基于單片機(jī)的無線病房呼叫器[圖]

摘要：在傳統(tǒng)的呼叫系統(tǒng)基礎(chǔ)上,以80C51系列單片機(jī)為核心,設(shè)計(jì)了一種基于單片機(jī)的無線病房呼叫器.介紹了電路設(shè)計(jì)及軟件實(shí)現(xiàn)方法,并給出了系統(tǒng)框圖、硬件電路及部分程序設(shè)計(jì).該呼叫系統(tǒng)使用了專用的高集成度射頻無線收發(fā)芯片進(jìn)行傳輸,不僅避免了傳統(tǒng)的有線尋呼系統(tǒng)布線復(fù)雜和改建麻煩的問題,而且使整個(gè)系統(tǒng)電路簡潔、性能穩(wěn)定。

臨床求助呼叫是傳送臨床信息的重要手段，病房呼叫器是病人請求值班醫(yī)生或護(hù)士進(jìn)行診斷或護(hù)理的緊急呼叫工具，可將病人的請求快速傳送給值班醫(yī)生或護(hù)士，并在值班室的監(jiān)控中心電腦上留下準(zhǔn)確完整的記錄，是提高醫(yī)院和病室護(hù)理水平的必備設(shè)備之一。呼叫系統(tǒng)的優(yōu)劣直接關(guān)系到病員的安危，歷來受到各大醫(yī)院的普遍重視。

它要求及時(shí)、準(zhǔn)確可靠、簡便可行、利于推廣。我國傳統(tǒng)的病房呼叫系統(tǒng)采用的多是有線傳輸，存在著安裝布線復(fù)雜，檢查維修困難，抗干擾能力差，病房擴(kuò)建不易及費(fèi)用高，不雅觀的缺陷。為克服以上的不足，本研究介紹一種無線的病房呼叫器，其使用專用的射頻模塊，并使用單片機(jī)控制。

這樣不但解決了復(fù)雜布線等問題，更能提高醫(yī)療服務(wù)水平，適應(yīng)現(xiàn)代社會需求。

1 硬件電路設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)方案由呼叫器和主機(jī)構(gòu)成，使用射頻收發(fā)芯片，使系統(tǒng)工作在頻段433 MHz附近。系統(tǒng)使用單片機(jī)編碼/解碼，每個(gè)呼叫器有一個(gè)唯一的識別碼，并且識別碼可以隨時(shí)修改。當(dāng)用戶按發(fā)射鍵后，識別碼被發(fā)射出去，等待接收器的響應(yīng)，主機(jī)接收到服務(wù)申請后，根據(jù)識別碼鑒別出是由哪一臺呼叫器發(fā)出的申請，并給出聲音提示和顯示呼叫器的識別號。如果有幾個(gè)呼叫器在短時(shí)間里同時(shí)呼叫，主機(jī)則按照先后順序存儲起來，再按順序輪換顯示。

呼叫分機(jī)和接收主機(jī)的連接組成框圖如圖1和圖2所示。分機(jī)由撥碼開關(guān)來控制地址位的設(shè)置，當(dāng)掃描到呼叫按鈕按下時(shí)，其地址被讀入單片機(jī)，經(jīng)過處理后再送至發(fā)射芯片發(fā)射。分機(jī)用來進(jìn)行呼叫，使用單片機(jī)完成編碼，分機(jī)的核心電路即是單片機(jī)與射頻芯片的連接電路。主機(jī)負(fù)責(zé)接收分機(jī)發(fā)來的信號，并進(jìn)行解碼、顯示和報(bào)警。

主機(jī)上還設(shè)有鍵盤用于翻查、刪除記錄，所以主機(jī)上應(yīng)接有鍵盤、顯示和報(bào)警電路。

圖1 呼叫分機(jī)原理框圖

圖2 接收主機(jī)原理框圖

1.1 分機(jī)電路設(shè)計(jì)

分機(jī)是由一個(gè)8位的撥碼開關(guān)、單片機(jī)、無線收發(fā)芯片及相應(yīng)外圍電路構(gòu)成。分機(jī)使用便攜式設(shè)計(jì)，采用電池供電，在選用元件時(shí)除需要考慮到功耗和體積外，還需要考慮芯片工作的最低電壓的問題，所以單片機(jī)選用Arr89c2051,它在3V的電壓下就能穩(wěn)定工作，而且其具有AT89C51的內(nèi)核，指令系統(tǒng)也一樣，分機(jī)上所需要的I/O接口也很少，因此使用AT89C2051完全能滿足要求。

1.1.1 分機(jī)號碼設(shè)定電路的設(shè)計(jì)

分機(jī)采用8位撥碼開關(guān)手動(dòng)定位來確定分機(jī)的地址，如圖3所示。

若需要將分機(jī)移至別的病床，則只需要改變撥盤開關(guān)的狀態(tài)，即可改變分機(jī)的號碼。

圖3 分機(jī)號碼設(shè)定電路

2.2 分機(jī)軟件流程

分機(jī)在開機(jī)后首先初始化，然后就進(jìn)入休眠狀態(tài)以節(jié)省電能。系統(tǒng)查詢掃描發(fā)射鍵，如果沒有按下則繼續(xù)等待。如果掃描到發(fā)射鍵被按下，系統(tǒng)便掃描撥碼開關(guān)的狀態(tài)以確定地址碼，然后將射頻芯片置于發(fā)射狀態(tài)，并且開始傳送地址碼。地址碼傳送完畢后再將射頻芯片回復(fù)到接收狀態(tài)等待確認(rèn)信息，確認(rèn)信息收到后點(diǎn)亮確認(rèn)燈1 s,然后休眠狀態(tài)等待，如此循環(huán)工作，總流程如圖10所示。

圖10分機(jī)流程

本文中僅附帶主機(jī)主程序，作為對主機(jī)軟件設(shè)計(jì)的參考。

主機(jī)主程序：

3 結(jié)束語

本呼叫器的硬件設(shè)計(jì)電路結(jié)構(gòu)十分簡潔，成本低廉，能實(shí)現(xiàn)醫(yī)院呼叫所需的一般功能，但不能完全排除遇到主機(jī)忙而導(dǎo)致呼叫失敗的情況。一但由于分機(jī)上有一個(gè)確認(rèn)燈，遇到呼叫失敗的情況，呼叫后確認(rèn)燈不會閃亮，則需要用戶再次呼叫一次。該硬件和軟件設(shè)計(jì)方案已通過實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)，各項(xiàng)參數(shù)穩(wěn)定，功耗低，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，通信誤碼率低，具有很好的開發(fā)應(yīng)用前景。

作者：陳新崗 趙陽陽 李太鑫 曹傲琴 鄭林 來源：《重慶工學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)》

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