【单片机毕业设计】基于 STM32 或 51 单片机的医用多传感输液智能管控系统设计基于 STM32 或 51 单片机的移动端远程输液监测系统设计与实现（024008）

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原创最新推荐文章于 2026-09-22 12:08:13 发布 131 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

基于51单片机心率脉搏计设计摘要 I Abstract II 引言 1 1 控制系统设计 3 1.1 系统方案设计 3 1.2 系统总体设计 4 2 硬件设计 5 2.1 主控电路 5 2.2 驱动电路 8 2.3 信号采集电路 10 2.4 显示电路 13 2.5 总体电路图设计 15 3 软件设计 16 3.1 软件开发环境的介绍 16 3.2 系统重要函数介绍 16 4 系统调试 19 4.1 系统硬件调试 19 4.2 系统软件调试 19 结论 22 参考文献 23 附录1 总体原理图设计 25 附录2 阅读详情

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项目研究背景

随着嵌入式技术与物联网技术在医疗辅助领域持续普及，病房输液监护是临床护理工作中的重要环节。当前传统输液方式主要依靠医护人员人工巡查，依靠肉眼观察液滴速度、剩余药液量，同时需要手动记录患者心率、血氧与体温数据，存在人力消耗大、响应滞后、人工判断误差大等问题。现有简易输液报警器大多功能单一，仅具备液位提醒能力，无法自动调节滴速、采集患者生命体征，缺少恒温加热与远程数据查看功能，难以满足智能化监护需求。随着嵌入式传感器、WiFi 无线通信与移动端开发技术不断成熟，低成本嵌入式终端可以集成多种传感模块完成多维度数据采集。本课题设计一套基于 STM32 或 51 单片机的智能输液监测系统，集成滴速检测、电机流速调节、液位监测、体温、心率血氧采集、恒温加热与 WiFi 远程通信功能，能够自动识别输液异常并触发声光报警，同时支持手机 APP 远程查看参数，减轻护理人员工作负担，提升输液过程安全性，具备良好的实际应用价值。

摘要

本课题设计实现一套基于 STM32 或 51 单片机的智能输液监测系统，系统集成多种传感器完成输液参数与人体体征数据采集。硬件包含光槽传感器、水位传感器、DS18B20 温度探头、MAX30102 心率血氧模块、ULN2003 驱动的步进电机、PTC 加热片、蜂鸣器以及 ESP8266 WiFi 模块。系统可实时检测输液滴速，通过步进电机自动调节阀门，在滴速、液位、体温、心率血氧超出阈值时触发声光报警；当温度低于设定下限，自动启动 PTC 加热模块。系统通过 ESP8266 建立无线通信，将监测数据上传至手机 APP，实现远程查看与参数设置。系统配置 3 个物理按键完成阈值设置，OLED 屏幕实时展示采集信息。测试结果表明，系统能够稳定完成输液监测、自动调控与异常预警，有效降低人工监护压力，适用于病房输液辅助监护场景。

总体方案

STM32 或 51 单片机主控芯片：作为系统核心控制器，负责读取各类传感器采集数据、逻辑判断、驱动外设、处理按键输入与 OLED 显示，是整个系统的数据处理和控制中枢；该类单片机开发资料丰富，外设接口充足，开发难度适配本科嵌入式开发，满足多传感器接入需求。
OLED 显示屏：用于本地实时展示滴速、液位状态、温度、心率、血氧等监测数据，方便现场医护人员直观查看信息，屏幕功耗低，驱动简单，适配嵌入式终端本地显示场景。
ULN2003 驱动模块 + 五线四相步进电机：ULN2003 作为电机驱动芯片，放大主控输出信号，驱动步进电机转动，以此控制输液阀门开度，实现滴速调节；该驱动方案成熟稳定，成本低，适合小功率阀门控制。
光槽传感器：采集液滴信号，统计液滴滴落速率，将光信号转换为电信号传输至主控，用于输液滴速检测，响应速度快，适合非接触式液滴检测。
水位传感器：实时检测输液容器内药液剩余量，识别药液耗尽状态，及时触发报警，实现药液液位监测，安装简单，满足液体有无检测需求。
蜂鸣器：声光报警执行器件，当滴速、液位、温度、心率血氧参数超出预设阈值时，蜂鸣器发出报警声音，完成本地告警提示。
DS18B20 防水温度探头：采集药液温度或者人体温度，数字信号输出，布线简单，防水特性适配液体环境测温场景。
继电器模块 + PTC 加热片：继电器作为开关器件，由单片机控制通断，PTC 加热片执行加热操作，当监测温度低于下限值时开启加热，实现输液药液恒温控制。
MAX30102 心率血氧传感器：采集人体心率、血氧饱和度数据，可直接输出数字测量结果，集成度高，可同步完成两项生命体征采集。
ESP8266 WiFi 模块：实现嵌入式终端与手机 APP 之间无线数据通信，上传监测数据，接收 APP 下发的参数设置指令，完成物联网远程通信功能。
物理按键（设置、增加、减小共 3 个）：本地人机交互硬件，用于切换设置项、修改各项参数阈值，方便现场人员对报警上下限进行配置。
计算机设备：用于单片机程序代码编写、编译、烧录调试，以及手机 APP 源码开发、调试，为软件开发提供运行环境。

