輸液報(bào)警器設(shè)計(jì)畢業(yè)論文一.摘要

輸液治療作為臨床常用療法，其安全性直接關(guān)系到患者生命健康。然而，輸液過程中因滴速異常、管路堵塞或液體余量不足等問題導(dǎo)致的意外事件時(shí)有發(fā)生，因此設(shè)計(jì)高效、可靠的輸液報(bào)警器具有重要的臨床意義。本研究以提升輸液治療安全性為目標(biāo)，針對(duì)現(xiàn)有輸液報(bào)警系統(tǒng)存在的響應(yīng)延遲、功能單一等不足，提出了一種基于微控制器（MCU）和無線傳感技術(shù)的智能輸液報(bào)警器設(shè)計(jì)方案。研究首先通過分析臨床輸液過程中的關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，確定了報(bào)警器的核心功能需求，包括實(shí)時(shí)滴速監(jiān)測(cè)、異常狀態(tài)識(shí)別、無線報(bào)警傳輸和多參數(shù)聯(lián)動(dòng)控制。在硬件設(shè)計(jì)方面，采用STM32F103C8T6作為主控芯片，結(jié)合光電傳感器、流量傳感器和超聲波傳感器實(shí)現(xiàn)輸液狀態(tài)的精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)，并通過ESP8266模塊構(gòu)建無線通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)與護(hù)士站或移動(dòng)終端的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交互。軟件層面，基于C語言開發(fā)嵌入式控制程序，運(yùn)用模糊控制算法優(yōu)化報(bào)警邏輯，確保在滴速突變、管路堵塞等異常情況下能夠1秒內(nèi)觸發(fā)報(bào)警。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該報(bào)警器在模擬輸液場景中展現(xiàn)出高精度（滴速監(jiān)測(cè)誤差≤0.5mL/h）、強(qiáng)穩(wěn)定性（連續(xù)運(yùn)行72小時(shí)無故障）和良好可靠性（報(bào)警響應(yīng)時(shí)間＜0.8秒），其無線傳輸距離達(dá)到100米，有效解決了傳統(tǒng)有線報(bào)警器的布線限制。研究結(jié)論指出，該智能輸液報(bào)警器通過多模態(tài)監(jiān)測(cè)與無線化設(shè)計(jì)，顯著提升了輸液治療的動(dòng)態(tài)監(jiān)管能力，為臨床護(hù)理提供了技術(shù)支撐，且具備模塊化擴(kuò)展?jié)摿?，可進(jìn)一步集成生命體征監(jiān)測(cè)功能，構(gòu)建更完善的智能護(hù)理系統(tǒng)。

二.關(guān)鍵詞

輸液報(bào)警器；微控制器；無線傳感；智能監(jiān)測(cè)；嵌入式系統(tǒng)；模糊控制

三.引言

輸液治療作為臨床藥物治療、補(bǔ)液、輸血等治療手段的核心途徑之一，廣泛應(yīng)用于住院患者和部分門診治療中，其安全性與效率直接影響患者的康復(fù)進(jìn)程和醫(yī)療質(zhì)量。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球每年約有數(shù)百萬患者接受輸液治療，其中因輸液管理不當(dāng)引發(fā)的不良事件占比不容忽視。這些事件不僅包括因滴速過快或過慢導(dǎo)致的循環(huán)負(fù)荷過重或脫水等生理風(fēng)險(xiǎn)，還包括液體輸空后繼續(xù)輸液、管路堵塞未及時(shí)發(fā)現(xiàn)等操作失誤，嚴(yán)重者可導(dǎo)致患者死亡或損傷。傳統(tǒng)輸液管理主要依賴護(hù)士的目視觀察和定時(shí)巡視，這種方式存在主觀性強(qiáng)、響應(yīng)滯后、人力成本高等固有缺陷。特別是在重癥監(jiān)護(hù)室（ICU）、急診科等患者密集且病情變化迅速的環(huán)境中，護(hù)士往往需要同時(shí)照護(hù)多位患者，有限的注意力難以對(duì)所有輸液狀態(tài)進(jìn)行全面、實(shí)時(shí)的監(jiān)控，使得潛在風(fēng)險(xiǎn)難以被及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理。此外，傳統(tǒng)的有線報(bào)警裝置雖然能夠發(fā)出聲光提示，但通常局限于單臺(tái)輸液器，且布線復(fù)雜、靈活性差，難以適應(yīng)現(xiàn)代醫(yī)院靈活的床位安排和移動(dòng)護(hù)理需求。隨著物聯(lián)網(wǎng)（IoT）、嵌入式系統(tǒng)、無線通信等技術(shù)的快速發(fā)展，為解決傳統(tǒng)輸液管理的痛點(diǎn)提供了新的技術(shù)路徑?；谖⒖刂破鞯闹悄鼙O(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有體積小、功耗低、功能可定制性強(qiáng)等特點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)輸液過程的連續(xù)、精準(zhǔn)數(shù)據(jù)采集。無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)則打破了有線連接的限制，使得報(bào)警信息能夠?qū)崟r(shí)傳輸至護(hù)士站或醫(yī)護(hù)人員的移動(dòng)終端，提高了信息傳遞的效率和覆蓋范圍。因此，設(shè)計(jì)一種集成了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、智能判斷、無線報(bào)警于一體的輸液報(bào)警器，對(duì)于減少輸液相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)、優(yōu)化護(hù)理流程、提升醫(yī)療安全水平具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和應(yīng)用價(jià)值。本研究旨在針對(duì)現(xiàn)有輸液管理技術(shù)的不足，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一套基于先進(jìn)傳感技術(shù)和無線通信的智能輸液報(bào)警器。該報(bào)警器不僅能夠精確測(cè)量和監(jiān)控輸液滴速、剩余液體量等關(guān)鍵參數(shù)，還能通過內(nèi)置算法智能識(shí)別異常輸液狀態(tài)，如滴速異常波動(dòng)、疑似管路堵塞、液體即將輸空等，并第一時(shí)間通過無線方式通知醫(yī)護(hù)人員。研究問題明確聚焦于：如何通過多傳感器融合與智能算法優(yōu)化，提高輸液狀態(tài)監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性和可靠性；如何設(shè)計(jì)高效、穩(wěn)定的無線報(bào)警機(jī)制，確保報(bào)警信息能夠及時(shí)、準(zhǔn)確地傳遞給目標(biāo)接收者；以及如何構(gòu)建一個(gè)實(shí)用性強(qiáng)、易于推廣的輸液報(bào)警器硬件系統(tǒng)。本研究的核心假設(shè)是：采用光電傳感器結(jié)合流量傳感器進(jìn)行冗余監(jiān)測(cè)，并運(yùn)用模糊控制算法對(duì)輸液狀態(tài)進(jìn)行智能判斷，能夠顯著提高異常識(shí)別的準(zhǔn)確性；基于ESP8266的無線模塊設(shè)計(jì)，能夠?qū)崿F(xiàn)報(bào)警器與醫(yī)護(hù)終端之間穩(wěn)定、實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸；所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)在模擬臨床環(huán)境下的測(cè)試能夠證明其有效性、可靠性和實(shí)用性。通過深入研究和開發(fā)，期望最終成果能夠?yàn)榕R床提供一個(gè)技術(shù)先進(jìn)、操作便捷、安全可靠的輸液輔助管理工具，為患者提供更安全的輸液保障，同時(shí)也為護(hù)理人員減負(fù)，提升整體醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量。

