基于STM32的点滴结束提示与呼叫系统设计

摘要在日常生活中，输液时病患可能因为一时没注意或者生病状态不佳无法及时关注到药液余量产生危险，或者在病患较多而医生相对较少时，医生无法及时兼顾到每一个病人的药液余量导致病患血液回流，甚至导致滚针使病患局部肿胀疼痛等一系列严重问题。通过对医院医护人员的实际需要及工作环境进行分析，设计一款能够在输液结束时及时报警提示与呼叫系统是非常有必要的并且有意义的。本文是一种基于STM32单片机使用红外对管、DS18B20温度传感器、蜂鸣器模块、OLED显示屏模块与NRF24L0无线通信模块设计，可以实现输液结束及时提示报警和主动呼叫的功能。经实验验证，该系统设计具有一定的使用价值。关键词：红外对管；温度传感器；STM32单片机；提示与呼叫

ABSTRACTIndailylife,duringinfusion,thepatientmaynotpayattentiontotheremainingamountoftheliquidmedicineintimeduetotemporaryneglectorpoorillness,orwhentherearemanypatientsandrelativelyfewdoctors,thedoctormaynottakeintoaccounttheremainingamountoftheliquidmedicineofeachpatientintime,resultinginbloodrefluxofthepatient,orevenaseriesofseriousproblemssuchaslocalswellingandpaincausedbyneedlerolling.Throughtheanalysisoftheactualneedsandworkingenvironmentofhospitalmedicalstaff,itisverynecessaryandmeaningfultodesignatimelyalarmpromptandcallsystemattheendofinfusion.ThispaperisadesignbasedonSTM32microcontrollerusinginfraredtube,DS18B20temperaturesensor,buzzermodule,OLEDdisplaymoduleandNRF24L0wirelesscommunicationmodule,whichcanrealizethefunctionofpromptalarmandactivecallattheendofinfusion.Theexperimentalresultsshowthatthesystemdesignhasacertainvalue.Keywords:InfraredDiode;Temperaturesensor;Singlechipmicrocomputer;Promptandcall

目录TOC\o"1-3"\h\u第1章绪论 第1章绪论研究目的及意义随着我们的医疗水平不断提高,越来越多智能的医疗器材进入了我们的视野。在日常生活中，输液就是我们在生病时很常见的事情,前往诊所、社区康复中心输液时，如果输液装置没有点滴结束报警功能，医护人员需要不断地检查输液袋中的药液是否用完，这会浪费医护人员的时间和精力，并可能导致药液过量或不足的情况，从而对患者造成危害。输液结束提示与呼叫系统可以减轻医护人员的工作负担，帮助他们更好地关注患者的状况。现在,如果有了点滴输液结束提示与呼叫系统,这将会是病患和医护人员的好助手。通过对输液点滴情况的分析，本文设计的设备符合以下几个要求：①能够检测点滴液体的有无；②精准检测点滴液体温度；③能够主动做出告警与主动呼叫的声音提示。国内外研究现状2018年，朱多佳、胡欣宇在《基于红外传感器的智能输液报警系统》论文中提出基于红外传感器的智能输液报警系统，该系统采用STC89C52单片机作为微处理器。系统通过集成红外传感器模块和无线通信模块，实现了对液体流速的精确控制和实时显示功能。当检测到无液体流动时，系统会自动触发报警，并阻断液体的流动。此外，该系统还能够进行回血检测，提供更全面的输液监测功能。2021年，施啸、史雷萌、胡威在《基于NRF24L01的智能点滴输液报警器系统设计》中提出该系统会在检测到输液空瓶时启动警示灯，同时将警报信息传送至护士工作站。