概述
當前全球范圍內，每10秒鐘就有一個糖尿病患者因并發癥死亡，在同一個10秒鐘內，又會新增兩例糖尿病患者;受糖尿病影響的人口總數約為2.46億，預計在未來20年內糖尿病患者的數量會上升至3.8億。糖尿病是一種終身代謝性疾病，若能得到有效控制，患者可以終生帶病而不影響工作和生活;若控制不當，會導致心血管疾病、血脂異常、失明、腎功能衰竭及截肢等嚴重并發癥。
現有的胰島素泵往往只可以注入胰島素，而缺乏對患者體內血糖的監測能力，是一個“半開環”系統。隨著國民經濟和人們生活水平的提高，患者對醫療儀器的需求正不斷增長，對其性能需求也不斷提高。因此，我們有必要設計一種基于嵌入式系統的智能胰島素泵，具有注射和監測兩種功能，實現真正的“閉環”控制，把糖尿病對患者生活帶來的不便降到最低。并且其體積小巧、價格低廉、能滿足廣大糖尿病患者的健康需要，因此智能胰島素泵的研制具有廣闊的應用及市場前景。
系統實現
嵌入式智能胰島素泵主要包含主處理器、電源及復位、LCD觸摸屏、泵驅動模塊和信號采集模塊。借助了高度集成的LPC2478微控制器，芯片內部集成了USB控制器、以太網接口、PWM、ADC以及方便的LCD顯示接口。其中USB用來傳輸數據，ADC用來采集血糖信號，PWM功能用于驅動泵的工作，LCD接口提供人機交互顯示部分，以太網接口將提供網絡服務功能。
由于目前的胰島素泵僅僅作為輸入胰島素的裝置，不能自動感知使用者體內血糖濃度，也不能自動將血糖控制到正常。因此本次設計在胰島素泵原有功能基礎上，加入血糖監測功能，間隔一定時間對血糖值進行采集，通過比對即時調整臨時注射量。通過LCD觸摸屏可以方便查詢血糖值和歷史注射記錄。USB和以太網可以與PC機進行數據交換并通過網絡發送給醫生。醫生通過血糖圖來制定相應的治療方案，并依據治療方案可重新設定胰島素的注入量。采用友好的人機交互界面，為糖尿病患者帶來極大方便，幫助患者擺脫生活不便的苦惱。
本系統在胰島素泵原有功能基礎上，加入血糖監測功能，真正起到人工胰的功能。將存儲的數據繪制成血糖圖，通過網絡傳輸給醫生，以便醫生制定相應的治療方案，最終實現個人—儀器—醫療機構一體化的治療。
硬件平臺采用自己繪制的PCB板，包括微控制器模塊、電機驅動模塊、LCD顯示模塊、信號采集放大電路、USB接口模塊和以太網接口模塊六部分，硬件原理圖如圖1所示。
微處理模塊
微處理模塊采用以ARM7 TDMI-S為內核的LPC2478芯片。其運行電壓范圍是3.3V~3.5V ，具有512kB片內高速Flash存儲器、1個外部存儲器控制器(EMC)、1個LCD控制器、1個10/100的以太網媒體訪問控制器(MAC)、1個USB全速Device/Host/OTG控制器、1個10位的ADC和1個PWM單元等片內資源。
LCD顯示模塊
由于LCD控制器集成在LPC2478微控制器，所以簡化了系統設計，降低了開發難度，提供了低成本、低功耗和高效的LCD顯示的解決方案。LCD接口電路如圖2所示，基于ADS7843的4線觸摸屏接口電路如圖3所示。
電機驅動模塊
微型泵驅動電路采用ROHM的H橋式驅動器，其低壓、方便的PWM信號(20kHz~100kHz)輸入對電機進行速度控制，為系統提供了高效率和低功耗的解決方案。電路如圖4所示。
