基于单片机的无线病房呼叫器

摘要：在传统的呼叫系统基础上,以80C51系列单片机为核心,设计了一种基于单片机的无线病房呼叫器.介绍了电路设计及软件实现方法,并给出了系统框图、硬件电路及部分程序设计.该呼叫系统使用了专用的高集成度射频无线收发芯片进行传输,不仅避免了传统的有线寻呼系统布线复杂和改建麻烦的问题,而且使整个系统电路简洁、性能稳定。

临床求助呼叫是传送临床信息的重要手段，病房呼叫器是病人请求值班医生或护士进行诊断或护理的紧急呼叫工具，可将病人的请求快速传送给值班医生或护士，并在值班室的监控中心电脑上留下准确完整的记录，是提高医院和病室护理水平的必备设备之一。呼叫系统的优劣直接关系到病员的安危，历来受到各大医院的普遍重视。

它要求及时、准确可靠、简便可行、利于推广。我国传统的病房呼叫系统采用的多是有线传输，存在着安装布线复杂，检查维修困难，抗干扰能力差，病房扩建不易及费用高，不雅观的缺陷。为克服以上的不足，本研究介绍一种无线的病房呼叫器，其使用专用的射频模块，并使用单片机控制。

这样不但解决了复杂布线等问题，更能提高医疗服务水平，适应现代社会需求。

1 硬件电路设计

本设计方案由呼叫器和主机构成，使用射频收发芯片，使系统工作在频段433 MHz附近。系统使用单片机编码/解码，每个呼叫器有一个唯一的识别码，并且识别码可以随时修改。当用户按发射键后，识别码被发射出去，等待接收器的响应，主机接收到服务申请后，根据识别码鉴别出是由哪一台呼叫器发出的申请，并给出声音提示和显示呼叫器的识别号。如果有几个呼叫器在短时间里同时呼叫，主机则按照先后顺序存储起来，再按顺序轮换显示。

呼叫分机和接收主机的连接组成框图如图1和图2所示。分机由拨码开关来控制地址位的设置，当扫描到呼叫按钮按下时，其地址被读入单片机，经过处理后再送至发射芯片发射。分机用来进行呼叫，使用单片机完成编码，分机的核心电路即是单片机与射频芯片的连接电路。主机负责接收分机发来的信号，并进行解码、显示和报警。

主机上还设有键盘用于翻查、删除记录，所以主机上应接有键盘、显示和报警电路。

图1 呼叫分机原理框图

图2 接收主机原理框图

1.1 分机电路设计

分机是由一个8位的拨码开关、单片机、无线收发芯片及相应外围电路构成。分机使用便携式设计，采用电池供电，在选用元件时除需要考虑到功耗和体积外，还需要考虑芯片工作的最低电压的问题，所以单片机选用Arr89c2051,它在3V的电压下就能稳定工作，而且其具有AT89C51的内核，指令系统也一样，分机上所需要的I/O接口也很少，因此使用AT89C2051完全能满足要求。

1.1.1 分机号码设定电路的设计

分机采用8位拨码开关手动定位来确定分机的地址，如图3所示。

若需要将分机移至别的病床，则只需要改变拨盘开关的状态，即可改变分机的号码。

图3 分机号码设定电路

2.2 分机软件流程

分机在开机后首先初始化，然后就进入休眠状态以节省电能。系统查询扫描发射键，如果没有按下则继续等待。如果扫描到发射键被按下，系统便扫描拨码开关的状态以确定地址码，然后将射频芯片置于发射状态，并且开始传送地址码。地址码传送完毕后再将射频芯片回复到接收状态等待确认信息，确认信息收到后点亮确认灯1 s,然后休眠状态等待，如此循环工作，总流程如图10所示。

图10分机流程

本文中仅附带主机主程序，作为对主机软件设计的参考。

主机主程序：

3 结束语

本呼叫器的硬件设计电路结构十分简洁，成本低廉，能实现医院呼叫所需的一般功能，但不能完全排除遇到主机忙而导致呼叫失败的情况。一但由于分机上有一个确认灯，遇到呼叫失败的情况，呼叫后确认灯不会闪亮，则需要用户再次呼叫一次。该硬件和软件设计方案已通过实验检验，各项参数稳定，功耗低，系统运行稳定，通信误码率低，具有很好的开发应用前景。

作者：陈新岗 赵阳阳 李太鑫 曹傲琴 郑林 来源：《重庆工学院学报(自然科学版)》

　　免责声明：本文仅代表作者个人观点，与C114中国通信网无关。其原创性以及文中陈述文字和内容未经本站证实，对本文以及其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺，请读者仅作参考，并请自行核实相关内容。