基于stm32单片机的自动输液监控系统设计（有完整资料）
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编号：
T1042310M
设计简介：
本设计是基于stm32单片机的自动输液监控系统设计，主要实现以下功能：
通过超声波模块检测液面高度，液位过低自动报警
通过步进电机控制滴液速度
通过红外对管检测滴速
通过oled显示液位，滴速，滴液挡位等
通过按键设置滴液速度
通过WiFi模块连接手机小程序，实现远程监控及报警
电源： 5V
传感器：超声波模块（HC-SR04）、红外对管（FC-33）
显示屏：OLED12864
单片机：STM32F103C8T6
执行器：步进电机（ULN2003），蜂鸣器
人机交互：独立按键，WiFi模块（ESP8266）
标签：STM32、OLED12864、HC-SR04、FC-33、ULN2003、ESP8266
题目扩展：基于物联网的自动输液监控系统设计、智能输液系统、基于stm32单片机的病床监控系统设计
基于stm32单片机的自动输液监控系统设计可以分为三个主要部分：中控部分、输入部分和输出部分。下面分别对这三部分进行概述：
中控部分：
- 核心控制器：采用STM32单片机，作为系统的“大脑”，负责接收来自输入部分的数据，进行内部处理与逻辑判断，然后控制输出部分执行相应操作。
输入部分：
- HC-SR04超声波测距模块：该模块用于实时检测输液瓶中的液位高度，确保输液过程的安全与准确。
- 独立按键：提供用户交互界面，支持手动开关报警功能、设置输液速度以及进行Wi-Fi配网操作，增强了系统的灵活性和易用性。
- 供电电路：为整个系统提供稳定可靠的5V电源，确保所有模块正常工作。
输出部分：
- OLED显示屏：直观显示系统名称、当前液位高度和输液速度，方便用户随时掌握输液状态。
- ULN2003步进电机：通过精确控制步进电机的转速，模拟调节输液速度，满足不同患者的治疗需求。
- 蜂鸣器：当输液完成或液位过低时，蜂鸣器会发出提醒声，及时通知医护人员或患者家属。
- WIFI模块：实现与云平台的无线连接，上传实时数据至云端，同时支持手机APP远程监控和设置功能，如调整滴速、开关报警等，提升了系统的智能化和远程管理能力。
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
首先在AD中根据各个模块画出原理图，然后导出PCB进行连线，最后通过嘉立创进行打板。板子到手之后就是焊接过程，第一部分是电源模块，将电源接口、电源开关、1k电阻、两个电容进行滤波和一个指示灯依次焊接，焊接好之后插入Type-C电源，指示灯点亮，电源模块测试正常。第二部分是显示模块，排母焊接好后，将OLED显示屏插入排母。第三部分是单片机最小系统板，因为最小系统板已经引出了程序烧录接口和自带复位电路，所以只要焊接两个排母将单片机最小系统板插入排母。第四部分是按键。第五部分为LED灯。第六部分是超声波测距模块。第七部分是wifi模块。下图5-1为焊接完整实物图：
图5-1电路焊接总图
5.2信息显示
如图5-2，根据不同的界面显示不同内容，显示系统名称、液位和输液速度。
图5-2 信息显示图
5.3 按键功能介绍
如图5-3，通过不同的键值，进行相应变量的改变。如果获取的键值为1，手动开关报警。如果获取的键值为2，加快输液速度。如果获取的键值为3，进行配网。如果获取的按键为4，减小输液速度。
图5-3 按键功能介绍显示图
5.4 云智能APP测试
如图5-5所示为云智能APP测试。
图5-4 云智能APP测试显示图
6 仿真调试
6.1仿真总体设计
仿真设计总体包括32单片机芯片、OLED显示屏、按键、蜂鸣器、超声波测距模块、wifi模块。
图6-1 仿真设计总图
6.2 信息显示