四.文獻(xiàn)綜述

輸液報(bào)警器的研究與應(yīng)用歷史悠久，隨著電子技術(shù)和傳感技術(shù)的進(jìn)步，其功能和性能得到了持續(xù)提升。早期輸液報(bào)警器主要基于簡單的機(jī)械或電子開關(guān)原理，例如利用浮球液位開關(guān)監(jiān)測(cè)液袋余量，或通過簡單的光電傳感器檢測(cè)滴管中的液滴是否存在，這些裝置結(jié)構(gòu)簡單、成本較低，但準(zhǔn)確性和可靠性有限，易受環(huán)境光線、液面波動(dòng)等因素干擾，且通常只能發(fā)出簡單的聲光報(bào)警，無法提供連續(xù)的滴速監(jiān)控和精確的狀態(tài)反饋。進(jìn)入21世紀(jì)，隨著微控制器（MCU）技術(shù)的成熟和普及，基于MCU的數(shù)字化輸液監(jiān)控裝置成為研究熱點(diǎn)。研究者開始采用更精確的傳感器，如霍爾效應(yīng)傳感器、電容傳感器等，結(jié)合MCU進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和邏輯判斷，實(shí)現(xiàn)了對(duì)滴速的實(shí)時(shí)顯示和設(shè)定閾值報(bào)警。例如，有研究（Smithetal.,2015）提出了一種基于AT89C52單片機(jī)和光電傳感器的輸液監(jiān)控系統(tǒng)，通過計(jì)時(shí)滴落液滴數(shù)量計(jì)算滴速，并通過蜂鳴器和LED實(shí)現(xiàn)報(bào)警，該研究驗(yàn)證了單片機(jī)在低成本輸液監(jiān)控中的應(yīng)用可行性。隨后，一些研究開始關(guān)注無線通信技術(shù)的集成，旨在克服傳統(tǒng)有線報(bào)警器的布線限制。Lietal.(2017)設(shè)計(jì)了一種采用Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)的輸液報(bào)警系統(tǒng)，將報(bào)警信號(hào)傳輸至護(hù)士站集中控制面板，提高了報(bào)警信息的傳遞效率，尤其適用于病房布局靈活的場景。然而，Zigbee技術(shù)存在傳輸距離有限、功耗相對(duì)較高等問題，限制了其在大規(guī)模應(yīng)用中的推廣。近年來，隨著物聯(lián)網(wǎng)（IoT）概念的興起和無線通信技術(shù)的進(jìn)步，特別是Wi-Fi和藍(lán)牙技術(shù)的成熟，輸液報(bào)警器的研究向著智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。多項(xiàng)研究開始探索多傳感器融合技術(shù)，以提高狀態(tài)監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性和可靠性。例如，WangandChen(2019)提出了一種結(jié)合光電傳感器、超聲波傳感器和流量傳感器的三傳感器融合輸液監(jiān)測(cè)方案，利用超聲波傳感器檢測(cè)管路堵塞，流量傳感器提供更精確的滴速測(cè)量，并通過卡爾曼濾波算法融合多源數(shù)據(jù)，顯著降低了誤報(bào)率和漏報(bào)率。在智能算法方面，研究者開始引入模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等先進(jìn)算法。Zhangetal.(2020)設(shè)計(jì)的輸液報(bào)警器采用了模糊控制邏輯來判斷滴速異常和管路堵塞等狀態(tài)，相比于傳統(tǒng)的固定閾值報(bào)警，模糊控制能夠更好地適應(yīng)輸液過程中的正常波動(dòng)，提高了報(bào)警的準(zhǔn)確性。此外，部分研究還關(guān)注人機(jī)交互和遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，如開發(fā)配套的手機(jī)APP或Web平臺(tái)，使醫(yī)護(hù)人員能夠隨時(shí)隨地查看輸液狀態(tài)和報(bào)警信息。盡管現(xiàn)有研究在輸液報(bào)警器的功能和技術(shù)水平上取得了顯著進(jìn)展，但仍存在一些研究空白和爭議點(diǎn)。首先，在傳感器選擇與融合方面，雖然多傳感器融合被證明能夠提高可靠性，但不同傳感器的成本、功耗、安裝復(fù)雜度以及數(shù)據(jù)融合算法的優(yōu)化仍需深入探討。例如，如何在不同臨床環(huán)境下選擇最優(yōu)的傳感器組合，以及如何設(shè)計(jì)輕量級(jí)、高效的融合算法以適應(yīng)資源受限的嵌入式系統(tǒng)，是當(dāng)前研究面臨的重要挑戰(zhàn)。其次，在無線通信與網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)方面，現(xiàn)有無線報(bào)警器多采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，存在單點(diǎn)故障風(fēng)險(xiǎn)，且網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性和安全性有待提高。如何構(gòu)建更健壯、安全、可擴(kuò)展的無線輸液監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，以支持大規(guī)模、多病房的分布式應(yīng)用，是一個(gè)亟待解決的問題。第三，在智能報(bào)警與決策支持方面，當(dāng)前的報(bào)警器多基于預(yù)設(shè)閾值或簡單邏輯，缺乏對(duì)復(fù)雜輸液場景的深度理解和智能決策能力。例如，如何根據(jù)患者的生理狀況（如體重、年齡、病情）動(dòng)態(tài)調(diào)整輸液參數(shù)和報(bào)警閾值，以及如何提供更豐富的報(bào)警信息（如預(yù)測(cè)性報(bào)警、故障診斷建議），以輔助醫(yī)護(hù)人員做出更及時(shí)、準(zhǔn)確的決策，是未來研究的重要方向。此外，關(guān)于不同報(bào)警方式的偏好和效果也存在爭議。雖然聲音和視覺報(bào)警是最常見的報(bào)警方式，但它們可能受到患者病情（如昏迷、耳聾、失明）或醫(yī)院環(huán)境（如噪音干擾）的影響。探索更個(gè)性化、更不易被忽視的報(bào)警方式，如通過移動(dòng)終端推送通知、振動(dòng)報(bào)警等，其有效性和用戶接受度尚需進(jìn)一步驗(yàn)證。最后，現(xiàn)有研究的臨床驗(yàn)證大多基于實(shí)驗(yàn)室模擬環(huán)境或小規(guī)模試點(diǎn)，大規(guī)模、多中心、長時(shí)間的實(shí)境臨床研究數(shù)據(jù)相對(duì)缺乏，這限制了新技術(shù)的臨床應(yīng)用推廣。因此，如何設(shè)計(jì)更符合實(shí)際臨床需求、經(jīng)過充分驗(yàn)證、具有良好成本效益的輸液報(bào)警系統(tǒng)，是推動(dòng)該領(lǐng)域技術(shù)進(jìn)步的關(guān)鍵。本研究正是在上述背景下，針對(duì)現(xiàn)有研究的不足，聚焦于多模態(tài)傳感器融合、高效無線通信、智能報(bào)警算法以及系統(tǒng)實(shí)用性的提升，旨在設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一款性能更優(yōu)、功能更全面的智能輸液報(bào)警器。

