基于AT89C51的无线病床呼叫系统设计与实现

郭芸俊，张焕梅

(1.太原工业学院计算机工程系，山西 太原 030008;2.太原工业学院机械工程系，山西 太原 030008)

0 引言

当前病床呼叫系统具有较为广阔的应用前景，不仅广泛地应用在医疗服务机构，在养老机构更是发挥着重大作用[1，2]。本设计将无线技术应用于医疗设备上，实现了基于单片机的无线病床呼叫系统，以此来改变传统的呼叫模式，实现安装部署简单，维护保养方便，确保医护人员能够及时准确地了解患者的需求、解决突发状况，在提高医护人员工作效率的同时，避免医疗事故及纠纷[3]。

1 系统总体设计

该系统分为硬件和软件两部分，采用AT89C51单片机作为主控芯片，一个主机外接若干从机，主机负责接收各从机发来的信息，同时加以显示，从机则用来呼叫主机。系统设置三个呼叫等级(1-3)，分别为：紧急呼叫、常规护理和生活助理，当病床的呼叫信号通过MAX232芯片转换成电平信号后，通过从机传输给无线发送器，然后通过无线接收器经通讯电路传输给主机，最后主机进行数据处理，根据触发按键等级，将呼叫内容转换为数字显示在液晶显示屏幕上，护士将会对患者的需求进行回应，按下按钮后，液晶屏上的呼叫就会清除，即完成了一次呼叫，与此同时液晶屏就会回到初始状态。系统的总设计框图如图1所示[4]。

图1 系统总体结构图

2 控制系统硬件设计

整个系统由以下几个模块组成，分别为：无线发射模块、无线接收模块、液晶屏显示模块、电源模块、LED及蜂鸣器报警模块和复位应答模块等[5]。

本系统选用的无线发射和接收模块为T102-D，是一种传输性能强大、所需电量较小的无线收发器。同时，该产品还具有体积小、重量轻、传输距离远、可选择的接口多、稳定性好等优点。主机固定在护理站，采用220 V交流供电，经电源转换模块输出直流电，供主机使用。

单片机复位时，液晶屏清零。当有病人按下终端从机呼叫键时，按键逻辑编码信号经过转换器转换为通讯信号，通讯信号通过无线发射模块传送给终端主机，通过AT89C51单片机对收到信号进行数据处理，在液晶显示屏上显示处理结果的呼叫内容及信号来源床号，同时通过蜂鸣器发出提醒警示。当医护人员按下响应键后，屏幕消隐当前提示且不再重复提醒警示音，若存在多个病人呼叫，当按下响应键后，会出现下一个病人的信息且保持提醒警示音。并发呼叫会根据呼叫等级动态调整顺序，且提醒警示音根据呼叫等级有所区分。主机控制电路图如图2所示。

图2 主机控制电路图

3 控制系统软件设计

本控制系统程序设计的主要模块包括：主机主程序、从机主程序、延时子程序、初始化子程序、液晶屏显示子程序以及显示字模定义等。主程序流程图如图3所示。

图3 主机主程序流程图

4 系统调试仿真

在proteus中绘制好原理图之后，将在keil中生成的*.HEX目标文件载入到proteus中，就可以看到原理图中模拟的实物运行状态与过程。

在仿真运行时，会有无线信号从各个从机中通过无线传输模块传输到主机中，主机对信号进行处理并显示在液晶显示屏上。当没有呼叫时液晶屏上会显示“一切正常”；若有患者进行呼叫时，会显示床号及呼叫内容编号。

图4为没有任何呼叫时的液晶屏，图5为一床患者进行呼叫服务时的液晶屏，在屏幕显示的同时，LED灯会亮起，蜂鸣器也会响起。

图4 没呼叫时的液晶屏显示

图5 有呼叫时的液晶屏显示

5 结语

本设计基于Proteus和单片机AT89C51完成了无线病床呼叫系统的设计及研发工作，实现了医患之间远距离的及时沟通。整个系统采用模块化设计，结构简单，调试结果表明系统符合预期目标，可有效提高医院的整体医疗服务水平及效率。