输液监控系统 中等

输液监控系统

一、研究背景

         在我学习人工智能课程的时候，老师用纯净水瓶做例子讲解人工智能数据的采集、分类，然后对这些数据进行数据模型的训练，对数据模型的进行检测，利用数据模型进行实物进行图片分类识别。把纯净水瓶有水作为一类，纯净水瓶没水作为一类。来检测里面有没有水，如果是有水，我们就说是满瓶儿。如果是没水，我们就说是空瓶。通过这个例子我想到了医院里病人们输液的情景，家人们在病人输液时必须紧盯着输液瓶，如果输液瓶里的药液没有了就要及时喊护士来给换药或者停止输液进行处理，如果药液没有了，看护的人睡着了没有及时处理那病人就要遭受很大的痛苦，无疑是对病人雪上加霜。于是我决定按着这个原理来研究一套输液监控系统，让病人免受痛苦。

二、研究内容

          首先，我要采集输液瓶里有药液时的图片数据和没有药液时的图片数据，将这两种情况用手机和摄像头拍摄下来保存成图片，在蒲育人工智能网站的在线程序里训练成数据模型，作为下一步程序里调用的数据模型。2.制作一个简易的支架系统用来固定输液瓶和摄像头。3.将摄像头连接在主控系统中将摄像头采集的数据进行处理。4.根据数据处理的分类结果，如果是满瓶有药液显示安全提示：程序面板就出现“不用担心”、“现在是满瓶”、“祝你早日康复”。如果是空瓶没有药液监控系统程序面板就会出现“现在是空瓶”、“请叫护士”、“祝你早日康复”， 并发出报警，通知病人看护者并将信号传导到护士站，护士会第一时间发现并及时处理。

三、研究目的

        制作一个完善安全灵敏的输液监控系统，减轻病人的痛苦和病人看护者的负担。

四、研究过程

1.人工智能数据收集、处理、利用的原理

下图是采集图片数据

下图是将采集到的图片数据进行加工处理生成使用的数据模型

2.购买输液用具实际模拟输液场景，并采集图片数据训练数据模型

        我将买回来的输液瓶模仿医院的方法进行简单的处理能够让输液瓶吊起来，便于模仿实物场景采集数据。为了得到比较准确的数据模型，我用手机拍摄照片的方法和摄像头连接电脑上的人工智能数据模型训练平台直接采集输液瓶的图片两种方法，摄像头采集完数据图片后再把手机采集的图片上传到网上平台，对这些图片数据进行模训练处理。将得到的数据模型下载到电脑里保存，等待将数据模型导入编写的识别程序里。

3.制作简易的输液瓶和摄像头固定支架

为了更好的模拟医院的真实场景我有设计了一个同时固定输液瓶和摄像头的支架。

第一步设计图纸

第二步激光切割机加工实物

第三步组装支架固定输液瓶和摄像头

4.程序编写

5.安装调试

        将制作好的支架固定好，将摄像头与电脑连接，然后运行程序，如果输液瓶里有药液程序面板就出现“不用担心”、“现在是满瓶”、“祝你早日康复”。如果输液瓶里没有药液程序面板就会出现“现在是空瓶”、“请叫护士”、“祝你早日康复”， 并发出报警。经过几次调整识别的准确率越来越高了。

6.远程控制的研究

        我采用行空板和掌控板联网的方式，行空板检测到空瓶时将信号传给护士站的掌控板，掌控板发出报警并红灯点亮。程序编写如下：

（1）行空板的网络设置

（2）行空板服务器的设置

（3）下面是掌控板的网络编程设置

          如果摄像头监控到输液瓶是空瓶时向服务器发送“空瓶”信号。当掌控版监视到服务器收到“空瓶”的信号就由原来蓝灯变成红灯，开始响起音乐，掌控版的屏幕出现“现在是空瓶请及时处理”的文字提示。提醒工作人员。

（4）满瓶情况

（5）空瓶情况

7.带着作品到医院进行测试和请教

         我来到我县县医院来到事先联系好的神经科护士站，护士长阿姨对我非常友好，我的作品演示的也非常顺利。护士长对我的作品进行了表扬，也提出了很多建议，比如：我的作品在实际应用中操作起来非常繁琐，那个支架框应该改进，准确率还有待进一步提升等。下一步我要在实际应用中进一步试验和改进，力争做得更好。

8.进一步改进

        我们发现在实际监测的过程中由于各种环境变化的影响，满瓶的时候有时也偶尔会出现一次检测成空瓶状态，这样就会出现误报现象，为了解决这个问题我又把程序进行了改进，让出现超过5次检测到空瓶状态的时候才能向掌控板发送报警信号。这样基本就会避免发生误报的发生。

程序编写如下：

五、总结与展望

       通过我的努力，这个输液监控系统终于有些完善了，在医院工作人员的指导下我将进一步改进我的作品。