智能输液保温器的研制

　　0引言

　　在医疗部门临床上医生常需给患者输液来治疗各种疾病。由于输液治疗方式具有治疗手段简单、效果好的特点，故长期以来一直是临床上最常使用并受到病患者广泛欢迎的治疗手段之一。

　　在寒冷的冬天，医生给病人进行输液时，由于药液的温度低，输人体内的药液与血液混合后将使病人产生不适感，严重时会产生体位性低血压使病人头晕甚至出现昏厥等现象。智能输液保温器的开发，可解决冬季病人输液时的不适感。该仪器可将输人病患者体内的药液温度控制在20℃左右(人体感觉舒适的温度)，使患者在感觉舒适的情况下完成输液治疗过程。

　　1系统的总体结构与工作原理

　　智能输液保温器系统的总体结构如图1所示。数据采集模块实现温度信号的采集并将信号输人8031单片机，单片机采用模糊控制技术控制固态继电器的开、闭时间，从而控制加热元件的工作时间实现输液出口药液温度的保温控制，温度显示模块显示室温、输液出口的药液温度。

　　智能输液保温器的硬件系统设计采用了8031为CPU并加以外围电路构成了单片机的应用系统，如图2所示。其中EPROM用以存放固化的程序;RAM用以存放所测的外部动态数据;138译码器用于单片机外扩接口电路;8255扩展接口电路用于外接数码管。为了便于驱动ADC0809模数转换芯片的CLK，将8031的ALE信号经过两分频电路，接入ADC0809的CLK;固态继电器的动作由单片机的PI.0口控制，实现加热元件的工作时间控制;在系统工作过程中数码管显示输液管出口药液的控制温度。

　　2主程序运行框图

　　由于临床输液时药液出口温度无法直接检测，而且系统实现温度控制时影响温度控制的因数有使用时的室温条件与液体滴速，加上温度加热时存在超调现象，因此，较难通过建立该系统的精确数学模型来实现温度控制过程。由于模糊控制是一个以人对被控系统的控制经验为依据而设计的控制器，无需知道被控对象的数学模型。它采用人类思维中的模糊量，控制量由模糊推理导出，是反映了人类智慧思维的智能控制，再加上模糊控制系统易于用单片机来构造，结构与一般的数字控制系统无异。模糊控制算法用软件实现也较简单，无论被控对象是线性的还是非线性的，都能执行有效的控制，具有良好的鲁棒性和适应性。因此，智能输液保温器的控制方式选用了模糊控制方式。

　　在实验阶段由人工控制得到了大量的经验数据来形成模糊控制的规则库，最终采用模糊推理算法实现智能输液保温器的输液温度控制。