基于ZigBee的无线输液监控方案

D单片机检测传给无线发送模块。

3）无线传输模块

采用CC2500ZigBee模块，CC2500是一款低成本、低功耗、高性能的无线收发芯片。其工作频段为2.4GHz的ISM频段；具有良好的无线接收灵敏度和强大的抗干扰能力；在休眠模式时仅0.9？？A的流耗，外部中断或RTC能唤醒系统；在待机模式时少于0.6？？A的流耗，外部中断能唤醒系统；硬件支持CS-MA/CA功能；电压为（1.8～3.6）V;在传输模式下，当输出功率为-12dBm时，电流消耗为12mA.CC2500的接收器敏感度为-101dBm（在10kbps时）；最大输出功率为0dBm，数据速率可在（1.2～500）kbps之间变化；带有2个强大的支持几组协议的USART，以及1个MAC计时器、1个常规的16位计时器和2个8位计时器。

系统工作原理：当传感器测试到液体存量信号和点滴速度时，由无线传输模块把信息发送至监控中心，由监控中心对这些数据进行计算处理。根据预先设定的有关规则（例如：设定液体存量为多少时报警，提醒医生执行医护措施），将这些数据转换为适当的报警动作指标，相应地发出报警。医护人员根据监控系统提示进行操作。

3　软件流程

系统的软件由数据采集端和数据接收端程序组成，均包括初始化程序、发射程序和接收程序。初始化程序主要是对单片机、射频芯片、SPI等进行处理；发射程序将建立的数据包通过单片机SPI接口送至射频发生模块输出；接收程序完成数据的接收并进行处理。接收端软件流程如图4所示，数据采集端软件流程如图5所示。

　　图4　接收端软件流程图

　　图5　数据采集端软件流程图4　调试与测试

4.1　调试

1）硬件调试

储液液面检测电路的调试。调试时，液滴滴下，液面水位降低，传感电容值减小，当液面降到警戒值时，传感电容数值经电容/电压转换后得到对应的电压值，根据电压值调节电位器以调整回差比较器限值。点滴速度检测及控制电路的调试。用秒表人工测量点滴速度，与预先设定的点滴速度比较，若误差在指定的范围外则用反复实验的方法改变软件算法所设参数来控制液滴的流速。

2）软件调试

软件系统很大，调试比较复杂。须通过仿真机来调试，采取的是自下而上的调试方法，即单独调试好每个模块，然后再连接成一个完整的系统调试，成功后下载到单片机统调。

3）软硬联调

软件和硬件之间的联系紧密，硬件测量完毕后，将数据送单片机分析、计算、控制。

4.2　指标测试

1）点滴速度测试

通过主机和终端节点设定滴数，用两个秒表定时，一个秒表用于测定每分钟滴数，另一个秒表用于测定系统达到预定滴速并稳定的时间，见表1.

2）通信系统测试

采用主机与终端的多级半双工通信，完成主机对终端节点的监测和控制功能。开机时，终端设定终端号，主机对各终端进行查询，如果在规定的时间无响应，则认为终端为关闭状态，见表2～表5.

根据测试所得数据分析本系统，可在设定范围（20～150）滴/min内对点滴速度进行控制，各种情况下的系统稳定时间均小于3s;同时，系统主机终端通信功能正常。

5　结论

基于ZigBee技术的医疗输液无线监控系统，可以准确地采集输液吊瓶液体存量信息，并通过无线传输至监控系统，实现对患者的实时监控。一个功能完善，基于ZigBee技术的无线医疗监控系统将得到推广和应用。具有低功耗和低成本的独特优势的ZigBee系统将会在不远的将来取得更大的发展。