李帥男

摘要：本設(shè)計是針對傳統(tǒng)有線呼叫系統(tǒng)所存在的各種不足而設(shè)計的一個無線病房呼叫系統(tǒng)，其主要以單片機STM32F103為核心進行控制，系統(tǒng)分為接收主機和呼叫分機兩大部分，使用Zigbee無線收發(fā)模塊CC2530進行組網(wǎng)，實現(xiàn)主機和分機之間的通訊。病人通過從機進行呼叫，通過無線網(wǎng)傳給主機，并通過液晶顯示屏可以顯示出呼叫的病床號，從而使醫(yī)生可以快速地救助有需要的病人。

關(guān)鍵詞：STM32；CC2530；無線收發(fā)模塊；呼叫系統(tǒng)

中圖分類號：TP23 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2018）09-0167-02

1 緒論

伴隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代醫(yī)院的醫(yī)療水平也得到了飛快的提高?？墒窃诂F(xiàn)代眾多的醫(yī)院里面，有很多醫(yī)院并不具備這樣能夠滿足人們需求的病房呼叫管理系統(tǒng)。通常在很多時候，醫(yī)院里的病人在遇到突發(fā)病情，需要醫(yī)生救助的時候，往往會出現(xiàn)無法及時地聯(lián)系到醫(yī)院護士或者醫(yī)生的情況。所以，一個良好的病房呼叫管理系統(tǒng)無論是對于病人還是對于醫(yī)院來說都是非常重要的[1]。

2 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計

2.1 系統(tǒng)整體框圖

本系統(tǒng)主要可以分為主機和從機兩大部分組成。主機由醫(yī)院護士或值班醫(yī)生持有，醫(yī)生或者護士可以通過主機接收到病人的呼叫信號，然后及時給予病人相應(yīng)的救助；從機由醫(yī)院里的病人持有，病人如果遇到突發(fā)情況，需要幫助時，只需要按下從機上的呼叫按鍵，便可以呼叫醫(yī)生或者護士了[2]。選用Zigbee中的CC2530無線收發(fā)模塊進行組網(wǎng)，來實現(xiàn)主機和從機之間的通訊信息和通訊命令的傳輸。主機以及從機上都分別裝有CC2530無線串口收發(fā)模塊。CC2530無線串口收發(fā)模塊與STM32之間進行串口通信。病人在按下呼叫按鍵進行呼叫的時候，從機STM32控制器將呼叫信號通過串口通信傳給CC2530無線串口收發(fā)模塊。無線收發(fā)模塊在接收到信息后，通過無線傳感網(wǎng)，將信息傳遞給主機的無線收發(fā)模塊，最后傳遞給主機STM32終端控制器，主機控制器會控制外圍各功能模塊電路做出相應(yīng)的反應(yīng)。如果存在多個病人同時按下呼叫按鍵，那么液晶顯示屏?xí)来物@示出呼叫的病人的病床號，同時報警小燈會被點亮，蜂鳴器報警會發(fā)出聲音來提醒醫(yī)院的值班醫(yī)生或者護士。無線病房呼叫系統(tǒng)的組成框圖如圖1所示。

2.2 STM32f103單片機的介紹

STM32中f10x系列的處理器是基于ARM Cortex-M3內(nèi)核，依據(jù)它的性質(zhì)和功能的區(qū)別，可以分為4個不一樣的類別。即：基本型f101系列單片機，USB基本型f102系列單片機，增強型f103系列單片機以及互聯(lián)網(wǎng)型F105和F107系列單片機。我們設(shè)計無線病房呼叫管理系統(tǒng)所使用的就是STM32嵌入式單片機f103系列中的C8T6芯片[3]。STM32嵌入式單片機f103系列的內(nèi)核的工作頻率最高可以到達72MHz。單片機內(nèi)部配備有高速存儲器，還有眾多的IO端口以及外圍設(shè)備，比如說DMA、電機控制PWM、溫度傳感器等。除此之外，還包括兩個12位的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，兩個通用型的16位定時器，兩個集成線路總線，兩個串行外設(shè)接口，三個通用異步收發(fā)器，一個通用串行總線，以及一個控制器局域網(wǎng)絡(luò)等等[4]。

2.3 關(guān)于Zigbee的介紹

關(guān)于無線網(wǎng)模塊，我們使用Zigbeecc中的2530無線串口收發(fā)模塊進行組網(wǎng)。 Zigbee是建立在IEEE802.15.的協(xié)議的基礎(chǔ)之上的一種新興的無線網(wǎng)絡(luò)雙向通訊技術(shù)。它的主要功能是體現(xiàn)在近距離的無線網(wǎng)連接上。所謂的協(xié)議棧，其實就是在無線網(wǎng)中每一層協(xié)議組合到一起的整體。它能夠明確地體現(xiàn)出一個網(wǎng)絡(luò)文件是如何進行傳輸?shù)??？梢哉fZigbee網(wǎng)絡(luò)中的組網(wǎng)設(shè)備按照功能分類可以分為兩種，一種是全功能設(shè)備（簡稱FFD），這種設(shè)備可以實現(xiàn)Zigbee協(xié)議棧里的全部功能。另外一種是精簡功能設(shè)備（簡稱FRD），顧名思義，這種設(shè)備是根據(jù)需要，只實現(xiàn)協(xié)議棧里的一部分功能，并不是全部[5]。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計

呼叫系統(tǒng)的軟件設(shè)計大體上分成主機、從機以及CC2530這3個主要方面。我們選擇使用Keil uVision5軟件進行運行程序。

當(dāng)呼叫系統(tǒng)上電，開始工作以后，就會立即最先檢測電源的狀態(tài)，初始化STM32單片機，1602液晶顯示屏，LED指示燈以及蜂鳴器等設(shè)備模塊。當(dāng)所有的設(shè)備電路模塊都正常了，然后就等待看是否有中斷發(fā)生，主控制器開始檢測有沒有呼叫信號傳入。如果病人按下呼叫按鍵，呼叫信號就會傳入，然后就開始運行子程序。主機系統(tǒng)程序流程圖如圖2所示。

4 結(jié)語

我們的無線病房呼叫管理系統(tǒng)大體上可以分成兩大組成部分，即主機部分和從機部分。系統(tǒng)的主機部分可以安裝在護士站或者交給值班醫(yī)生，用來接收病人的呼叫信息。從機部分可以安裝在病房中或者轉(zhuǎn)交給病人保管，可以讓病人在需要的時候按下呼叫按鍵進行呼叫醫(yī)生，確保了患者的人身安全。

參考文獻

[1]張華林，林達明.無線病房呼叫系統(tǒng)的設(shè)計[J].國外電子元器件，2006，（8）：22-25.

[2]孔英.智能病房管理系統(tǒng)的構(gòu)建[J]. 濟寧醫(yī)學(xué)院學(xué)報，2016，（03）：215-217.

[3]周江.STM32單片機原理及硬件電路設(shè)計研究[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2015，（11）：1.

[4]肖廣兵.ARM嵌入式開發(fā)實例——基于STM32的系統(tǒng)設(shè)計.電子工業(yè)出版社，2013（4）：23-34.

[5]李宏佳.嵌入式ZigBee網(wǎng)絡(luò)的研究應(yīng)用及其與Internet的融合[D].青島：青島科技大學(xué)，2008：1-33.