基于proteus的病房呼叫系统

宋昕一，田璐羽，罗其波

（上海理工大学，上海，200093）

0 引言

近年来人们越来越重视医疗系统的发展，不断改善创新医疗技术，力求做到智能化与信息化。其中病房呼叫系统是将病人的呼叫请求信息迅速传递给医护人员求助的设施。传统的有线呼叫系统电路设计繁琐复杂，不易修改与扩装；相比之下无线的呼叫系统在一定程度上提高了安全性与医疗求助的即时性，降低了生产应用与维护成本。本文即基于proteus软件针对呼叫系统进行研究与测试。

1 系统整体功能

本病房呼叫系统由两大主模块组成。一个模块为病人端，带有8个按键与8个对应指示灯，即此系统可同时连接服务8个病人，病人可通过按键，发出服务求助的请求，同时将点亮自身的LED指示灯。另一模块为医护端，主要为医护人员接收来自病人的服务请求。医护端共有两块数码管显示信息，一块数码管用于显示最新发出的病人服务请求的床号，另一块数码管显示病人发出请求服务的先后顺序或总人数。医护端有一设置开关，当开关抬起时只能观看当前请求病人床号与总求助数，医护人员可以根据呼叫的先后顺序进行服务；当开关闭合时，医护人员可通过按下顺序键对呼叫病人进行顺序浏览信息；按下逆序键对呼叫病人进行逆序浏览信息；按下清零键可以将当前呼叫的病人请求信息进行关闭，表明已完成对该病人的服务，并且病人对应的LED灯也将关闭。

2 系统电路设计

■2.1 复位电路

复位电路由按键与RC电路组成，复位信号的输入端是RST引脚，高电平有效。当系统一上电，RST脚将会出现高电平，系统则会重新开始执行程序。该复位操作属于手动复位。当病人的服务请求得到解决后，可以通过医护端进行清零，也可以通过复位键实现清除呼叫。

■2.2 晶振电路

C51单片机的定时控制功能是由时钟电路和振荡器完成的，而根据硬件电路的不同，连接方式分为内部时钟方式和外部时钟方式。本设计采用内部时钟方式。单片机内部有一个反相放大器，XTAL1、XTAL2分别为反相放大器的输入端和输出端，外接定时反馈元件构成振荡器，加电后延时一段时间（约10ms）振荡器产生时钟，不受软件控制；设计中X为晶振，振荡产生的时钟频率由X1确定。电容C1、C2的作用有两个：一是帮助振荡器起振，二是对振荡器的频率起微调作用。

■2.3 数码管显示电路

数码管显示本质是七个发光二极管组成，通过其中的一段或者几段导通而形成不同的数字。数码管有共阴极和共阳极两种，本设计都采用共阴极的数码管。

（1）服务请求号显示

当病人按下服务请求按键时，连接在P0口的数码管上会显示呼救病人的病床号；当有多个病人按下服务请求键时该数码管会及时显示当前最新求救病人的病床信息，覆盖前一个病人的病床号。

（2）服务序号显示（或服务请求人数）

当医护端中的开关键SW1处于抬起状态时，连接在P2口的数码管将显示当前求救的总病人数。当SW1处于闭合状态时通过按下医护端对应的顺序/逆序键可浏览病人发起服务请求的先后序号。

■2.4 按键电路

单片机检测按键的原理是：单片机的I/O口既可以作为输出也可以作为输入使用，当检测按键时用的是它的输入功能，把按键的一端接地另一端与单片机的P1口相接，开始时先给该I/O口赋一高电平，不断检测该I/O口是否变成低电平，当按键闭合时，即相当于该I/O口通过按键与地相连接变成低电平，程序一旦检测到接口变成低电平说明该按键被按下，然后执行相应的指令。

（1）病人端

病人可以通过按下自己病床的按键而向医护人员进行呼救。如图1所示。

（2）医护端

如图2所示，通过控制4个按键可以实现浏览或删除病人呼叫信息的不同功能。当开关SW1处于抬起状态时，医护者可以通过数码管看到求救的病人床号。当SW1处于闭合状态时，医护者可以按下P1.3口连接的顺序按键浏览下一个呼叫病人；按下P1.4口连接的逆序按键可以浏览上一个呼叫病人；按下P1.5口连接的清零按键可以将当前病人的服务请求进行清零，表明已服务。

图1 病人端按键电路

3 系统软件设计

病房呼叫系统的设计流程图如图3所示。

启动系统后，两个数码管都显示0，八个LED灯都处于熄灭状态，当有病人呼叫时，相应的LED灯会发光且数码管及时显示对应的病床号以及当前呼叫人数。若有多个呼叫时，数码管会及时更新病床号并且覆盖上一个病人的病床信息。

图3 系统设计流程图

图4 系统仿真

图2 医护端按键电路

4 系统调试仿真

当病人呼叫顺序为1、5、8、3，呼叫人数为4人时，系统运行结果如图4所示。

5 结语

本文通过利用proteus软件对病房呼叫系统进行仿真测试，测试结果表明，根据模拟实际病房环境进行随机按键操作，该系统能够及时迅速传递病人呼叫求助信息，操作便捷，线路简单，大大提高与保障了医疗服务的工作效率与质量，可广泛应用至医疗工作环境中。