宋昕一，田璐羽，羅其波

（上海理工大學(xué)，上海，200093）

0 引言

近年來(lái)人們?cè)絹?lái)越重視醫(yī)療系統(tǒng)的發(fā)展，不斷改善創(chuàng)新醫(yī)療技術(shù)，力求做到智能化與信息化。其中病房呼叫系統(tǒng)是將病人的呼叫請(qǐng)求信息迅速傳遞給醫(yī)護(hù)人員求助的設(shè)施。傳統(tǒng)的有線呼叫系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)繁瑣復(fù)雜，不易修改與擴(kuò)裝；相比之下無(wú)線的呼叫系統(tǒng)在一定程度上提高了安全性與醫(yī)療求助的即時(shí)性，降低了生產(chǎn)應(yīng)用與維護(hù)成本。本文即基于proteus軟件針對(duì)呼叫系統(tǒng)進(jìn)行研究與測(cè)試。

1 系統(tǒng)整體功能

本病房呼叫系統(tǒng)由兩大主模塊組成。一個(gè)模塊為病人端，帶有8個(gè)按鍵與8個(gè)對(duì)應(yīng)指示燈，即此系統(tǒng)可同時(shí)連接服務(wù)8個(gè)病人，病人可通過(guò)按鍵，發(fā)出服務(wù)求助的請(qǐng)求，同時(shí)將點(diǎn)亮自身的LED指示燈。另一模塊為醫(yī)護(hù)端，主要為醫(yī)護(hù)人員接收來(lái)自病人的服務(wù)請(qǐng)求。醫(yī)護(hù)端共有兩塊數(shù)碼管顯示信息，一塊數(shù)碼管用于顯示最新發(fā)出的病人服務(wù)請(qǐng)求的床號(hào)，另一塊數(shù)碼管顯示病人發(fā)出請(qǐng)求服務(wù)的先后順序或總?cè)藬?shù)。醫(yī)護(hù)端有一設(shè)置開(kāi)關(guān)，當(dāng)開(kāi)關(guān)抬起時(shí)只能觀看當(dāng)前請(qǐng)求病人床號(hào)與總求助數(shù)，醫(yī)護(hù)人員可以根據(jù)呼叫的先后順序進(jìn)行服務(wù)；當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，醫(yī)護(hù)人員可通過(guò)按下順序鍵對(duì)呼叫病人進(jìn)行順序?yàn)g覽信息；按下逆序鍵對(duì)呼叫病人進(jìn)行逆序?yàn)g覽信息；按下清零鍵可以將當(dāng)前呼叫的病人請(qǐng)求信息進(jìn)行關(guān)閉，表明已完成對(duì)該病人的服務(wù)，并且病人對(duì)應(yīng)的LED燈也將關(guān)閉。

2 系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)

■2.1 復(fù)位電路

復(fù)位電路由按鍵與RC電路組成，復(fù)位信號(hào)的輸入端是RST引腳，高電平有效。當(dāng)系統(tǒng)一上電，RST腳將會(huì)出現(xiàn)高電平，系統(tǒng)則會(huì)重新開(kāi)始執(zhí)行程序。該復(fù)位操作屬于手動(dòng)復(fù)位。當(dāng)病人的服務(wù)請(qǐng)求得到解決后，可以通過(guò)醫(yī)護(hù)端進(jìn)行清零，也可以通過(guò)復(fù)位鍵實(shí)現(xiàn)清除呼叫。

■2.2 晶振電路

C51單片機(jī)的定時(shí)控制功能是由時(shí)鐘電路和振蕩器完成的，而根據(jù)硬件電路的不同，連接方式分為內(nèi)部時(shí)鐘方式和外部時(shí)鐘方式。本設(shè)計(jì)采用內(nèi)部時(shí)鐘方式。單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)反相放大器，XTAL1、XTAL2分別為反相放大器的輸入端和輸出端，外接定時(shí)反饋元件構(gòu)成振蕩器，加電后延時(shí)一段時(shí)間（約10ms）振蕩器產(chǎn)生時(shí)鐘，不受軟件控制；設(shè)計(jì)中X為晶振，振蕩產(chǎn)生的時(shí)鐘頻率由X1確定。電容C1、C2的作用有兩個(gè)：一是幫助振蕩器起振，二是對(duì)振蕩器的頻率起微調(diào)作用。

■2.3 數(shù)碼管顯示電路

數(shù)碼管顯示本質(zhì)是七個(gè)發(fā)光二極管組成，通過(guò)其中的一段或者幾段導(dǎo)通而形成不同的數(shù)字。數(shù)碼管有共陰極和共陽(yáng)極兩種，本設(shè)計(jì)都采用共陰極的數(shù)碼管。