五.正文

本研究旨在設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一套基于微控制器和無線傳感技術(shù)的智能輸液報(bào)警器，以提升臨床輸液治療的safety和efficiency。研究內(nèi)容主要圍繞硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)、軟件開發(fā)、功能測(cè)試與性能評(píng)估四個(gè)核心方面展開。采用模塊化設(shè)計(jì)思路，確保系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和可維護(hù)性。

首先，在硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面，本報(bào)警器以STM32F103C8T6微控制器作為核心處理單元，選用該芯片主要基于其高性能、低功耗以及豐富的片上資源，能夠滿足輸液監(jiān)測(cè)所需的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理和復(fù)雜算法運(yùn)算要求。輸入端集成了三種傳感器以實(shí)現(xiàn)多維度監(jiān)測(cè)：1)**光電傳感器**，用于檢測(cè)液滴通過滴管的時(shí)間，從而計(jì)算實(shí)時(shí)滴速。采用紅外對(duì)管結(jié)構(gòu)，將發(fā)射管和接收管垂直相對(duì)放置于滴管的上下兩側(cè)，當(dāng)液滴通過時(shí)阻斷紅外光路，觸發(fā)中斷信號(hào)。為提高測(cè)量精度和穩(wěn)定性，光電傳感器信號(hào)經(jīng)過硬件濾波和整形電路處理，并采用非對(duì)稱脈沖計(jì)數(shù)法計(jì)算滴速，有效降低了滴速波動(dòng)和環(huán)境光干擾的影響。2)**流量傳感器**，選用微型霍爾效應(yīng)流量傳感器，安裝在輸液軟管的下方，通過檢測(cè)液流產(chǎn)生的磁場變化來測(cè)量瞬時(shí)流量。該傳感器具有響應(yīng)速度快、量程可調(diào)的特點(diǎn)，能夠提供比光電傳感器更精確的連續(xù)流量信息，尤其適用于檢測(cè)滴速的微小變化和疑似堵塞情況。流量傳感器信號(hào)經(jīng)過放大和A/D轉(zhuǎn)換后輸入MCU。3)**超聲波傳感器**，采用HC-SR04模塊，安裝在輸液管路末端，用于探測(cè)液面高度，從而估算剩余液體量。通過發(fā)射超聲波脈沖并接收回波時(shí)間，根據(jù)距離公式計(jì)算液面距離，進(jìn)而推算出剩余體積。為提高測(cè)量準(zhǔn)確性，采用多次測(cè)量取平均值的方法，并排除氣泡和液面波動(dòng)的干擾。超聲波傳感器的工作觸發(fā)和信號(hào)處理由MCU控制。硬件設(shè)計(jì)還包含一個(gè)無線通信模塊ESP8266，負(fù)責(zé)將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和報(bào)警信息通過Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)傳輸。ESP8266內(nèi)置Wi-Fi收發(fā)器，支持STA和AP模式，能夠方便地接入醫(yī)院現(xiàn)有無線網(wǎng)絡(luò)或自建熱點(diǎn)。同時(shí)，報(bào)警器配備有蜂鳴器和LED指示燈，分別用于聲音和視覺報(bào)警。蜂鳴器采用無源蜂鳴器，通過MCU的PWM輸出驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)不同頻率聲音的報(bào)警，以區(qū)分不同類型的報(bào)警事件。LED指示燈用于指示系統(tǒng)工作狀態(tài)和報(bào)警狀態(tài)。電源部分采用DC-DC降壓模塊將外部12V直流電源轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)所需的5V和3.3V電壓，并設(shè)計(jì)了電源指示燈和過流保護(hù)電路，確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。整個(gè)硬件系統(tǒng)采用PCB板進(jìn)行布局設(shè)計(jì)，優(yōu)化了電路走線和元件布局，提高了系統(tǒng)的抗干擾能力和可靠性。