工作站内的LCD屏将显示报警位置，并通过语音播报方式提醒医护人员。这样的设计可以实现及时而准确地通知医护人员更换输液药瓶，而不会打扰病患正常休息。2022年韦栗、张启龙、易攀在《基于STM32单片机智慧家居监控系统》论文中介绍了他们的研究成果，成功地设计并实现了基于STM32F1系列的智慧家居系统。在论文中，详细介绍了该系统的整体设计、硬件设计以及软件设计，并通过实验进行了验证，证明了系统的可行性。该系统集成了温湿度传感器、烟雾传感器、液晶显示模块和风扇，通过协同工作实现了自动控制和手动控制家居环境监测功能。这一研究为智能家居的发展提供了有价值的参考。2022年，刘小滨、刘寅、沈文浩在《基于STM32单片机的环境温/湿度远程监控系统设计》中介绍了他们所设计的一款基于STM32单片机的智能家居系统。该系统的核心是STM32F103C8T6微控制器，通过多种传感器模块采集环境数据，如温度、湿度和光照等。通过ESP8266Wi-Fi模块与智能手机APP相连接，实现对家居环境的智能监测和控制。在系统中，他们采用了DHT11温湿度传感器模块，以更准确地获取环境的温湿度信息。该智能家居系统旨在提高家居环境的舒适性和安全性，满足人们对智能家居的需求。2022年，张钊、孟紫腾、刘华宇、雷远在《基于STM32的温度采集系统设计》一文中提到在系统中，首先利用AD590温度传感器来采集温度信号。AD590内部将温度信号转换为电流信号输出，然后通过一个采样电阻将该电流信号转换为电压信号。接下来，系统将电压信号输入滤波放大电路进行放大处理，随后将其传送至STM32的ADC进行处理，从而获取温度数据。2011年，DraganaOros，MarkoPenčić，JovanŠulc，MajaČavić，StevanStankovski，GordanaOstojić和OliveraIvanov在《SmartIntravenousInfusionDosingSystem》文中介绍了一种智能静脉输液给药系统，用于检测、发出信号和监测远程位置的静脉输液瓶中的液体。它包括传感和计算层用于检测和发送静脉注射瓶中液位的信号系统以及用于调节和关闭输液流的系统，通信层系统的硬件部分和客户端之间的无线信息交换，以及用户层实时监控和可视化远程位置的治疗接收。所有层都是模块化的，允许整个系统的升级。所提出的系统提醒医务人员持续及时地更换静脉注射瓶。2018年，CatherineSchuster;，RachelR.Vitoux在《MethodologyforEnsuringAccuracyandValidityofInfusionPumpAlarmData》一文中提到输液泵报警内容需要包括输液完成、电池电量低、输液管堵塞、管路中的空气等，以及各项警报的准确性。主要研究内容本文围绕诊所、社区康复中心打点滴时的需求进行设计，主要设计一个点滴结束警报与主动呼叫系统。基于STM32单片机通过红外对管传感器、温度传感器对输液管内液体进行检测，并通过两个按键区分出两路主动呼叫按钮，通过无线模块发送与接受数据，通过蜂鸣器与显示屏发出警报和呼叫信息的设计，实现的成果为实物，并通过测试并运行。该系统应完成的主要功能有：1.点滴液体检测，防止输液管无点滴液体，长时间输空瓶；2.温度检测,防止点滴温度不宜造成患者受伤，便于护士及时采取措施；3.警报与呼叫提醒，及时做出告警与主动呼叫的声音提示。第2章系统总体结构2.1总体结构设计基于STM32单片机通过红外对管传感器、温度传感器对输液管内液体进行检测，并通过两个按键区分出两路主动呼叫按钮，通过无线模块发送与接受数据，通过蜂鸣器与显示屏发出警报和呼叫信息的设计。图2.1系统总体结构框图2.2单片机型号选择方案一：C51系列单片机广泛于各种嵌入式系统，具有简单易学、功耗低、成本效率高等优点，但同时其缺点也显而易见，它的处理能力较低，储存器过小，架构老旧缺少一些现代处理器的特性和功能，开发使用汇编语言较复杂且周期较长，可拓展性较差。方案二：STM32系列单片机具有处理能力强大可以处理复杂的任务和大量的数据；它集成了丰富的外设，包括通用输入/输出端口（GPIO）、模拟数字转换器（ADC）、定时器、串行通信接口（UART、SPI、I2C）等；STM32单片机系列提供了多种型号和封装选项，以满足不同应用的需求。