定具体位置。
参考文献：
[1]田辉勇，王丽.一种全新的微计算机输液报警器[J].医疗卫生设备，2001，06.
[2]黄海波，罗远玉.电子输液报警器的研制与临床应用[J].华夏医学.2003.16（6）：899.
[3]李韶，余学飞.基于单片机的输液监控系统设计[J].医疗设备信息，2006，06.
[4]陈海宴.51单片机原理及应用[M].北京：北京航空航天大学出版社2010.