引言

病床呼叫系統(tǒng)是病人請求值班醫(yī)生或護士進行診斷或護理的緊急呼叫工具,?？蓪⒉∪说恼埱罂焖賯魉徒o值班醫(yī)生或護士,，是提高醫(yī)院和病室護理水平的必備設備之一,。

系統(tǒng)原理框圖

系統(tǒng)分為呼叫分機和接收主機,，分機用來進行呼叫,，編碼使用單片機完成，分機的核心電路即是單片機與射頻芯片的連接電路,。主機負責接收分機發(fā)來的信號,，并進行解碼、顯示和報警,，主機上還設有鍵盤用于翻查和刪除,，所以主機上應接有鍵盤、顯示和報警電路,。系統(tǒng)的主要原理框圖如圖1和圖2所示,。


圖1 呼叫分機原理框圖


圖2 接收主機原理框圖

系統(tǒng)軟件設計

系統(tǒng)的設計分主程序和顯示報警鍵盤等子程序設計，主程序設計中包括通信協議和收發(fā)程序的設計,。

分機系統(tǒng)流程圖設計

分機在開機后首先初始化,，然后就進入休眠狀態(tài)以節(jié)省電能。單片機查詢掃描發(fā)射鍵,，如果沒有按下則繼續(xù)等待,，如果掃描到發(fā)射鍵按下，系統(tǒng)便掃描撥碼開關的狀態(tài)以確定地址碼,，然后將射頻芯片置于發(fā)射狀態(tài)并且開始地址碼傳送,，地址碼傳送完畢后再將射頻芯片回到接收狀態(tài)等待確認信息，確認信息收到后點亮確認燈一秒,，然后休眠狀態(tài)等待,，如此循環(huán)工作。其總流程如圖3所示,。

圖3 分機流程圖

主機系統(tǒng)流程圖設計

主機開機便進行初始化,，然后進入數據接收狀態(tài)等待，當接收到呼叫信號后,，便進行存儲,，調用顯示子程序進行循環(huán)顯示，然后給呼叫器發(fā)送出回應信號,，發(fā)送完畢后,，射頻芯片再次置于接收狀態(tài)等待信息，其總流程圖如圖4,。

圖4 主機流程圖

系統(tǒng)硬件設計

分機電路設計

分機使用便攜式設計,，采用電池供電,，在選用元件時候需要考慮到功耗和體積，還需要考慮芯片工作的最低電壓的問題,。所以單片機選用AT89C2051,，它只有20個引腳，結構精簡,、體積小、功耗低,，而且在3V的電壓下就能穩(wěn)定工作,。它具有AT89C51的內核，指令系統(tǒng)也一樣,。分機上所需要的I/O口很少,，使用AT89C2051完全能滿足要求。此設計包括分機號碼設定電路的設計,、分機nRF401與AT89C2051主連接電路的設計,、分機天線設計、分機電源電路設計,。

綜合以上各部分電路,，得到分機總電路圖如圖5，PCB板如圖6,。



圖5 分機總電路圖

主機電路設計

從系統(tǒng)的原理框圖可知,，主機系統(tǒng)分電源、顯示,、報警,、鍵盤等部分。

主機電源電路的設計

由于主機不需要移動,，因而可以采用市電交流220V供電,，交流經變壓器后輸出6V交流經整流濾波后使用三端穩(wěn)壓芯片7805穩(wěn)壓，輸出5V直流供主機使用,。

三端穩(wěn)壓器采用CW7805,，CW7805特性參數為：U0為+4.75V~+5.25V，最小輸入電壓為+7V,，最大輸出電流為1A,。


圖6 分機電路PCB板

變壓器副邊輸出電壓：

，

變壓器副邊輸出電流,，取I2=1A,，變壓器副邊輸出功率。

由上分析,，副邊輸出電壓可取12V,，輸出電流為1A,，為留有余地，一般選功率為10W的變壓器,。

整流二極管選1N4001,，其極限參數為，而,，因為,，而，所以濾波電容C的耐壓應大于,。

此外,，系統(tǒng)還包括主機nRF401與AT89C51主連接電路設計、顯示電路的設計,、鍵盤電路設計,、報警電路的設計。綜合以上各部分電路,，主機總電路圖如圖7,，PCB板如圖8。


圖7 主機總電路圖

圖8 主機電路PCB圖

結論

該系統(tǒng)能實現醫(yī)院呼叫所需的一般功能,，為了簡化系統(tǒng)的硬件和軟件結構,，在設計時沒有考慮通話的功能。由于每次呼叫的時間在數十毫秒級別,，很難遇到兩個呼叫器在這么短的時間內同時發(fā)出呼叫信息,，所以呼叫器在呼叫之前沒有考慮主機忙的情況，也就不能完全排除遇到主機忙而導致呼叫失敗的情況,。但由于分機上有一個確認燈,，遇到呼叫失敗的情況，呼叫后確認燈不會閃亮,，則需要用戶再次呼叫一次,。由于時間和能力所限，系統(tǒng)的功能不能十分完善,，也難免有可能出現漏洞,，需要加以改進。