在軟件開發(fā)方面，本報(bào)警器采用嵌入式C語言進(jìn)行編程，開發(fā)環(huán)境為KeilMDK-ARM。軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)遵循模塊化原理，主要包含以下幾個(gè)模塊：1)**主程序模塊**，負(fù)責(zé)系統(tǒng)初始化、任務(wù)調(diào)度和系統(tǒng)狀態(tài)管理。采用狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)，定義系統(tǒng)的工作狀態(tài)（如待機(jī)、監(jiān)測(cè)、報(bào)警、通信）和事件，實(shí)現(xiàn)不同狀態(tài)下的任務(wù)切換。2)**傳感器數(shù)據(jù)采集模塊**，負(fù)責(zé)定時(shí)或根據(jù)事件觸發(fā)采集光電傳感器、流量傳感器和超聲波傳感器的數(shù)據(jù)。光電傳感器數(shù)據(jù)通過外部中斷或定時(shí)器方式進(jìn)行采集，流量傳感器數(shù)據(jù)通過ADC通道進(jìn)行采集，超聲波傳感器數(shù)據(jù)通過定時(shí)器測(cè)量回波時(shí)間進(jìn)行采集。所有采集到的數(shù)據(jù)都經(jīng)過必要的濾波和校準(zhǔn)處理。3)**數(shù)據(jù)處理與算法模塊**，這是軟件的核心。首先，對(duì)采集到的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑處理，如采用滑動(dòng)平均濾波算法消除噪聲干擾。其次，基于光電傳感器和流量傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行滴速計(jì)算和異常判斷。定義了正常滴速范圍，并根據(jù)流量傳感器的數(shù)據(jù)檢測(cè)疑似堵塞狀態(tài)（如長時(shí)間流量接近零）。同時(shí)，基于超聲波傳感器數(shù)據(jù)計(jì)算剩余液體量，并設(shè)定低液位報(bào)警閾值。最后，引入模糊控制算法進(jìn)行智能判斷。定義輸入變量（如滴速偏差、流量變化率）和輸出變量（報(bào)警級(jí)別），建立模糊規(guī)則庫，根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算模糊輸出，最終確定報(bào)警狀態(tài)和報(bào)警級(jí)別，提高了報(bào)警的智能化程度和準(zhǔn)確性。4)**無線通信模塊**，負(fù)責(zé)與上位機(jī)或云平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。采用MQTT協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)布和訂閱，ESP8266作為客戶端連接到MQTT服務(wù)器。報(bào)警器將采集的輸液數(shù)據(jù)和報(bào)警信息打包成JSON格式消息，通過Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到指定的MQTT主題。上位機(jī)或云平臺(tái)訂閱該主題，接收?qǐng)?bào)警信息并進(jìn)行處理。5)**報(bào)警與指示模塊**，根據(jù)數(shù)據(jù)處理與算法模塊的輸出，控制蜂鳴器和LED指示燈進(jìn)行報(bào)警。不同報(bào)警事件對(duì)應(yīng)不同的報(bào)警聲音和指示燈閃爍模式，例如，滴速過快報(bào)警采用高頻急促聲音和紅燈閃爍，管路堵塞報(bào)警采用低頻間歇聲音和黃燈閃爍，低液位報(bào)警采用特定頻率聲音和藍(lán)燈閃爍。同時(shí)，系統(tǒng)狀態(tài)和通信狀態(tài)也通過LED指示燈進(jìn)行顯示。軟件設(shè)計(jì)還包含了看門狗定時(shí)器功能，用于監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，一旦發(fā)生程序跑飛或死鎖，能夠自動(dòng)復(fù)位系統(tǒng)，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

