基于FPGA的智能输液装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种基于FPGA的智能输液装置，包括电源电路和FPGA最小系统，FPGA最小系统分别与点滴速度检测电路、按键部分电路、LCD显示电路、报警电路和GSM通信电路相连接，报警电路与GSM通信模块相连接；电源电路分别与FPGA最小系统、点滴速度检测电路、LCD显示电路、报警电路和GSM通信电路相连接。该智能输液装置以 FPGA 为控制器，光纤传感器为点滴速度检测机构，容栅传感器检测余液体积，为了安全和方便，利用 RS485总线增设了语音（短信）通信和输液完成自动报警等功能，集输液控制、显示、报警、语音通信等多种功能为一体，实现智能输液，满足医疗以及病人的需求。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于医疗输液装置
，涉及一种智能医疗装置，尤其涉及一种基于FPGA的智能输液装置。
技术介绍
输液系统装置是医疗领域使用率较高的一种医疗手段。对医疗机构进行调查就会发现:大部分的输液装置在治疗过程中都靠人工进行观察监控。这种主要依靠人工运行的输液系统对人类有着巨大的贡献，但是该输液系统存在一定的不足和缺陷:首先对于输液速度和液体流量来说主要陪护人员通过肉眼进行观察，然后通过调节输液器上的滑轮进行调节。而人的生理机能和周围的环境处在变化之中，所以输液速度和液体流量是一个很难把握的值；其次陪护人员不可能时时刻刻都在病人身边，这就有可能给患者和医护人员造成不便和麻烦，严重的就会对患者造成身体上的危害。近年来，FPGA技术得到了飞速的发展，并且应用于计算机通信、智能家居、国防、军事、智能交通等各个方面，为智能输液装置发展与进步提供了有效地途径与方法。无论是从国家的政策方针上还是从人民的根本利益是上来看，提高医疗系统的科学技术水平是重中之重。虽然在智能输液系统方面有了一定的发展，但是逻辑简单，设备大型，先进性不够，利用率低等不足之处仍然存在。使得智能输液系统不能大力推广。FPGA技术使各方面更朝着能耗低、体积小、资源利用率高的趋势发展。
技术实现思路
本技术的目的是针对现有医疗设备装置的缺点，提供一种无线、低功耗、低成本的基于FPGA的的智能输液装置。为实现上述目的，本技术所采用的技术方案是:一种基于FPGA的智能输液装置，包括电源电路和FPGA最小系统，FPGA最小系统分别与点滴速度检测电路、按键部分电路、LCD显示电路、报警电路和GSM通信模块相连接，报警电路与GSM通信模块相连接；电源电路分别与FPGA最小系统、点滴速度检测电路、LCD显示电路、报警电路和GSM通信模块相连接。本技术智能输液装置以FPGA为控制器(中央处理器)，采用光纤传感器作为点滴速度检测机构，容栅传感器检测余液体积。为了安全和方便，利用RS485总线增设了语音(短信)通信和输液完成自动报警等功能，集输液控制、显示、报警、语音通信等多种功能为一体，实现智能输液，满足医疗以及病人的需求。该智能输液装置具有如下特点:I)将FPGA技术应用于智能输液装置，只需要对FPGA芯片进行调节就可以实现对于整个系统的运行，可以大大降低成本，便于实施应用。2)采用RS485总线和中继器拓展网络，不仅可以与互联网相连接，方便信息的储存，而且还可以实现一个主机带多个从机，即一台PC机可以监控多台下位机，主从机之间进行数据传输，实现了多机通信。既有利于降低成本，又方便整理分析信息和数据。3)能记忆和存储患者当前输液数据，还可对患者基本信息、就诊史、药物资料等进行管理，实现了医院一体化和人性化管理；4)集GSM通信模块、IXD显示装置以及报警模块于一体，可以随时了解输液装置的相关信息，还可以通过报警模块对于出现的问题及时处理，大大降低了医疗事故的发生。【附图说明】图1是本技术智能输液装置的结构示意图。图2是本技术智能输液装置中FPGA最小系统的示意图。图3是本技术智能输液装置中点滴速度检测电路的示意图。图4是图2所示点滴速度检测电路中A/D转换电路的示意图。图5是本技术智能输液装置中按键部分电路的示意图。图6是本技术智能输液装置IXD显示电路的示意图。图7是本实用智能输液装置的GSM通信电路中外围电路的示意图。图8是本实用智能输液装置中报警电路的示意图。图9是本实用智能输液装置中电源电路的示意图。