危重病人帮助系统设计

卢进军

（陕西理工学院 物理与电信工程学院，汉中 723001）

危重病人帮助系统设计

卢进军

（陕西理工学院 物理与电信工程学院，汉中 723001）

介绍了一种以无线遥控手柄发送模块、无线接收电路模块、单片机模块、LCD显示模块、声光报警模块及程序下载接口等部分组成的医院危重病人帮助系统.利用单片机控制并处理数据，功能强大，并且易于扩展.护理人员可以通过此系统对危重病人进行监护，满足病人在语言不方便交流的情况下生活方面的需求，一旦发生突发事件，就能通过声光报警信号在远距离的监护人员终端上显示病人的迫切需求，使于迅速采取应急措施.

STC89C52；无线；PT2272；LCD

随着人们生活水平的不断提高，人们对服务性行业的要求也越来越高，行业间的竞争也越来越激烈.当今国内各种大大小小的医院绝大多数还是在使用有线的呼叫系统，而有线的呼叫系统由于布线复杂、价格昂贵、不可移动、有碍美观、难修复等弊端而逐渐跟不上服务质量，已经落后时代.医院急需一款便捷，高性能的呼叫系统.

针对需要本文设计了一种危重病人帮助系统，在病人需要帮助的时候，只需要触摸键盘上的按钮，其所需帮助的信息就会经过无线发送模块发送出去，无线接收模块接收到信息后，发出报警信号，同时在显示器上显示病人的需求信息，护理人员看到病人的信息后会及时给予病人帮助.

1 方案论证与比较

1.1 主机选择

方案1：采用单片机控制，成本较低，处理速度较快，增加多路也易于实现［1］.在设计时，可以通过串口在显示器随机产生十以内加减法题目［2］.采用语音报警，可使医生或护士听到报警信息，并在显示屏上显示相关信息，可通过主机直接解警.方案2：采用PC机对该系统进行控制，其优点在显示界面和方法多，编程格式灵活，如采用JAVA、VB或用LabVIEW等，比较美观.通信接口需采用机内的RS－232，实现与下位机的实时数据传输.方案1比较有利于从机设计，成本低，易于实现，故而选择前者.

1.2 无线收发模块选择

对于无线收发模块，对比美国ACM公司单片发射芯片ACMTX16、无线调幅发射模块YCF500－1和台湾普城公司的PT2262／PT2272，从便于测量的角度出发，选择了普城公司的PT2262／PT2272芯片来完成无线收发功能.

1.3 显示模块的选择

本系统显示模块采用具有体积小、功耗低、显示内容丰富、超薄轻巧等优点的LCD1602.液晶显示模块LCD1602在袖珍式仪表和低功耗应用系统中应用广泛，它可以显示两行，每行16个字符，采用单＋5V电源供电，外围电路配置简单，价格便宜，具有很高的性价比.

1.4 点滴呼叫模块的选择

采用光电传感器检测点储液瓶液面信号.发光二极管发射的平行光束穿过茂菲氏滴管投射到光敏三极管的感光面上，在没有液体时，光敏三极管接收到的光照度最大，产生的光电流也最大，相反使光敏三极管产生的光电流减小.在低液面的情况下，进气所形成上升气泡在液面的聚集与运动，使平行光束的发散效应明显增强［3］.

2 硬件设计

系统主要由无线遥控手柄发送模块、无线接收电路模块、单片机模块、LCD显示模块、声光报警模块及程序下载接口等部分组成［4］.根据前面所述的各单元电路的设计情况，综合考虑后系统总体设计图如图1所示.

图1 整体设计框图

2.1 单片机模块

STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器.具有以下标准功能：8K字节Flash、512字节RAM、内置4KB EEPROM全双工串行口等.STC89C52在空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器／计数器、串口、中断继续工作.掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止.最高运作频率35 MHz，6T／12T可选［5］.

2.2 无线收发模块

无线接收有两种，一种是超再生接收，一种是超外差接收.本设计选用超外差接收.收发系统用到的收发模块是由两个单工的500m无外壳315MHz发射板9805－2K和315MHz无线超外差插针式锁存型接收板9903B组成一个无线收发系统.

2.3 编解码芯片

PT2262／2272是台湾普城公司生产的一种CMOS工艺制造的低功耗低价位通用编解码电路，PT2262／2272最多可有12位（A0－A11）三态地址端管脚（悬空、接高电平、接低电平），任意组合可提供531441地址码、PT2262最多可有6位（D0－D5）数据端管脚，设定的地址码和数据码从17脚串行输出，可用于无线遥控发射电路.