从低功耗型到高性能型，从小封装到大封装，都可以根据具体的要求选择到合适的单片机型号；STM32单片机还具有丰富的开发工具和资源，包括集成开发环境（IDE）、编译器、调试器、参考文档、应用笔记等，又因为应用广泛还有很多社区和论坛可以获取技术支持和交流经验。对比：STM32相较于C51系列单片机具有更强大的处理能力和运算速度，它能够处理更复杂的任务和大量的数据；STM32单片机集成了丰富的外设，这使得连接和控制外部设备更加便捷。此外，STM32单片机还提供了丰富的封装和型号选择，可以满足不同应用的需求；STM32单片机有完善的开发工具和资源支持，以及广泛的应用领域。这使得它成为开发复杂应用的理想选择，并满足项目的需求。因此本设计选用更优的方案二STM32系列单片机作为主控。图2.2STM32F103C8T6实物图本设计采用STM32F103C8T6作为主控。STM32F103C8T6是由意法半导体集团基于STM32系列ARMCortex-M3内核开发的一款具有64KB的程序存储器的32位微控制器。该单片机属于STM32系列中32位的微控制器，其程序存储器的内存为64KB，最大运行主频可达到72MHz且内置高速Flash存储器，提供了高性能的计算能力和存储能力，并且具有丰富的外围设备，例如：PWM、DMA、ADC、UART、SPI等，工作电压范围为2V至3.6V,工作环境温度范围为-40℃~85℃环境温度。STM32系列单片机是一款高性能、低功耗、易于开发且外设丰富的系列单片机。此系列单片机常用于要求低成本、高性能和低功耗的嵌入式应用器材，其在功耗和集成方面同样展现出优秀的性能。由于其具有结构简单和丰富便捷的开发工具并且结合了强大的功能性，在行业中非常受欢迎。本设计采用的STM32单片机如图2.3。图2.3STM32F103C8T6引脚图

系统的硬件部分设计系统的电路设计在电路设计中，根据对系统的功能需求分析，可以确定系统基本结构为：将单片机作为核心器件，通过IO口与各种外围元器件连接进行数据通信以及控制交互，其中红外传感器负责检测点滴输液结束信号，蜂鸣器负责发出报警提示音，而温度传感器则实时监测点滴的温度，NRF24L01模块则负责将数据通过无线的方式传输给接收端。另外整个系统采用5V供电，这确保了使用者的用电安全，防止出现漏电导致的意外情况。整个系统的联动配合实现了我们需要的功能。图3.1总体电路原理图红外对管红外对管是一种短距离视觉传感器，是由一个红外线发射管和一个红外线接收管共同组成，通常用于机器人导航。红外对管的工作原理是，在红外线发射管激发出的一束红外线被目标物体反射后，红外线接收管可以接收到反射的红外线，因此生成一个电信号。目前红外对管在现代科技、国防和工农业等领域已经获得了广泛的应用。红外发射管是基于半导体材料中的PN结和电流控制机制。通过注入和复合过程，将电能转换为红外辐射能量，并通过调节电流来控制辐射强度。这使得红外发射管成为一种有效的红外光源。红外线接收管是基于红外辐射的光电效应。通过光子与半导体材料中的电子相互作用，产生自由载流子并在电场作用下漂移，最终导致电流输出。这使得红外线接收管能够接收和转换红外辐射信号，对电流具有单向导通性，因此工作时需对其施加反向电压。无红外线光照时，有很小的饱和反向漏电流（即暗电流）。此时红外线接收管无法导通。当有红外线光照时，饱和反向漏电流马上增加，形成光电流，在一定的范围内它随着入射光强度的增大而增大。并且红外线接收管的功能不受可见光线的干扰，感光面积较大，灵敏度较高，一般只对红外线有反应。图3.2红外对管原理图DS18B20温度传感器DS18B20用于采集环境温度，其输出为数字信号，测量结果采用串行方式传送9至12位数字量，其测温范围宽，可达到-55℃至+125℃，测温误差低，无需任何外围电路。DS18B20温度传感器的工作电压范围在3V至5.5V之间，其和单片机之间仅需一条口线即可进行双向通信。温度采集电路采用DS18B20三线接线方式，在电路中，总共设计有两路温度传感器，他们分别和单片机的PB14与PB15连接，通信方式采用的是单总线串行协议。DS18B20红外测温模组原理图如下图：图3.3DS18B20红外测温传感器原理图有源蜂鸣器模块有源蜂鸣器是通过内部的振荡器产生频率稳定的振荡信号，经过音频放大器放大后，驱动扬声器产生可听到的声音。通过外部的控制信号，可以激活或停止声音的发生。