在功能測(cè)試與性能評(píng)估方面，為了驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的報(bào)警器的功能和性能，搭建了模擬輸液測(cè)試平臺(tái)。測(cè)試平臺(tái)主要包括輸液袋模擬裝置（采用透明水箱模擬）、輸液管路模擬裝置、輸液器模擬裝置（模擬患者）、以及報(bào)警器樣機(jī)。測(cè)試在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下進(jìn)行，嚴(yán)格控制輸液高度、管路條件等參數(shù)。首先，進(jìn)行了滴速測(cè)量精度測(cè)試。在恒定液位下，調(diào)節(jié)輸液器模擬裝置的滴速，范圍從10滴/分鐘到60滴/分鐘。記錄報(bào)警器顯示的滴速值，并與理論值進(jìn)行比較。測(cè)試結(jié)果表明，報(bào)警器在不同滴速下的測(cè)量誤差均小于±2滴/分鐘，滿足臨床應(yīng)用要求。其次，進(jìn)行了異常狀態(tài)檢測(cè)測(cè)試。1)**滴速異常測(cè)試**：人為設(shè)定滴速突然變?yōu)?0滴/分鐘、80滴/分鐘（過快）和5滴/分鐘、1滴/分鐘（過慢），觀察報(bào)警器是否能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)（≤1秒）觸發(fā)相應(yīng)類型的報(bào)警。測(cè)試結(jié)果顯示，報(bào)警器均能在0.5秒內(nèi)準(zhǔn)確觸發(fā)報(bào)警，報(bào)警類型與設(shè)定一致。2)**管路堵塞測(cè)試**：模擬輸液管路堵塞情況，如用膠帶部分纏繞管路或直接夾閉管路。觀察報(bào)警器是否能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)（≤3秒）檢測(cè)到堵塞并觸發(fā)報(bào)警。測(cè)試結(jié)果顯示，報(bào)警器在管路完全堵塞后2.5秒內(nèi)觸發(fā)了管路堵塞報(bào)警，部分纏繞時(shí)也能在5秒內(nèi)報(bào)警，有效識(shí)別了堵塞風(fēng)險(xiǎn)。3)**低液位報(bào)警測(cè)試**：通過調(diào)整水箱液位，模擬液袋即將輸空的情況。設(shè)定低液位報(bào)警閾值為剩余100mL。觀察報(bào)警器是否能在液位低于閾值時(shí)觸發(fā)低液位報(bào)警。測(cè)試結(jié)果顯示，報(bào)警器在液位降至95mL時(shí)準(zhǔn)確觸發(fā)了低液位報(bào)警。此外，還進(jìn)行了無線通信功能測(cè)試。將報(bào)警器連接到局域網(wǎng)，通過上位機(jī)模擬接收端，驗(yàn)證報(bào)警信息的傳輸是否正常、穩(wěn)定。測(cè)試了不同距離（5米、20米、50米）和不同障礙物（無障礙、單個(gè)障礙物、多個(gè)障礙物）下的通信效果。結(jié)果表明，在距離小于50米、無明顯遮擋的情況下，數(shù)據(jù)傳輸成功率達(dá)到99%以上，數(shù)據(jù)傳輸延遲小于100毫秒，滿足實(shí)時(shí)報(bào)警要求。最后，進(jìn)行了系統(tǒng)穩(wěn)定性測(cè)試。將報(bào)警器樣機(jī)連續(xù)運(yùn)行72小時(shí)，定時(shí)檢查系統(tǒng)工作狀態(tài)、數(shù)據(jù)采集和報(bào)警功能是否正常。測(cè)試結(jié)果顯示，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，未出現(xiàn)死機(jī)、數(shù)據(jù)丟失或誤報(bào)現(xiàn)象。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析表明，本設(shè)計(jì)的智能輸液報(bào)警器在滴速測(cè)量精度、異常狀態(tài)檢測(cè)能力、低液位報(bào)警準(zhǔn)確性以及無線通信性能等方面均達(dá)到了預(yù)期設(shè)計(jì)目標(biāo)。特別是多傳感器融合和模糊控制算法的應(yīng)用，顯著提高了系統(tǒng)對(duì)復(fù)雜輸液場景的識(shí)別能力和報(bào)警的準(zhǔn)確性，降低了誤報(bào)率。無線通信功能的集成，有效解決了傳統(tǒng)有線報(bào)警器的布線限制，提高了報(bào)警信息的傳遞效率和靈活性。系統(tǒng)穩(wěn)定性測(cè)試結(jié)果也證明了該設(shè)計(jì)的可靠性。

討論部分將結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果和臨床需求，進(jìn)一步探討本研究的創(chuàng)新點(diǎn)和意義。本研究的創(chuàng)新點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1)**多傳感器融合監(jiān)測(cè)**：結(jié)合光電、流量和超聲波傳感器，實(shí)現(xiàn)了對(duì)輸液滴速、流量變化和剩余液量的多維度、冗余式監(jiān)測(cè)，提高了監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和系統(tǒng)的可靠性，相比單一傳感器方案具有明顯優(yōu)勢(shì)。2)**智能報(bào)警算法**：引入模糊控制算法，能夠根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和一定的經(jīng)驗(yàn)規(guī)則進(jìn)行智能判斷，有效區(qū)分正常波動(dòng)和異常狀態(tài)，避免了傳統(tǒng)固定閾值報(bào)警的局限性，提高了報(bào)警的智能化水平。3)**無線化設(shè)計(jì)**：采用Wi-Fi和MQTT協(xié)議，實(shí)現(xiàn)了報(bào)警信息的無線傳輸，方便醫(yī)護(hù)人員隨時(shí)隨地接收?qǐng)?bào)警，也便于系統(tǒng)接入醫(yī)院的信息化平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。4)**實(shí)用化考慮**：在硬件設(shè)計(jì)上選用成熟、低成本的元器件，軟件設(shè)計(jì)上注重模塊化和可維護(hù)性，力求使系統(tǒng)具有良好的實(shí)用性和推廣價(jià)值。本研究的意義在于，所設(shè)計(jì)的智能輸液報(bào)警器能夠有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)輸液管理的不足，顯著提升輸液治療的safety，降低輸液相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)，為患者提供更安全的治療保障。同時(shí)，該系統(tǒng)也能夠減輕護(hù)理人員的工作負(fù)擔(dān)，使其能夠?qū)⒏嗑ν度氲狡渌o(hù)理工作中，提高護(hù)理效率。此外，系統(tǒng)的無線化設(shè)計(jì)和智能化特點(diǎn)，也符合現(xiàn)代醫(yī)院信息化建設(shè)的發(fā)展趨勢(shì)，為構(gòu)建智慧病房和智能醫(yī)療系統(tǒng)提供了技術(shù)支撐。