图10是本技术检测系统的流程图。图1中:1.点滴速度检测电路，2.按键部分电路，3.1XD显示电路，4.FPGA最小系统，5.报警电路，6.GSM通信模块，7.电源电路，8.移动通信装置。【具体实施方式】下面结合附图和【具体实施方式】对本技术进行详细说明。如图1所示，本技术智能输液装置，包括电源电路7和FPGA最小系统4，FPGA最小系统4分别与点滴速度检测电路1、按键部分电路2、LCD显示电路3、报警电路5和GSM通信模块6相连接，报警电路5与GSM通信模块6相连接，GSM通信模块6与移动通信装置8信号连接；电源电路7分别与FPGA最小系统4、点滴速度检测电路1、IXD显示电路3、报警电路5和GSM通信模块6相连接。如图2所示，本技术智能输液装置中的FPGA最小系统4采用芯片EP2C8Q208C8N。FPGA最小系统4包括第一芯片U1、第二芯片U2、第三芯片U3和第四芯片U4。第一芯片Ul的第35引脚与点滴速度检测电路I相连接。第二芯片U2的第180引脚、第182引脚、第185引脚、第187引脚、第188引脚、第189引脚、第191引脚、第192引脚、第193引脚、第195引脚和第195引脚分别与LCD显示电路3相连接；第一芯片Ul的第31引脚与点滴速度检测电路I相连接，第三芯片U3的第107引脚、第108引脚、第110引脚、第112引脚、第113引脚、第114引脚、第115引脚和第116引脚分别与按键部分电路2相连接。第四芯片U4的第7引脚与电源电路7相连接。如图3所示，本技术智能输液装置中的点滴速度检测电路1，包括第一运算放大器U5和第二运算放大器U6，第一运算放大器U5和第二运算放大器U6均采用0P77超低失调电压运算放大器。第一运算放大器U5的第2脚(反向输入端)分别与第一电阻Rl的一端、光电三极管Ql的第10脚以及光纤传感器D的正端相连接，第一运算放大器U5的第3脚(正向输入端)分别与第二电阻R2的一端和第三电阻R3的一端相连接；光纤传感器D的负端、光电三极管的11脚、第二电阻R2的另一端和第一运算放大器U5的第4脚均接地；第一运算放大器U5的输出端分别与第三电阻R3的另一端和第二运算放大器U6的第5脚(反向输入端)相连接，第二运算放大器U6的第6脚(正向输入端)与第四电阻R4的滑动片相连接，第四电阻R4的一端和第二运算放大器U6的第9脚均接地；第四电阻R4的另一端、第一电阻Rl的另一端、第一运算放大器U5的第I脚和第二运算放大器U6的第8脚均接电源电路7 ;第二运算放大器U6的第7脚(输出端)接第一芯片Ul的第35引脚。点滴速度检测电路I中包含如图4所示的A/D转换电路，该A/D转换电路包括第七芯片U7，第七芯片U7采用美国国家半导体公司生产的CMOS工艺8通道、8位逐次逼近式A/D模数转换器ADC0809，其内部有一个8通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换；第七芯片U7的第11引脚接+5V电源，第七芯片U7的第13引脚、第23引脚、第24引脚和第25引脚均接地；第七芯片U7的第16引脚分别与第一电容Cl的一端和第二电容C2的一端相连接，第一电容Cl的另一端、第二电容C2的另一端和第七芯片U7的第12引脚分别与电源电路7相连接；第七芯片U7的第10引脚与第一芯片Ul的第31引脚相连接。如图5所示，本技术智能输液装置中的按键电路部分2，采用与FPGA最小系统4相匹配的按键装置，设有SI?S8共八个按键，该八个按键的一端直接接地，一个按键的另一端通过一个上拉电阻与电源电路7相连接。通过按键来控制整个FPGA最小本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于FPGA的智能输液装置，其特征在于，包括电源电路（7）和FPGA最小系统（4），FPGA最小系统（4）分别与点滴速度检测电路（1）、按键部分电路（2）、LCD显示电路（3）、报警电路（5）和GSM通信模块（6）相连接，报警电路（5）与GSM通信模块（6）相连接；电源电路（7）分别与FPGA最小系统（4）、点滴速度检测电路（1）、LCD显示电路（3）、报警电路（5）和GSM通信模块（6）相连接。2.