这使得有源蜂鸣器成为一种方便、集成化的声音发生器，在各种电子设备和系统中得到广泛应用，例如：警报器、电子钟、电子游戏等。图3.4有源蜂鸣器模块原理图OLED显示屏模块显示屏使用0.96寸OLED显示屏，是一款采用SSD1315主控设计的自发光式的LED点阵显示的屏幕，使用的OLED技术具有SPI和I2C通信支持来显示数据。它同时支持3V到5V的电压，但3.3V的显示效果最佳。这种屏的特点是功耗低，亮度高，显示效果好。OLED显示屏原理图如下图。图3.5OLED显示屏模组原理图NRF24L01无线通信接口电路模块无线通信接口采用SPI协议通信，在电路中，单片机的PB1负责接收NRF24L01无线模块的中断信号，PB0则接NRF24L01无线模块的数据输入引脚，在接下来的程序设计中将借助这个引脚把数据传送给NRF24L01无线模块；PA7接的是NRF24L01无线模块的片选控制引脚，这个引脚标记SPI接口传输是否属于该SPI设备。NRF24L01无线通信接口电路原理图如图3.6。图3.6NRF24L01无线通信接口电路原理图按键模块电路设计按键模块采用微动按键开关。按下按键时，按键内部的接点接触，形成一个电路连接。这将使电流从电源引脚通过按键模块流过，通过连接引脚将按键状态传递给其他电路或设备可以是一个数字信号或模拟信号，具有灵敏度高、导电性强、电绝缘性好的特点。按键模块电路原理图如图3.7.图3.7按键模块电路原理图主控制电路设计主控制电路可以细化为六个部分，分别是主控芯片，启动电路，电源电路，下载电路，复位电路，时钟电路。第一部分主控芯片：负责程序的执行。第二部分启动电路：负责了决定单片机上电后从什么位置获取指令，因此也可以看着它决定了单片机上电后从什么位置启动程序。第三部分复位电路：主控芯片本身只负责对代码的执行，当处于上电初始阶段时，本文希望程序从第一行指令开始执行，这就依赖于复位电路在上电时的复位信号了，在电路中，电阻R1和C6构成上电自动低电平的复位电路。第四部分电源电路：由于STM32F103这款芯片工作电压需要使用3.3V供电，为了供电方便，因此采用LDO线性稳压芯片将5V降到3.3V。第五部分下载电路：当我们编写好程序代码之后，需要对单片机进行烧录，只有进行烧录，才可以将我们设计的程序存储到单片机的内部存储中供单片机读取。另外为了便于程序的调试，有时还需要在线单步调试，因此在本设计中，系统使用SWD接口（PA14和PA13）作为程序下载端口与调试端口使用。第六部分时钟电路：时钟是单片机的心跳，精准的为单片机提供运行时所需要的节拍信号，单片机的时钟信号驱动着代码的执行，因此一个稳定的时钟信号将极大的影响到单片机的工作稳定性，在本设计中，采用了8M的晶振，这个8M晶振将作为单片机的片外高速时钟，配合片内的PLL使得单片机稳定运行于72M时钟。本文最小系统原理图如图3.8。图3.8STM32F103C8T6最小系统原理图

第4章系统的程序设计在本系统中，程序的编写采用的是C语言，而对程序编写和编译的工具为KEIL5软件统程序结构整个系统采用分模块化的设计思想，根据这种思想，首先可将程序分为两个部分，分别是发送部分与接收部分。1、在发送部分，本设计将系统的程序划分为主程序和若干个不同的子程序。主程序负责对各种功能子程序调用配合从而实现整体的功能，而子程序则负责具体的某些子功能的实现。例如初始化设备，按键扫描，红外状态扫描，无线发送等2、在接收部分，本设计同样将程序划分为主程序和子程序，这里的主程序负责对各种子程序的调用，因此发送和接收的整体思路相同，不同的是接收端的子程序功能变为：无线接收，数据处理，显示屏驱动，按键人机交互等。发送端程序设计发送端主程序设计接收端主程序首先调用初始化程序，对片内的外设和片外的设备进行初始化，使得系统准备就绪可以正常运行状态，然后程序开始进入主循环中进行相关的子程序调用。温度读取子程序设计温度读取程序由DS18B20底层驱动程序和数据格式转换组成，其中底层驱动程序负责驱动DS18B20工作于测温状态，并且通过底层驱动实现将温度测量结果读取出来，由于温度传感器中存储的是二进制的量化参数，这个值无法直接被我们使用，因此根据数据格式规则，我们会进行数据转换，将二进制值转换为我们便于读取的数据格式。图4.1温度读取程序框图按键扫描程序设计为了提高程序的运行效率，在本设计中，采用非阻塞式的按键扫描方式读取按键信息，具体为借助定时器中断间隔每1毫秒进行一次按键状态读取，当读取到对应的按键按下，则记录当前的按键标号存储在结果变量中，然后再在主程序中通过调用读取该变量的函数实现对按键的非阻塞扫描。YY图4.2按键扫描程序框图红外扫描程序设计红外传感器在未被触发时的电平状态为高电平，当被触发之后，会被置为低电平。根据这一特性，程序在每次循环中都进行一次红外IO端口电平状态的扫描，并且把扫描结果存储在rt_buf数组中，便于之后的无线通信中对数据进行无线传输。

