病床呼叫系統(tǒng)設(shè)計研究

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1、病床呼叫系統(tǒng)設(shè)計研究 摘要：隨著無線技術(shù)的快速發(fā)展，無線應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)運(yùn)用到人們生產(chǎn)生活中的多個領(lǐng)域，運(yùn)用無線技術(shù)來設(shè)計病床呼叫系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)無線信號的遠(yuǎn)距離傳輸，減少材料耗費，使醫(yī)患之間的溝通更加便捷，該系統(tǒng)運(yùn)用單片機(jī)作為控制部件對系統(tǒng)的工作進(jìn)行控制，具有一定的抗干擾能力，穩(wěn)定性強(qiáng)，實現(xiàn)了多路無線病床的呼叫。本文對基于單片機(jī)的病床呼叫系統(tǒng)進(jìn)行具體設(shè)計研究。 關(guān)鍵詞：單片機(jī)；病床呼叫系統(tǒng)；設(shè)計研究 0引言 隨著我國人口老齡化急速加劇，越來越多的人注重身體健康，人們的健康意識也在促進(jìn)醫(yī)療健康行業(yè)的蓬勃發(fā)展。病床呼叫系統(tǒng)是者與醫(yī)護(hù)人員之間比較簡便的溝通渠道

2、，為患者自身、家屬、以及醫(yī)護(hù)人員的治療均提供了諸多便利，病床呼叫系統(tǒng)已經(jīng)成為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)發(fā)展的必要設(shè)備之一。傳統(tǒng)的病床呼叫系統(tǒng)采用有線傳輸?shù)姆绞剑加每臻g大、所需材料多，而且有不易移動的缺陷，所以針對傳統(tǒng)的有線病房呼叫系統(tǒng)需要進(jìn)一步優(yōu)化與升級。本文所設(shè)計的基于AT89C51單片機(jī)的病床呼叫系統(tǒng)主要由遙控端與主控端組成，遙控端主要進(jìn)行信號的發(fā)射，而主控端負(fù)責(zé)對信號進(jìn)行處理，并且經(jīng)過液晶屏顯示，同時通過蜂鳴器進(jìn)行報警。本次無線病床呼叫系統(tǒng)的設(shè)計便于安裝和使用，實現(xiàn)了醫(yī)患之間溝通的便捷與靈活性。 1智能病床呼叫系統(tǒng)發(fā)展概況 在應(yīng)用層面上來講，呼叫系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)入到商業(yè)化運(yùn)營階段，許多

3、呼叫中心的服務(wù)模式也在逐漸由單純的客戶服務(wù)向混合服務(wù)轉(zhuǎn)變，這是呼叫市場需求的結(jié)果也是呼叫技術(shù)發(fā)展的結(jié)果。在信息時代背景下，醫(yī)院管理也在逐漸向信息化、智能化的方向發(fā)展，病房呼叫系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)醫(yī)院病房的智能化管理，完成呼叫、報警、信息存儲、信息顯示等功能。目前，市場上有有線型和無線型病床呼叫系統(tǒng)，很顯然，無線病床呼叫系統(tǒng)更能順應(yīng)時代發(fā)展的需求，但是無線電波會對其他醫(yī)療器械造成干擾，所以這種呼叫系統(tǒng)還需進(jìn)一步優(yōu)化與完善。 2基于單片機(jī)的病床呼叫系統(tǒng)設(shè)計任務(wù) 本次設(shè)計的總體任務(wù)為：首先對程序進(jìn)行編寫，完成病床號以及呼叫燈的程序控制。其次要能夠顯示在某段時間內(nèi)對應(yīng)病床的呼叫次數(shù)。最