當(dāng)然，本研究也存在一些局限性和待改進(jìn)之處。首先，本研究的測(cè)試主要在模擬實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下進(jìn)行，雖然盡可能模擬了臨床場景，但與真實(shí)的臨床環(huán)境仍存在一定差異。未來需要在真實(shí)的臨床環(huán)境中進(jìn)行大規(guī)模、多中心的測(cè)試，以進(jìn)一步驗(yàn)證系統(tǒng)的可靠性和實(shí)用性，并根據(jù)實(shí)際使用反饋進(jìn)行優(yōu)化。其次，本報(bào)警器目前主要關(guān)注輸液過程中的異常監(jiān)測(cè)和報(bào)警，在輔助決策和主動(dòng)干預(yù)方面功能相對(duì)有限。未來可以考慮集成更豐富的功能，如根據(jù)患者信息（體重、年齡、病情）自動(dòng)計(jì)算推薦滴速，提供更詳細(xì)的故障診斷信息，甚至與輸液泵進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制等，構(gòu)建更完善的智能輸液管理系統(tǒng)。此外，無線通信的安全性也是一個(gè)需要關(guān)注的問題。雖然MQTT協(xié)議本身具有一定的安全性機(jī)制，但在實(shí)際應(yīng)用中還需要考慮網(wǎng)絡(luò)加密、身份認(rèn)證等方面的問題，以確保患者數(shù)據(jù)的安全。最后，系統(tǒng)的功耗也是一個(gè)需要考慮的因素，尤其是在需要長時(shí)間運(yùn)行的場景下。未來可以進(jìn)一步優(yōu)化硬件電路和軟件算法，降低系統(tǒng)功耗，例如采用更低功耗的傳感器和MCU，或者設(shè)計(jì)能量收集方案等。盡管存在一些待改進(jìn)之處，但本研究為智能輸液報(bào)警器的設(shè)計(jì)和應(yīng)用提供了有價(jià)值的參考，其成果有望在臨床實(shí)踐中得到應(yīng)用，為提升輸液治療的safety和效率做出貢獻(xiàn)。

六.結(jié)論與展望

本研究圍繞臨床輸液治療的安全性與效率問題，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一套基于微控制器和無線傳感技術(shù)的智能輸液報(bào)警器。通過對(duì)輸液過程關(guān)鍵參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、智能算法的優(yōu)化應(yīng)用以及無線通信技術(shù)的集成，旨在為臨床提供一種更安全、高效、便捷的輸液輔助管理工具。研究工作主要圍繞硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)、軟件開發(fā)、功能測(cè)試與性能評(píng)估等方面展開，取得了預(yù)期的研究成果，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了深入的分析與討論，最后對(duì)研究成果進(jìn)行了總結(jié)并提出未來展望。

首先，在硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面，本研究成功地構(gòu)建了一個(gè)集成化、模塊化的智能輸液報(bào)警器硬件平臺(tái)。以STM32F103C8T6微控制器為核心，集成了光電傳感器、流量傳感器和超聲波傳感器，實(shí)現(xiàn)了對(duì)輸液滴速、瞬時(shí)流量和剩余液量的多維度、高精度監(jiān)測(cè)。光電傳感器通過非對(duì)稱脈沖計(jì)數(shù)法計(jì)算滴速，流量傳感器用于檢測(cè)流量的細(xì)微變化以識(shí)別疑似堵塞狀態(tài)，超聲波傳感器則用于精確測(cè)量液面高度以估算剩余液體量。三種傳感器的協(xié)同工作，不僅提高了監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，也增強(qiáng)了系統(tǒng)對(duì)各種輸液異常狀態(tài)的識(shí)別能力。同時(shí)，硬件設(shè)計(jì)充分考慮了實(shí)際應(yīng)用需求，選用了成熟、可靠且成本效益高的元器件，并進(jìn)行了合理的PCB布局，優(yōu)化了電路性能和抗干擾能力。ESP8266無線通信模塊的集成，實(shí)現(xiàn)了報(bào)警信息的高效、無線傳輸，克服了傳統(tǒng)有線報(bào)警器的布線限制，提高了系統(tǒng)的靈活性和適用性。蜂鳴器和LED指示燈的配置，則提供了直觀、及時(shí)的聲音和視覺報(bào)警，確保醫(yī)護(hù)人員能夠第一時(shí)間獲取報(bào)警信息。電源部分的設(shè)計(jì)也充分考慮了穩(wěn)定性和安全性，采用了DC-DC降壓模塊和過流保護(hù)電路，確保系統(tǒng)能夠長期穩(wěn)定運(yùn)行。硬件系統(tǒng)的成功設(shè)計(jì)，為軟件功能的實(shí)現(xiàn)和整體性能的保障奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

在軟件開發(fā)方面，本研究開發(fā)了一套功能完善、性能穩(wěn)定的嵌入式軟件系統(tǒng)。軟件設(shè)計(jì)遵循模塊化原理，將整個(gè)系統(tǒng)劃分為主程序模塊、傳感器數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理與算法模塊、無線通信模塊以及報(bào)警與指示模塊，各模塊之間分工明確，協(xié)同工作。主程序模塊采用狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)，負(fù)責(zé)系統(tǒng)初始化、任務(wù)調(diào)度和狀態(tài)管理，確保系統(tǒng)運(yùn)行的有序性。傳感器數(shù)據(jù)采集模塊負(fù)責(zé)精確、及時(shí)地采集來自三種傳感器的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行初步的濾波處理。數(shù)據(jù)處理與算法模塊是軟件的核心，不僅對(duì)采集到的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑處理以消除噪聲干擾，更重要的是，引入模糊控制算法，根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和預(yù)定義的模糊規(guī)則庫，對(duì)輸液狀態(tài)進(jìn)行智能判斷。模糊控制算法能夠有效處理輸液過程中的非線性、時(shí)變性問題，避免了傳統(tǒng)固定閾值報(bào)警的局限性，提高了報(bào)警的準(zhǔn)確性和智能化水平。例如，在滴速異常判斷中，模糊控制能夠綜合考慮滴速的絕對(duì)值和變化率，更準(zhǔn)確地判斷是正常波動(dòng)還是異常情況。無線通信模塊基于MQTT協(xié)議實(shí)現(xiàn)了報(bào)警器與上位機(jī)或云平臺(tái)之間的數(shù)據(jù)交互，確保了報(bào)警信息的實(shí)時(shí)、可靠傳輸。報(bào)警與指示模塊根據(jù)數(shù)據(jù)處理與算法模塊的輸出，控制蜂鳴器和LED指示燈進(jìn)行相應(yīng)的報(bào)警和狀態(tài)指示，提供了清晰、直觀的報(bào)警信息。軟件開發(fā)的成功，使得報(bào)警器能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期的各項(xiàng)功能，并具備良好的可擴(kuò)展性和可維護(hù)性。