根据权利要求1所述的基于FPGA的智能输液装置，其特征在于，所述的FPGA最小系统（4）采用芯片EP2C8Q208C8N；FPGA最小系统（4）包括第一芯片（U1）、第二芯片（U2）、第三芯片（U3）和第四芯片（U4），第一芯片（U1）的第35引脚与点滴速度检测电路（1）相连接；第二芯片（U2）的第180引脚、第182引脚、第185引脚、第187引脚、第188引脚、第189引脚、第191引脚、第192引脚、第193引脚、第195引脚和第195引脚分别与LCD显示电路（3）相连接；第一芯片（U1）的第31引脚与点滴速度检测电路（1）相连接，第三芯片（U3）的第107引脚、第108引脚、第110引脚、第112引脚、第113引脚、第114引脚、第115引脚和第116引脚分别与按键部分电路（2）相连接；第四芯片（U4）的第7引脚与电源电路（7）相连接。3.根据权利要求2所述的基于FPGA的智能输液装置，其特征在于，所述的点滴速度检测电路（1）包括第一运算放大器（U5）和第二运算放大器（U6），第一运算放大器（U5）和第二运算放大器（U6）均采用OP77超低失调电压运算放大器；第一运算放大器（U5）的第2脚分别与第一电阻（R1）的一端、光电三极管Q1的第10脚以及光纤传感器（D）的正端相连接，第一运算放大器（U5）的第3脚分别与第二电阻（R2）的一端和第三电阻（R3）的一端相连接；光纤传感器（D）的负端、光电三极管（Q1）的11脚、第二电阻（R2）的另一端和第一运算放大器（U5）的第4脚均接地；第一运算放大器（U5）的输出端分别与第三电阻（R3）的另一端和第二运算放大器（U6）的第5脚相连接，第二运算放大器（U6）的第6脚与第四电阻（R4）的滑动片相连接，第四电阻（R4）的一端和第二运算放大器（U6）的第9脚均接地；第四电阻（R4）的另一端、第一电阻（R1）的另一端、第一运算放大器（U5）的第1脚和第二运算放大器（U6）的第8脚均接电源电路（7）；第二运算放大器（U6）的第7脚接第一芯片（U1）的第35引脚；点滴速度检测电路（1）中的A/D转换电路包括第七芯片（U7），第七芯片（U7）采用8通道、8位逐次逼近式A/D模数转换器 ADC0809；第七芯片（U7）的第11引脚接+5V电源，第七芯片（U7）的第13引脚、第23引脚、第24引脚和第25引脚均接地；第七芯片（U7）的第16引脚分别与第一电容（C1）的一端和第二电容（C2）的一端相连接，第一电容（C1）的另一端、第二电容（C2）的另一端和第七芯片（U7）的第12引脚分别与电源电路（7）相连接；第七芯片（U7）的第10引脚与第一芯片（U1）的第31引脚相连接。4.根据权利要求2所述的基于FPGA的智能输液装置，其特征在于，所述的按键部分电路（2）设有八个按键，该八个按键的一端直接接地，一个按键的另一端通过一个上拉电阻与电源电路（7）相连接；第一按键（S1）接第三芯片（U3）的第107引脚，第三按键（S2）接第三芯片（U3）的第108引脚，第三按键（S3）接第三芯片（U3）的第110引脚，第四按键（S4）接第三芯片（U3）的第112引脚，第五按键（S5）接第三芯片（U3）的第113引脚，第六按键（S6）接第三芯片（U3）的第114引脚，第七按键（S7）接第三芯片（U3）的第115引脚，第八按键（S8）接第三芯片（U3）的第116引脚。5.根据权利要求2所述的基于FPGA的智能输液装置，其特征在于，所述的LCD显示电路（3）包括第八芯片（U8），第八芯片（U8）的第1引脚和第20引脚接地，第八芯片（U8）的第2引脚、第15引脚、第17引脚和第19引脚接电源电路（7）；第八芯片（U8）的第4引脚与第二芯片（U2）的第180引脚相连接，第八芯片（U8）的第5引脚与第二芯片（U2）的第185引脚相连接，第八芯片（U8）的第6引脚与第二芯片（U2）的第182引脚相连接，第八芯片（U8）的第7引脚与第二芯片（U2）的第188引脚相连接，第八芯片（U8）的第8引脚与第二芯片（U2）的第187引脚相连接，第八芯片（U8）的第9引脚与第二芯片（U2）的第191引脚相连接，第八芯片（U8）的第10引脚与第二芯片（U2）的第189引脚相连接，第八芯片（U8）的第11引脚与第二芯片（U2）的第193引脚相连接...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：宋海声，桑晓丹，张梦秋，金威，吕耕耕，刘岸果，成科，张道，段宇，高明，祁磊，
申请(专利权)人：西北师范大学，
类型：新型
国别省市：甘肃;62