2.4 LCD液晶显示模块

LCD1602是一种用5X7点阵图形来显示字符的液晶显示模块，和单片机AT89C51直接接口［6］，电路如图2所示.

图2 LCD显示模块图

2.5 点滴呼叫模块

当储液瓶液面过低，需要更换或其他帮助时，会发出报警信号，该功能由储液瓶液面检测电路实现.液位检测是指输液时，当液面低于给定的输液位置时，认为输液过程己经结束，应发出报警信号，停止输液操作［7］.

3 电路仿真及实物调试

3.1 电路仿真

本电路仿真部分使用Proteus进行仿真.当按下单片机上的P1.0时，声光报警模块的LED灯闪烁，蜂鸣器发出报警音乐，声音较清晰响亮，同时在LCD显示屏上显示“Food A”.将单片机复位，按下其上的P1.1时，蜂鸣器和LED灯与上述情况相同，LCD显示屏上显示“Bath B”.按下 P1.2和 P1.3时，蜂鸣器与LED灯均显示正常，LCD显示器分别显示“Drags C”和“Water D”.因此电路仿真方面还是比较成功的，效果图如图3所示.

3.2 实物调试

制作好硬件之后，就进行软件编程，把两者结合起来对每一个模块进行调试.各个模块包括LCD1602液晶显示、声光报警模块、无线收发模块的接收和发射三个大模块.

LCD1602调试：只要熟悉了它的那些指令，线路连接正确，便可以显示出字符.通过对它的地址码编程，让它显示出所需要的字符，并且字迹清晰就算是成功了.实践表明只要主机一收到信号，液晶显示器则自动显示字符.

声光报警电路调试：只要将蜂鸣器所在电路焊接正确，线路连接得当，便可以正常报警.主机电源接通电源，烧入正确的报警电路测试程序后，发现电路并未正常工作.断开电源后，仔细检查，发现将单片机27、28脚连接颠倒，更改后再次测试，蜂鸣器正常报警，同时显示灯闪烁.

无线通信模块调试：无线通信模块是系统中心，同时也是重点.开始以一块只有接收功能，一块只有发射功能的两块小板作为调试对象，进行模块的单独调试，通过LED的指示来判定是否发送和收到数据，未获成功.在VT脚到INT0脚之间加了一个非门.

收发距离调试：系统收发距离不能达到需要，而模块上只留出了加天线的位置，采用漆包线来绕制未能解决问题，由于51系列单片机工作时，会产生比较强的电磁辐射，主要频率在9～900MHz，会影响无线接收模块的灵敏度.最终采用一个比较细的网线去皮拉直焊在模块上获得很好的效果.

图3 仿真效果图

4 结 语

本设计的创新点在于设备便携、功耗低、长距离无线接收，报警音乐是首悦耳动听的歌曲.为病人监护人员带来了比较大的活动空间，有利于人们生活质量的提高.

［1］薛钧义.MCS－51／96系列单片微型机计算及应用［M］.西安交通大学出版社，1998：128－135.

［2］朱定华，刘 玉.单片机原理及应用技术学习辅导［M］.电子工业出版社，2001：22－46.

［3］郑司强.试论STC89C52单片机［J］.网友世界，2012（4）：53－54.

［4］沙占友，王彦明.单片机外围电路设计［M］.电子工业出版社，2003（3）：42－56.

［5］卢 超.单片机系统中的抗干扰及可靠性设计［J］.仪表技术，2010（2）：43－45.

［6］王兆月，等.微型计算机接口技术［M］.机械工业出版社，2006：55－89.

［7］于汇泉，吕丽雪.普通输液报警及控制系统的设计和研制［J］.医疗设备信息，2004（9）：10－11.

The Design of Help System for Serious Patients

LU Jin－jun
（School of Physics and Telecommunication Engineering，Shanxi University of Technology，Hanzhong 723001，China）

This paper introduces a hospital help system for serious patients.It is composed of wireless remote control handle sending module，a wireless receiving circuit module，single－chip module，display module，LCD module，Sound－light alarm module and program download interface components.Single－chip controt is used to process dato tasks，which is power fut and easy to expand.The nursing staff can use this system to monitor the serious patients and meet the patient＇s basic needs.In case of emergencies，the patient′s urgent need can be displayed at terminal by giving sound and light alarm signals so that emergent measures can be taken.

STC89C52；wireless；PT2272；LCD

TP79

A

1671－119X（2013）02－0034－03

2012－11－27

陕西省教育厅专项科研资助项目（11JK1075）

卢进军（1975－），男，硕士，讲师，研究方向：计算机应用技术.