图4.3红外扫描程序框图无线发送程序设计无线发送程序分为三个大的步骤：首先：通过写寄存器操作将寄存器参数（这里的寄存器参数规定的无线通信的地址、频率、速率等）写入到NRF24L01无线通信芯片的内部。然后：将系统所需要传输的数据写入到NRF24L01无线通信芯片的发送FIFO中，并且写入后将CE使能信号拉高，之后NRF24L01无线通信芯片即可自动将传输的数据发送到指定的地址接收端。最后：调用校验函数，将发送结果寄存器清零，如果发送存在溢出（也即是发送多次失败），则清除溢出中断位。接收端程序的设计接收端主程序设计接收端主程序也分为初始化和主循环两个部分，其中的接收端初始化部分负责对外围模块以及单片机内的IO与外部设备进行初始化作业。初始化程序调用定时器初始化程序，时钟初始化程序，IO初始化程序，无线通信初始化程序，系统滴答定时器初始化程序等，为接下来的主循环功能做准备。主循环中，通过调用无线接收程序实现对发送端数据的接收，并且通过转码程序将有效数据存储变量中供其他程序使用；然后主程序会调用通过控制程序完成对单个点滴监测通道的控制；通过调用系统显示界面实现人机交互操作以及异常报警；通过调用按键扫描程序实现用户对系统的控制。系统显示界面程序设计系统显示界面借助view_point变量指向我们当前需要显示的页面，在显示界面中，根据我们设定的参数，显示与之相对应的信息，这些信息包括温度，点滴结束、通道编号，是否呼叫护士等信息。其中，温度、点滴结束和呼叫护士的信息由远程无线发送过来，由本程序的按键扫描程序负责对数据状态进行复位。按键扫描程序设计为了提高程序的运行效率，接收端的按键扫描采用和发送端的扫描方式一样的非阻塞式扫描方式读取按键信息，具体流程同4.2.3。系统显示驱动程序设计显示驱动采用IIC接口实现，在系统显示界面程序中完成了对页面内容的绘制，而这些绘制的信息只是暂时存储在了单片机内部，还需要通过OLED_Refresh()函数将缓存的显示信息写入到OLED显示屏的内容，这个写入的过程就是我们实现对显示屏的驱动过程，整个过程如图4.4所示：图4.4显示驱动流程图无线接收程序由于无线接收模块在初始化阶段已设置为了接收模式，在主程序中，调用数据接收程序，从而控制单片机的IO口通过SPI接口读取NRF24L01模块的数据状态寄存器，获取当前工作状态，如果接收完成中断的标志变成了1则说明接收到了新的数据，此时可以立即读取NRF24L01的接收FIFO存储器,然后在对状态寄存器进行清零操作。

图4.5无线接收程序流程图本章总结在本章中，本系统将程序分为了两大部分，这两大部分分别负责接收端和发送端的逻辑处理，最终通过统一的收发数据格式，实现对接，完成系统的协调运行。

系统测试系统实物图图5.1系统完整实物图硬件功能参数调试组装测试在进行系统的组装焊接过程中，我们首先需要确保系统硬件电路工作中无短路和虚焊的问题，这些问题如若不事先排除，则会直接影响到我们接下来对功能的测试，因此在进行功能测试前，我们需要先对各关键电源点进行测试，以下是测试流程：首先准备一个万用表，并且把万用表打到电压20V挡位，将黑表笔接在发送端主控制电路的公共接地端。其次，使用USB数据线对插入到我们主控制板的USB口。使用红表笔分别接在电路的5V接口和3.3V接口处。通过测量得到5V接口的电压为5.04V，而3.3V口的电压为3.23V,因此我们可以判断该电路的供电正常，通过上述测量可以判断供电正常，电源稳定。再将万用表的黑表笔接在接收端主控制电路的公共接地端，然后重复上述操作，得到5V接口的电压和3.3V口的电压都正常，因此可进行下一步测试。