基于单片机的病床无线呼叫系统

赵晓磊，齐秋菊，郭春超， 霍旭阳

1.吉林医药学院，吉林吉林 132013 2.吉林医药学院附属医院，吉林吉林 132013

基于单片机的病床无线呼叫系统

赵晓磊1，齐秋菊1，郭春超2， 霍旭阳1

1.吉林医药学院，吉林吉林 132013 2.吉林医药学院附属医院，吉林吉林 132013

为实现护士与病人的远距离无线沟通，改善传统的病人呼叫医生护士的方式，本文设计一个无需布线的病床无线呼叫系统。以STC89C51单片机为控制核心，利用发射和接受模块实现信号的发射和接受，使该病床无线呼叫系统能够实现100m的远距离的信号的发射与接收，并能够绕过障碍物进行信号的传输。其性能稳定，元件少，安装方便，适合临床及日常生活类似需求的使用，可拓展性强。

STC89C51；无线传输；呼叫系统

目前大多医院的病床呼叫系统多采用有线传输方式，有线传输方式具有占用空间较大，材料多，而且不易移动的缺陷，因此需要对病床呼叫系统进行升级，近年来在我国无线领域有了大的进展[1]，这为此提供了有力的技术支持。基于STC89C51单片机的病床无线呼叫系统，可以有效的解决现今医院里的有线呼叫系统的种种缺点。病床无线呼叫系统的设计[2]，打破了以往传统的有线传输方式，有效的减少了材料使用量，降低了医疗成本。

1 硬件电路设计

1.1 系统硬件结构

本病床无线呼叫系统在单片机为主控的系统下包括五个模块，分别为发射模块、接收模块、声音报警、液晶显示及应答按键。系统的整体结构框图如图1所示。

图1 系统整体结构框图

利用单片机STC89C51控制整个系统运行流程。无线发射模块得电后发出信号，主机上的无线接收模块接收到呼叫信号，再将信号交给单片机处理。经单片机处理后，将呼叫信号输送给液晶显示模块和声音模块从而发出警报声音即显示病床，应答按键模块将信号通过单片机的处理给液晶显示模块，液晶显示模块收到信息显示已知。

1.2 无线发射模块电路图

无线发射模块由一个sc2262芯片、四个二极管、四个电阻、四个按键、一个发射器和外接电源组成，其电路图如图2所示。

图2 无线发射模块电路图

其工作过程以K5键为例：按下K5键，12V电源正极输出电流，到达D3，二极管D4起到反向截止的作用，电流到达2262的VCC即发射模块的VCC，2262开始工作，经D3输入数据后，由VT编码输出端输出数据，通过发射器发出呼叫信号。其他按键与其原理一样。

1.3 无线接收模块电路

无线接收模块又称解码接收模块，包括接收头和解码芯片sc2272两部分。sc2272与sc2262的引脚相同，接收头将接收到的信号输入sc2272的TE引脚[3]，芯片sc2272对接收到的信号进行解码。无线接收模块如图3所示。

图3 无线接收模块

sc2262与sc2272芯片之间的无线发射及接收过程如下：当有按键按下时，芯片sc2262得电工作，其第17管脚及VT输出数据信号，当VT管脚为低电平时，315MHz的高频发射电路不振荡，当17脚为高平时，315MHz的高频发射电路振荡并发出等频率的信号。芯片sc2272接收到发射模块所发出的信号后，其地址码经过两次比较核对后，VT脚才输出高电平，与此同时相应的数据脚也输出高电平，如果发送端一直按住按键，编码芯片也会连续发射。所以高频发射电路完全收控于芯片sc2262的VT脚。

1.4 报警模块

该系统具有声音报警功能，当有病人呼叫时，蜂鸣器就会大声提示，直到护士应答回复，才会停止鸣叫，控制引脚接在P3.4引脚上，利用三极管当作开关电路可以保护单片机，还可以起到放大电流的作用，当三极管基极为高电平时，发射极截止，为低电平时，发射极导通。

2 系统软件设计

2.1 程序结构设计

该系统由主程序、LCD液晶显示程序、按键程序、应答程序、无线接收程序及蜂鸣器报警程序组成。主程序起到一个初始化及调用各个模块程序的作用。无线接收程序单元接收到信号后，经单片机处理形成控制信号，使蜂鸣器发出警报，液晶显示程序显示位置信息，按键扫描程序扫描到有按键按下时，便结束报警并调用显示程序显示应答信息。

2.2 主程序流程图

主程序完成对系统时钟的设定，单片机各端口的工作状态，sc2272芯片和LCD1602的工作模式选择。主程序流程图如图4所示。

图4 主程序流程图

主程序的工作流程如下：开始后，首先对于液晶显示器及其他模块进行初始化。sc2262芯片得电后，VT引脚得高电平同时高频振荡器发出同频率的信号，sc2272芯片收到信号后，将信号传送给2272芯片的VT引脚，再将信号给单片机，经过单片机内部一系列处理后，调用液晶显示程序在显示屏上显示床位号，同时调用蜂鸣器程序使蜂鸣器发出报警声。护士收到警报后，按下应答按键，通过复位电路进行初始化，呼叫过程完成。

3 结论

本文基于STC89C51单片机，利用sc2262与sc2272芯片进行信号的发射与接收，实现了病人通过无线的方式与医护人员之间的沟通。病床无线呼叫系统具有很强的拓展性，不但可以应用于临床护理，还可以应用在日常的生活中。

[1]王意刚.病房呼叫系统[J].建筑电气，2005（7）：36-41.

[2]朱艳华，田行军，李夏青，等.基于PL3105的病床呼叫系统设计[J].北京石油化工学院学报，2009（6）：38-49.

[3]李朝青.单片机原理及接口技术[M].北京：北京航空航天大学出版社，2011.

TP3

A

1674-6708（2015）150-0174-02

赵晓磊，助教，硕士研究生，研究方向：模式识别、中医工程学

霍旭阳，博士，副教授，研究方向：生物电阻抗测量，生物医学工程