如图6-2所示，根据不同的界面显示不同内容，显示系统名称、液位和输液速度。
图6-2信息显示图
6.3 按键功能介绍
如图6-3，通过不同的键值，进行相应变量的改变。如果获取的键值为1，手动开关报警。如果获取的键值为2，加快输液速度。如果获取的键值为3，进行配网。如果获取的按键为4，减小输液速度。
图6-3按键功能介绍图
6.4 WIFI串口测试
如图6-4所示为WIFI串口测试测试。
图6-4 WIFI串口测试显示图
设计说明书部分资料如下
设计摘要：
随着医学技术的不断进步，输液治疗在临床治疗中扮演着越来越重要的角色。然而，传统的人工输液方式存在着监控不及时、流量不均匀等问题，严重影响了治疗效果与病人安全。因此，开发一套高效、智能的输液监控系统显得尤为重要。本文基于STM32单片机设计了一款自动输液监控系统，旨在实现输液的实时监控与控制，提高医疗工作效率及患者的安全性。
- 系统设计概述
本系统主要包括输液检测模块、STM32控制模块、液体输送模块及人机交互界面。系统通过传感器实时监测输液状态，并将数据传送至STM32单片机，经过处理后，通过显示屏与用户进行信息交互，同时可以通过报警系统及时提示用户异常情况。
- 硬件设计
系统核心采用STM32系列单片机，具有强大的处理能力和丰富的外设接口。通过ADC模块采集液体流量传感器的信号，实时获取输液流速及剩余液量。此外，系统还配备了OLED显示屏用于数据展示，以及按键和蜂鸣器实现人机交互与报警功能。液体输送模块则采用小型水泵，能够精准控制输液速度与总量。
- 软件设计
软件部分采用C语言编写，主要包括数据采集、处理、显示及控制等功能模块。首先，系统通过定时中断定期读取液体流量传感器的数据，并进行滤波处理，以减少因传感器噪声造成的数据误差。其次，系统根据设定的输液参数，动态调整水泵的工作状态，保证流量稳定输出。
- 系统功能
本系统具有多项实用功能：
实时监测：系统可以实时监测液体流速和剩余液量，一旦出现异常，立即发出报警信号。
流量控制：系统支持用户设定流量和输液总量，自动调节水泵工作状态以满足设定需求。
数据记录：系统记录每次输液的数据，并可以通过USB接口导出，方便医护人员进行数据分析与记录。
友好的用户界面：通过OLED显示屏实时显示输液状态、流量数据和报警信息，便于医护人员快速掌握输液情况。
- 结论
基于STM32单片机的自动输液监控系统是一种高效、智能的医疗辅助工具。从硬件设计到软件实现，系统均展现出良好的稳定性与实用性。通过进一步的测试与优化，该系统有潜力应用于临床输液领域，极大地提升患者的安全性与医疗工作的效率。未来，我们将考虑引入无线通信技术，实现远程监控与数据分享，为医疗机构提供更高效的管理方案。
关键词：单片机；wifi模块；人机交互；步进电机；OLED12864；超声波测距模块
字数：13000+
目录：
设计说明书
合肥特纳斯科技有限公司
摘 要
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
1.2 国内外研究现状
1.3 课题主要内容
2 系统设计方案
2.1 系统整体方案
2.2 单片机的选择
2.3 电源方案的选择
2.4 显示方案的选择
3系统设计与分析
3.1 整体系统设计分析
3.2 主控电路设计
3.3 显示模块
3.4 超声波测距模块
3.6wifi模块
4 系统程序设计
4.1 编程软件介绍
4.2 主程序流程设计
4.4 按键函数流程设计
4.5 显示函数流程图
4.6 处理函数流程图
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
5.2信息显示
5.3 按键功能介绍
5.4 云智能APP测试
6 仿真调试
6.1仿真总体设计
6.2 信息显示
6.3 按键功能介绍
6.4 WIFI串口测试
结 论
参考文献
致 谢