温度采集功能测试温度采集功能主要验证温度采集的准确性和实时性，具体工作流程如下：准备多杯不同温度的水和温度计，通过将温度传感器放入不同温度的水下，并持续5秒以上读数，同时用标准的温度计读取水温，对比采集到的数据的误差的情况,得到下表：表5.SEQ表格\*ARABIC\s11温度传感器1测量结果水杯测量值实际值误差AB35.335.20.1C40.540.50表5.SEQ表格\*ARABIC\s12温度传感器2测量结果水杯测量值实际值误差A022.122.1B035.235.2C040.540.5通过上述现象，我们分析有两种可能：1、温度传感器2的接线存在异常，可能接触不良。2、温度传感器损坏。根据上述两种猜想，我们首先对传感器2的引脚进行了清理，清理过程中触碰到温度传感器，发现温度传感器发热严重，温度过高。因此猜想是否存在线路接错的情况，通过排查，我们发现正负极被反接，重新更换了一个新的传感器温度并且纠正接线的线序，再次工作后采集数据正常，新测量数据结果如下：表5.SEQ表格\*ARABIC\s13温度传感器2测量结果：水杯测量值实际值误差AB35.235.20C40.640.50.1图5.2温度采集功能测试图无线通信功能测试无线功能测试主要测试传输的稳定性、传输的准确性和传输的实时性三个方面。为此我们设计了以下测试流程：1、首先，我们将发送端和接收端相隔一段距离，然后对两块电路板进上电，等待30秒左右待系统工作稳定。2、然后我们在发送端按下呼叫护士的按键，同时让同学帮忙观察接收端的现象，通过观察发现冲按下呼叫护士按键到接收端蜂鸣器发出报警，中间间隔不超过1秒。因此我们可以知道这个系统在数据传输方面的实时性还是非常高的。3、反复上述过程，发现每次系统都能很好的响应我们的呼叫申请，说明系统传输的可靠性很高。4、最后我们在发送端将温度传感器置于不同的温度下，在接收端查看温度实时变化，通过现象我们可以看到在接收端可以稳定的接收到发送端测量到的温度参数。经过以上测试我们就完成了对无线传输功能的测试。图5.3无线功能发射端测试图图5.4无线功能接收端测试图系统总体功能测试系统总体功能由各个子功能的协调组合实现，因此当准确确认了几个比较复杂的功能可以稳定工作之后，才可以开始进行系统总体功能的测试，测试流程如下：1、对系统接收和发送端进行功能，待稳定工作后观察接收端的显示屏显示的信息；图5.5接收端待机工作测试图2、在接收端设置开启通道1，然后在屏幕上可以看到通道一的温度值；图5.6通道1开启工作测试图3、控制发送端通道1触发红外模块，模拟点滴结束，同时观察接收端的现象，可以在接收端上查看到显示屏显示通道1点滴结束，接触触发继续测试；图5.7通道1模拟正在点滴测试图图5.8通道1模拟点滴结束图4、在发送端点击呼叫护士按键，可以观察到接收端的蜂鸣器报警，同时在显示屏上显示1通道呼叫护士。接收端点击接触呼叫按键，可以接触对方的呼叫。图5.9通道1呼叫测试图5、对通道2重复上述测试，多次反复测试，确保系统没有漏洞，则可以认为系统总体功能测试通过。本章小结在本章中，我们先对各个模块的功能逐个进行了单独的测试，验证了各个模块工作的稳定性和可靠性，之后再对系统总体功能进行整体的测试，最终完善了系统的所有功能。

总结与展望总结输液结束报警装置是一种用于医疗领域的关键技术，可以帮助医生和护士确保患者在输液期间得到适当的治疗，并避免液体过量或不足导致的健康问题。设计研究过程中不仅收获了一些经验，还发现了许多不足。本文设计一个输液结束报警装置需要掌握微控制器的使用、传感器的选择和应用、信号处理和报警机制的设计等几个方面的知识。因此，在设计前需要进行充分的调研和学习，确保自己对相关知识有深入的理解。然后，还要注意硬件和软件的兼容性。在设计硬件和软件时，需要考虑它们之间的兼容性，确保它们能够正确地协同工作。并且在设计过程中，需要充分考虑系统的稳定性和可靠性，确保系统在各种情况下都能够正常工作。其次设计的产品应该符合用户的需求，易于使用和维护，并且应该具有良好的用户界面和人机交互性。最后在设计完成后，需要进行充分的测试和验证，确保系统能够正常且稳定地工作，并且能够满足本设计的要求。展望在设计过程中发现未来智能化的点滴设备还需要注意以下方面：1、提高传感器的灵敏度和精度：目前的传感器技术仍有提高空间，可以通过改进传感器材料、结构和电路设计等方面来提高其灵敏度和精度，从而提高输液结束报警装置的准确性和可靠性。2、研究更先进的信号处理方法：当前的信号处理方法主要是基于模拟电路和数字信号处理技术，未来可以进一步研究更先进的信号处理方法，如机器学习和人工智能等技术，来提高信号处理的速度和准确性。3、开发更智能化的报警装置：未来的报警装置可以集成更多的智能化功能，如自适应调节、语音提示、远程监控等，以提高其实用性和便利性。4、进行更全面的实验验证：未来需要进行更全面、更严谨的实验验证，包括仿真实验、生物实验和临床实验等，以验证输液结束报警装置的性能和可行性。总之，输液结束报警装置是一项重要的医疗技术，未来的研究可以进一步提高其准确性、可靠性和实用性，为临床治疗提供更好的支持。