核心功能

输液滴速检测与电机调速控制（核心功能）：光槽传感器持续捕捉液滴信号，计算当前滴落速度，单片机对比预设滴速阈值，控制步进电机正转、反转调节阀门开度；滴速超过上限电机正转关小阀门，滴速低于下限电机反转开大阀门，当滴速异常时启动声光报警，稳定维持输液速度在设定区间。
药液液位监测报警（核心功能）：水位传感器实时检测药液余量，当检测到药液耗尽时，系统触发蜂鸣器声光提醒，提示护理人员及时更换输液瓶，避免空滴情况发生。
心率血氧采集与超限报警（核心功能）：MAX30102 模块采集患者心率、血氧数据，系统支持设置心率上下限、血氧下限，当采集数值超出预设阈值，立即触发本地声光报警，实现患者生命体征实时监测。
温度采集与恒温加热控制（核心功能）：DS18B20 防水探头采集药液或者人体温度，用户可自定义温度上下限；检测温度低于下限，单片机控制继电器导通，启动 PTC 加热片升温；温度高于下限，继电器断开停止加热，维持药液温度稳定。
WiFi 无线通信与手机 APP 远程监控（核心功能）：ESP8266 模块建立 WiFi 连接，单片机将滴速、液位、温度、心率血氧数据上传至手机 APP；同时支持 APP 下发参数配置指令，用户可在移动端远程查看实时监测数据，完成阈值参数设置。
OLED 本地数据显示（基础功能）：OLED 屏幕实时刷新系统全部监测参数，现场人员无需手机即可查看当前输液状态、各项体征数值，直观展示系统运行状态。
按键参数配置（基础功能）：3 个实体按键分别为设置、增加、减小键，支持现场切换参数项，修改滴速、温度、心率、血氧对应的报警阈值，完成本地参数配置。
本地声光告警（辅助功能）：蜂鸣器配合系统逻辑，在滴速异常、药液耗尽、体征参数超限等各类异常场景下触发报警，实现现场提醒，保障输液安全。

技术路线

C 语言：单片机嵌入式程序开发语言，用于编写传感器数据读取、外设驱动、逻辑判断、报警控制、WiFi 数据收发等底层控制代码，是嵌入式终端开发主流编程语言。
Keil MDK：单片机代码开发与编译环境，完成 STM32 或 51 单片机项目工程创建、代码编译、程序烧录与在线调试，验证硬件底层驱动逻辑。
Arduino IDE：ESP8266 模块配套开发工具，编写 WiFi 通信程序，实现单片机与手机 APP 之间的数据交互调试。
Android Studio：手机 APP 开发工具，开发移动端监控软件，实现数据接收展示、参数下发功能，配套课题 APP 源码开发。
Altium Designer：硬件原理图与 PCB 设计软件，完成系统硬件电路绘制，进行硬件线路设计、器件布局。
Proteus：硬件仿真工具，前期开展电路仿真，验证传感器、电机、报警模块电路逻辑，降低硬件调试难度。
OLED、传感器驱动库：各类外设开源驱动库，简化光槽传感器、MAX30102、DS18B20 等模块的数据读取开发工作。
串口调试助手：系统调试工具，通过串口打印监测数据，辅助排查传感器采集、通信传输过程中的程序 bug。
MQTT 通信协议：ESP8266 与手机 APP 之间数据传输协议，实现物联网端与移动端轻量数据交互。
Git：代码版本管理工具，对单片机程序与 APP 源码进行版本管理，方便代码迭代与备份。

项目演示

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关于我们

博主本身从事开发软件开发、有丰富的编程能力和水平、累积给上千名同学进行辅导、有自己的独立工作室，目前只专注做自己专业领域的事。团队人员有多年架构师设计经验、多人有参加校企合作经验，被多个学校常年聘为校外企业导师，指导学生毕业设计并参与学生毕业答辩指导，有较为丰富的相关经验。期待与各位高校教师、企业讲师以及同行交流合作。