4、后，在醫(yī)護(hù)人員接收到呼叫之后，要將呼叫響應(yīng)按鈕按停，同時對病人相應(yīng)病床的呼叫次數(shù)清零。 3基于單片的病床呼叫系統(tǒng)整體設(shè)計 3.1設(shè)計思路 本次設(shè)計運(yùn)用AT89C51單片機(jī)，該單片機(jī)的運(yùn)用能夠滿足該系統(tǒng)的設(shè)計需求。由病床的呼叫按鈕來對相應(yīng)的LED燈進(jìn)行控制，病床按一次，蜂鳴器就會響一次，醫(yī)護(hù)人員在接到呼叫指令之后，滅掉相應(yīng)的LED等，執(zhí)行醫(yī)護(hù)服務(wù)工作。 3.2系統(tǒng)硬件設(shè)計 3.2.1外圍電路設(shè)計 復(fù)位電路：在振蕩器運(yùn)行的過程中，有兩個機(jī)器周期（24個振蕩周期）以上的高電平出現(xiàn)在此引腳時，將使單片機(jī)復(fù)位，只要這個腳保持高電平，

5、51芯片便循環(huán)復(fù)位。復(fù)位后P0-P3口均置1引腳表現(xiàn)為高電平，程序計數(shù)器和特殊功能寄存器SFR全部清零。當(dāng)復(fù)位腳由高電平變?yōu)榈碗娖綍r，芯片為ROM的00H處開始運(yùn)行程序。時鐘電路：時鐘是程序的基礎(chǔ)，AT89C51核片內(nèi)由一個反相放大器構(gòu)成振蕩器，由它產(chǎn)生時鐘，時鐘可以由內(nèi)外部兩種方式產(chǎn)生。本次設(shè)計采用內(nèi)部方式，在XTAL1和XTAL2端外接石英晶體作為定時元件，內(nèi)部反向放大器自激振蕩，產(chǎn)生時鐘。時鐘發(fā)生器對振蕩脈沖二分頻，電容采用30pF電容。 3.2.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計 硬件結(jié)構(gòu)主要由信號發(fā)射模塊、信號接收模塊、聲音報警模塊、液晶顯示模塊以及答應(yīng)按鍵模塊共同組成。當(dāng)無線

6、發(fā)射模塊接收到信號之后，會經(jīng)過單片機(jī)對信號進(jìn)行處理，將病床呼叫信息傳送到液晶顯示模塊與聲音報警模塊，顯示出呼叫的病房與床號，醫(yī)護(hù)人員按下答應(yīng)鍵之后，單片機(jī)會將處理信息反映給液晶顯示模塊，顯示信息已經(jīng)收到。 （1）信號發(fā)射模塊 信號發(fā)射模塊選用一個4路非鎖存輸出的接收模塊和編碼芯片為PT2262并配有電池的遙控器組成，其工作頻率為315MHz，應(yīng)用距離為50-100米，能夠與單片機(jī)進(jìn)行對接，當(dāng)發(fā)射端的編碼與接收端的編碼相一致時，便完成一次呼叫。 （2）信號接收模塊 該模塊由接收頭和解碼芯片PT2272組成，將輸出口通過I/O接口與AT89C51單片

7、機(jī)的引腳相連接。在沒有進(jìn)行呼叫按鍵按下時，信號端的電壓為0，當(dāng)有按鍵信號輸出時，輸出端電壓會變?yōu)?98V,并且高電平也會變?yōu)榈碗娖?，觸發(fā)外部中斷0進(jìn)入中斷處理程序。 （3）液晶顯示模塊 液晶顯示模塊主要通過LED指示燈來實現(xiàn)，每個床位都安裝相應(yīng)的指示燈，當(dāng)有病人呼叫時，相應(yīng)的指示燈亮起。指示燈通過發(fā)光的二極管實現(xiàn)，分別接在單片機(jī)的相應(yīng)引腳上，每個指示燈都會串聯(lián)一個電阻，起到限流的作用，防止電流過大對二極管造成損壞。 （4）聲音報警模塊 聲音報警模塊采用蜂鳴報警器，當(dāng)病房有人呼叫時，蜂鳴器開啟，利用定時器中斷控制報警十秒，通過三極管作為開關(guān)電路對單