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附录电路图:源代码:#include"temp.h"#include"my.h"#definePINGPIO_Pin_14#defineDs18b20DQ_OUTPBout(14)#defineDs18b20DQ_INPBin(14)voidDs18b20Rst(void);u8Ds18b20Check(void);u8Ds18b20Check(void);u8Ds18b20ReadBit(void); //readonebit;u8Ds18b20ReadByte(void);//readonebyte;voidDs18b20WriteByte(u8dat);voidDs18b20Start(void); //ds1820startconvertu8Ds18b20Init(void);voidDs18b20IO_IN(){ GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure; GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=PIN; //PORTG.11推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);}voidDs18b20IO_OUT(){ GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure; GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=PIN; //PORTG.11推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);}u8Ds18b20Init(void){GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE); //使能PORTG口时钟GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=PIN; //PORTG.11推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);GPIO_SetBits(GPIOB,PIN);//输出1Ds18b20Rst();returnDs18b20Check();}//复位DS18B20voidDs18b20Rst(void) {Ds18b20IO_OUT();//SETPA0OUTPUTDs18b20DQ_OUT=0;//拉低DQdelay_us(750);//拉低750usDs18b20DQ_OUT=1;//DQ=1delay_us(15);//15US}//等待DS18B20的回应//返回1:未检测到DS18B20的存在//返回0:存在u8Ds18b20Check(void) {u8retry=0;Ds18b20IO_IN();//SETPA0INPUT while(Ds18b20DQ_IN&&retry<200){retry++;delay_us(1);}; if(retry>=200)return1;elseretry=0;while(!Ds18b20DQ_IN&&retry<240){retry++;delay_us(1);};if(retry>=240)return1; return0;}//从DS18B20读取一个位//返回值：1/0u8Ds18b20ReadBit(void) //readonebit{u8data;Ds18b20IO_OUT();//SETPA0OUTPUTDs18b20DQ_OUT=0;delay_us(2);Ds18b20DQ_OUT=1;Ds18b20IO_IN();//SETPA0INP