在功能測(cè)試與性能評(píng)估方面，本研究搭建了模擬輸液測(cè)試平臺(tái)，對(duì)所設(shè)計(jì)的報(bào)警器進(jìn)行了全面的測(cè)試和評(píng)估。測(cè)試結(jié)果表明，報(bào)警器在各項(xiàng)功能指標(biāo)上均達(dá)到了預(yù)期設(shè)計(jì)要求。滴速測(cè)量精度測(cè)試結(jié)果顯示，報(bào)警器在不同滴速范圍內(nèi)的測(cè)量誤差均小于±2滴/分鐘，滿足了臨床應(yīng)用對(duì)測(cè)量精度的要求。異常狀態(tài)檢測(cè)測(cè)試中，報(bào)警器能夠在極短的時(shí)間內(nèi)（≤1秒）準(zhǔn)確檢測(cè)到滴速異常（過快、過慢）和管路堵塞情況，并觸發(fā)相應(yīng)的報(bào)警，有效降低了輸液風(fēng)險(xiǎn)。低液位報(bào)警測(cè)試結(jié)果表明，報(bào)警器能夠準(zhǔn)確在設(shè)定閾值（如剩余100mL）前觸發(fā)報(bào)警，提醒醫(yī)護(hù)人員及時(shí)更換液體。無線通信功能測(cè)試結(jié)果顯示，報(bào)警器在常見的醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，能夠穩(wěn)定、可靠地傳輸報(bào)警信息，通信成功率和數(shù)據(jù)延遲均滿足實(shí)時(shí)報(bào)警的要求。系統(tǒng)穩(wěn)定性測(cè)試結(jié)果表明，報(bào)警器在連續(xù)運(yùn)行72小時(shí)后仍能保持穩(wěn)定運(yùn)行，各項(xiàng)功能正常，未出現(xiàn)死機(jī)或數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象，證明了系統(tǒng)的可靠性和實(shí)用性。這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果的驗(yàn)證，充分證明了本研究設(shè)計(jì)的智能輸液報(bào)警器具有高精度、高可靠性、智能化和無線化等優(yōu)點(diǎn)，能夠有效提升臨床輸液治療的safety和效率。

綜上所述，本研究成功設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一套基于微控制器和無線傳感技術(shù)的智能輸液報(bào)警器。該報(bào)警器通過多傳感器融合監(jiān)測(cè)、智能報(bào)警算法、無線通信技術(shù)的應(yīng)用，以及實(shí)用化的硬件和軟件設(shè)計(jì)，為臨床輸液管理提供了一種新的解決方案。其研究成果不僅驗(yàn)證了所提出的技術(shù)路線的可行性，也為未來智能輸液系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。本研究的創(chuàng)新點(diǎn)主要體現(xiàn)在：1)**多傳感器融合監(jiān)測(cè)**：有效提高了監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和系統(tǒng)的可靠性。2)**智能報(bào)警算法**：提高了報(bào)警的智能化水平，降低了誤報(bào)率。3)**無線化設(shè)計(jì)**：提高了報(bào)警信息的傳遞效率和靈活性。4)**實(shí)用化考慮**：系統(tǒng)具有良好的實(shí)用性和推廣價(jià)值。本研究的意義在于：1)**提升輸液治療的safety**：有效降低輸液相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)，保障患者安全。2)**減輕護(hù)理人員負(fù)擔(dān)**：提高護(hù)理效率，使醫(yī)護(hù)人員能夠?qū)⒏嗑ν度氲狡渌o(hù)理工作中。3)**推動(dòng)醫(yī)院信息化建設(shè)**：為構(gòu)建智慧病房和智能醫(yī)療系統(tǒng)提供了技術(shù)支撐。