8、片機(jī)進(jìn)行保護(hù)，當(dāng)三極管基極為低電平時，發(fā)射極截止，當(dāng)三極管基極為高電平時，發(fā)射極導(dǎo)通。 3.3系統(tǒng)軟件環(huán)境介紹 基于AT89C51單片機(jī)的病房控制系統(tǒng)，以Keil_c為軟件編程環(huán)境，通過proteus軟件進(jìn)行電路仿真設(shè)計環(huán)境。Keil_c軟件是一款集編程和仿真于一體的軟件，支持匯編、C語言以及二者的混合編程。另外在Windows操作系統(tǒng)上還會運(yùn)用ProtuesISIS軟件，該軟件主要進(jìn)行電路分析與實物仿真，能夠?qū)δM器件與集成電路進(jìn)行仿真與分析，滿足單片機(jī)仿真系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，支持大量的存儲器和外圍芯片，功能非常強(qiáng)大。程序在運(yùn)行過程中，進(jìn)入軟件主界面，通過工具欄對命令進(jìn)行選擇

9、，在PickDevices左側(cè)窗口中選擇所需元件的關(guān)鍵字，放置元件并調(diào)整方向和位置，然后進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，最后進(jìn)行連線。 3.4系統(tǒng)主程序設(shè)計流程 本文所設(shè)計單片機(jī)病床呼系統(tǒng)主程序的實現(xiàn)是將所接收到的信息轉(zhuǎn)換成字符顯示在液晶顯示屏上，完成對液晶顯示器的初始化，在有人進(jìn)行按鍵呼叫的情況下，指示燈亮起并進(jìn)行聲音報警，提醒醫(yī)護(hù)人員注意。 3.5外部中斷服務(wù)子程序設(shè)計 本文選用中斷掃描方式，只有在外部中斷時才對鍵盤進(jìn)行掃描，這種掃描方式工作效率較高，其實時性強(qiáng)，在有按鍵按下的時候會對相應(yīng)的按鍵進(jìn)行掃描。在正在進(jìn)行的中斷過程不會被同級的中斷請求所打斷，當(dāng)CPU

10、同時接收到幾個中斷時，首先會相應(yīng)優(yōu)先級別最高的中斷請求。當(dāng)有呼叫按鍵按下時，則給出相應(yīng)的標(biāo)志變量賦值1，點亮相應(yīng)的指示燈，開啟蜂鳴器，由于數(shù)碼管顯示程序時動態(tài)的循環(huán)程序，在外部中斷子程序中會進(jìn)入到循環(huán)狀態(tài)，所以必須在中斷程序給出相應(yīng)的標(biāo)志變量賦值，最終實現(xiàn)數(shù)碼管顯示處理。如果按下的是大硬件，則觀察標(biāo)志變量是否為1，如果是1就滅掉相應(yīng)的指示燈，給標(biāo)志變量賦值0。如果不是1，就說明相應(yīng)的床位沒有呼叫。 4系統(tǒng)調(diào)試與結(jié)論 系統(tǒng)調(diào)試是系統(tǒng)開發(fā)必不可少的一個步驟，病床呼叫控制系統(tǒng)的調(diào)試包括軟硬件的調(diào)試、Proteus仿真、程序的燒錄、現(xiàn)場安裝調(diào)試。在系統(tǒng)設(shè)計完成之后，首先要對系統(tǒng)軟硬件進(jìn)行調(diào)試，如果出現(xiàn)問題需要及時進(jìn)行改進(jìn)。在對界面進(jìn)行調(diào)試時，需要運(yùn)用Proteus軟件，通過數(shù)據(jù)線與電源進(jìn)行連接，打開開關(guān)鍵，待初始化完成之后，對某一個呼叫按鍵進(jìn)行測試，當(dāng)對應(yīng)的LED指示燈亮并且蜂鳴器發(fā)出報警，證明該程序準(zhǔn)確無誤，能夠反映該設(shè)計的可行性。 5結(jié)束語 基于單片機(jī)的病床呼叫系統(tǒng)設(shè)計是傳送病床信息的重要手段，通過病床呼叫系統(tǒng)可以將病人的請求快速的傳遞給醫(yī)生或護(hù)士。病床呼叫技術(shù)在醫(yī)療監(jiān)測上的運(yùn)用意義重大，能夠造福廣大人民群眾，為國家醫(yī)療事業(yè)的發(fā)展提供動力。