（1）服務(wù)請(qǐng)求號(hào)顯示

當(dāng)病人按下服務(wù)請(qǐng)求按鍵時(shí)，連接在P0口的數(shù)碼管上會(huì)顯示呼救病人的病床號(hào)；當(dāng)有多個(gè)病人按下服務(wù)請(qǐng)求鍵時(shí)該數(shù)碼管會(huì)及時(shí)顯示當(dāng)前最新求救病人的病床信息，覆蓋前一個(gè)病人的病床號(hào)。

（2）服務(wù)序號(hào)顯示（或服務(wù)請(qǐng)求人數(shù)）

當(dāng)醫(yī)護(hù)端中的開(kāi)關(guān)鍵SW1處于抬起狀態(tài)時(shí)，連接在P2口的數(shù)碼管將顯示當(dāng)前求救的總病人數(shù)。當(dāng)SW1處于閉合狀態(tài)時(shí)通過(guò)按下醫(yī)護(hù)端對(duì)應(yīng)的順序/逆序鍵可瀏覽病人發(fā)起服務(wù)請(qǐng)求的先后序號(hào)。

■2.4 按鍵電路

單片機(jī)檢測(cè)按鍵的原理是：?jiǎn)纹瑱C(jī)的I/O口既可以作為輸出也可以作為輸入使用，當(dāng)檢測(cè)按鍵時(shí)用的是它的輸入功能，把按鍵的一端接地另一端與單片機(jī)的P1口相接，開(kāi)始時(shí)先給該I/O口賦一高電平，不斷檢測(cè)該I/O口是否變成低電平，當(dāng)按鍵閉合時(shí)，即相當(dāng)于該I/O口通過(guò)按鍵與地相連接變成低電平，程序一旦檢測(cè)到接口變成低電平說(shuō)明該按鍵被按下，然后執(zhí)行相應(yīng)的指令。

（1）病人端

病人可以通過(guò)按下自己病床的按鍵而向醫(yī)護(hù)人員進(jìn)行呼救。如圖1所示。

（2）醫(yī)護(hù)端

如圖2所示，通過(guò)控制4個(gè)按鍵可以實(shí)現(xiàn)瀏覽或刪除病人呼叫信息的不同功能。當(dāng)開(kāi)關(guān)SW1處于抬起狀態(tài)時(shí)，醫(yī)護(hù)者可以通過(guò)數(shù)碼管看到求救的病人床號(hào)。當(dāng)SW1處于閉合狀態(tài)時(shí)，醫(yī)護(hù)者可以按下P1.3口連接的順序按鍵瀏覽下一個(gè)呼叫病人；按下P1.4口連接的逆序按鍵可以瀏覽上一個(gè)呼叫病人；按下P1.5口連接的清零按鍵可以將當(dāng)前病人的服務(wù)請(qǐng)求進(jìn)行清零，表明已服務(wù)。

圖1 病人端按鍵電路

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

病房呼叫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程圖如圖3所示。

啟動(dòng)系統(tǒng)后，兩個(gè)數(shù)碼管都顯示0，八個(gè)LED燈都處于熄滅狀態(tài)，當(dāng)有病人呼叫時(shí)，相應(yīng)的LED燈會(huì)發(fā)光且數(shù)碼管及時(shí)顯示對(duì)應(yīng)的病床號(hào)以及當(dāng)前呼叫人數(shù)。若有多個(gè)呼叫時(shí)，數(shù)碼管會(huì)及時(shí)更新病床號(hào)并且覆蓋上一個(gè)病人的病床信息。

圖3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程圖

圖4 系統(tǒng)仿真

圖2 醫(yī)護(hù)端按鍵電路

4 系統(tǒng)調(diào)試仿真

當(dāng)病人呼叫順序?yàn)?、5、8、3，呼叫人數(shù)為4人時(shí)，系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果如圖4所示。

5 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)利用proteus軟件對(duì)病房呼叫系統(tǒng)進(jìn)行仿真測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明，根據(jù)模擬實(shí)際病房環(huán)境進(jìn)行隨機(jī)按鍵操作，該系統(tǒng)能夠及時(shí)迅速傳遞病人呼叫求助信息，操作便捷，線路簡(jiǎn)單，大大提高與保障了醫(yī)療服務(wù)的工作效率與質(zhì)量，可廣泛應(yīng)用至醫(yī)療工作環(huán)境中。