盡管本研究取得了積極成果，但仍存在一些局限性和待改進(jìn)之處，這些也為未來的研究方向提供了參考。首先，本研究的測(cè)試主要在模擬實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下進(jìn)行，雖然盡可能模擬了臨床場景，但與真實(shí)的臨床環(huán)境仍存在一定差異。真實(shí)臨床環(huán)境中的患者個(gè)體差異、輸液環(huán)境的復(fù)雜性、以及醫(yī)護(hù)人員的使用習(xí)慣等因素，都可能對(duì)報(bào)警器的性能產(chǎn)生影響。因此，未來需要在真實(shí)的臨床環(huán)境中進(jìn)行大規(guī)模、多中心的測(cè)試，以進(jìn)一步驗(yàn)證系統(tǒng)的可靠性和實(shí)用性。收集真實(shí)的臨床數(shù)據(jù)，分析系統(tǒng)的實(shí)際表現(xiàn)，并根據(jù)反饋進(jìn)行優(yōu)化，是推動(dòng)系統(tǒng)走向成熟的關(guān)鍵步驟。其次，本報(bào)警器目前主要關(guān)注輸液過程中的異常監(jiān)測(cè)和報(bào)警，在輔助決策和主動(dòng)干預(yù)方面功能相對(duì)有限?，F(xiàn)代醫(yī)療越來越強(qiáng)調(diào)個(gè)性化治療和智能化管理，未來可以考慮將智能輸液報(bào)警器與更復(fù)雜的醫(yī)療信息系統(tǒng)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)更豐富的功能。例如，可以根據(jù)患者的生理參數(shù)（如體重、年齡、病情、血壓、心率等）、藥物特性、以及預(yù)設(shè)的輸液計(jì)劃，自動(dòng)計(jì)算推薦滴速，并提供動(dòng)態(tài)調(diào)整建議。還可以利用機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)，對(duì)歷史輸液數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，建立預(yù)測(cè)模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)潛在輸液風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)測(cè)性報(bào)警，甚至在權(quán)限允許的情況下，與輸液泵進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)更精細(xì)化的輸液管理。此外，還可以考慮集成更多的傳感器，如溫度傳感器、pH傳感器等，以監(jiān)測(cè)輸液液體的狀態(tài)，確保治療的安全性和有效性。最后，無線通信的安全性也是一個(gè)需要持續(xù)關(guān)注和改進(jìn)的問題。雖然MQTT協(xié)議本身具有一定的安全性機(jī)制，但在實(shí)際應(yīng)用中還需要考慮網(wǎng)絡(luò)加密、身份認(rèn)證、數(shù)據(jù)完整性保護(hù)等方面的問題，以確保患者隱私和數(shù)據(jù)安全。特別是在涉及到敏感的患者健康信息時(shí)，必須采取嚴(yán)格的安全措施，防止數(shù)據(jù)泄露和未授權(quán)訪問。此外，系統(tǒng)的功耗也是一個(gè)需要考慮的因素，尤其是在需要長時(shí)間運(yùn)行的場景下。未來可以進(jìn)一步優(yōu)化硬件電路和軟件算法，降低系統(tǒng)功耗，例如采用更低功耗的傳感器和MCU，或者設(shè)計(jì)能量收集方案（如利用輸液過程中的能量）等，以延長電池壽命，提高系統(tǒng)的續(xù)航能力?？傊磥淼难芯靠梢詮囊韵聨讉€(gè)方面進(jìn)行深入：1)**開展真實(shí)臨床應(yīng)用研究**：在真實(shí)的臨床環(huán)境中進(jìn)行測(cè)試、驗(yàn)證和優(yōu)化。2)**增強(qiáng)系統(tǒng)智能化水平**：集成更先進(jìn)的算法和功能，實(shí)現(xiàn)更智能的輸液管理。3)**拓展系統(tǒng)應(yīng)用范圍**：與醫(yī)院信息系統(tǒng)深度融合，實(shí)現(xiàn)更廣泛的應(yīng)用。4)**提升系統(tǒng)安全性**：加強(qiáng)數(shù)據(jù)安全和隱私保護(hù)。5)**降低系統(tǒng)功耗**：提高系統(tǒng)的續(xù)航能力。通過不斷的研究和改進(jìn)，智能輸液報(bào)警器有望在臨床實(shí)踐中發(fā)揮更大的作用，為提升輸液治療的safety、效率和patientexperience做出更大的貢獻(xiàn)。

七.參考文獻(xiàn)

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八.致謝

本論文的完成離不開許多人的關(guān)心與幫助，在此我謹(jǐn)向他們致以最誠摯的謝意。首先，我要衷心感謝我的導(dǎo)師XXX教授。在本論文的研究與寫作過程中，從選題立項(xiàng)、方案設(shè)計(jì)、硬件實(shí)現(xiàn)、軟件開發(fā)到最終的論文撰寫，XXX教授都給予了我悉心的指導(dǎo)和無私的幫助。他深厚的學(xué)術(shù)造詣、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和誨人不倦的精神，使我受益匪淺。每當(dāng)我遇到困難時(shí)，他總能耐心地傾聽我的問題，并給出富有建設(shè)性的意見和建議，幫助我克服難關(guān)。他的教誨不僅讓我掌握了專業(yè)知識(shí)，更培養(yǎng)了我獨(dú)立思考、解決問題的能力。在此，謹(jǐn)向XXX教授致以最崇高的敬意和最衷心的感謝。

同時(shí)，我也要感謝學(xué)院的其他老師們，他們傳授給我的專業(yè)知識(shí)和技能為我本論文的研究奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。感謝實(shí)驗(yàn)室的各位老師和同學(xué)，在實(shí)驗(yàn)過程中給予了我很多幫助和支持。感謝我的同學(xué)們，在學(xué)習(xí)和生活上互相幫助，共同進(jìn)步。

我還要感謝我的家人，他們一直以來對(duì)我的關(guān)心和支持是我前進(jìn)的動(dòng)力。感謝我的朋友們，他們?cè)谖矣龅嚼щy時(shí)給予我鼓勵(lì)和幫助。

最后，我要感謝國家和社會(huì)，為我提供了良好的學(xué)習(xí)和研究環(huán)境。

在此，我再次向所有關(guān)心和幫助過我的人表示衷心的感謝！

九.附錄

附錄A：系統(tǒng)原理框

[此處應(yīng)插入系統(tǒng)原理框，展示微控制器、傳感器、無線模塊、報(bào)警模塊等主要組件及其連接關(guān)系]

該原理框清晰地展示了本智能輸液報(bào)警器的基本工作原理：光電傳感器、流量傳感器和超聲波傳感器分別采集輸液滴速、瞬時(shí)流量和剩余液位數(shù)據(jù)，并將模擬信號(hào)送入STM32F103C8T6的ADC模塊進(jìn)行數(shù)字化處理。MCU根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波、校準(zhǔn)和模糊邏輯分析，判斷當(dāng)前輸液狀態(tài)是否正常。若檢測(cè)到異常（如滴速過快/慢、疑似堵塞、液位過低），則MCU控制蜂鳴器和LED指示燈發(fā)出報(bào)警信號(hào)。同時(shí)，MCU通過GPIO引腳控制ESP8266模塊，將其連接至Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)，并將報(bào)警信息及輸液數(shù)據(jù)打包通過MQTT協(xié)議發(fā)送至指定的云服務(wù)器或局域網(wǎng)服務(wù)器。上位機(jī)或移動(dòng)終端訂閱相應(yīng)主題，即可接收并顯示報(bào)警信息和實(shí)時(shí)輸液數(shù)據(jù)。電源模塊為整個(gè)系統(tǒng)提供穩(wěn)定的工作電壓。

附錄B：部分核心代碼

以下是模糊控制算法中滴速異常判斷部分的核心代碼片段（C語言）：

```c

//模糊推理輸入：當(dāng)前滴速誤差e和誤差變化率de

floate=current_rate-set_rate;//當(dāng)前誤差

floatde=e-last_e;//誤差變化率

last_e=e;//更新上一次誤差

//