郭蕓俊，張煥梅

(1.太原工業(yè)學(xué)院計(jì)算機(jī)工程系，山西 太原 030008;2.太原工業(yè)學(xué)院機(jī)械工程系，山西 太原 030008)

0 引言

當(dāng)前病床呼叫系統(tǒng)具有較為廣闊的應(yīng)用前景，不僅廣泛地應(yīng)用在醫(yī)療服務(wù)機(jī)構(gòu)，在養(yǎng)老機(jī)構(gòu)更是發(fā)揮著重大作用[1，2]。本設(shè)計(jì)將無(wú)線技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)療設(shè)備上，實(shí)現(xiàn)了基于單片機(jī)的無(wú)線病床呼叫系統(tǒng)，以此來(lái)改變傳統(tǒng)的呼叫模式，實(shí)現(xiàn)安裝部署簡(jiǎn)單，維護(hù)保養(yǎng)方便，確保醫(yī)護(hù)人員能夠及時(shí)準(zhǔn)確地了解患者的需求、解決突發(fā)狀況，在提高醫(yī)護(hù)人員工作效率的同時(shí)，避免醫(yī)療事故及糾紛[3]。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)分為硬件和軟件兩部分，采用AT89C51單片機(jī)作為主控芯片，一個(gè)主機(jī)外接若干從機(jī)，主機(jī)負(fù)責(zé)接收各從機(jī)發(fā)來(lái)的信息，同時(shí)加以顯示，從機(jī)則用來(lái)呼叫主機(jī)。系統(tǒng)設(shè)置三個(gè)呼叫等級(jí)(1-3)，分別為：緊急呼叫、常規(guī)護(hù)理和生活助理，當(dāng)病床的呼叫信號(hào)通過(guò)MAX232芯片轉(zhuǎn)換成電平信號(hào)后，通過(guò)從機(jī)傳輸給無(wú)線發(fā)送器，然后通過(guò)無(wú)線接收器經(jīng)通訊電路傳輸給主機(jī)，最后主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，根據(jù)觸發(fā)按鍵等級(jí)，將呼叫內(nèi)容轉(zhuǎn)換為數(shù)字顯示在液晶顯示屏幕上，護(hù)士將會(huì)對(duì)患者的需求進(jìn)行回應(yīng)，按下按鈕后，液晶屏上的呼叫就會(huì)清除，即完成了一次呼叫，與此同時(shí)液晶屏就會(huì)回到初始狀態(tài)。系統(tǒng)的總設(shè)計(jì)框圖如圖1所示[4]。

圖1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖

2 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

整個(gè)系統(tǒng)由以下幾個(gè)模塊組成，分別為：無(wú)線發(fā)射模塊、無(wú)線接收模塊、液晶屏顯示模塊、電源模塊、LED及蜂鳴器報(bào)警模塊和復(fù)位應(yīng)答模塊等[5]。

本系統(tǒng)選用的無(wú)線發(fā)射和接收模塊為T(mén)102-D，是一種傳輸性能強(qiáng)大、所需電量較小的無(wú)線收發(fā)器。同時(shí)，該產(chǎn)品還具有體積小、重量輕、傳輸距離遠(yuǎn)、可選擇的接口多、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。主機(jī)固定在護(hù)理站，采用220 V交流供電，經(jīng)電源轉(zhuǎn)換模塊輸出直流電，供主機(jī)使用。

單片機(jī)復(fù)位時(shí)，液晶屏清零。當(dāng)有病人按下終端從機(jī)呼叫鍵時(shí)，按鍵邏輯編碼信號(hào)經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為通訊信號(hào)，通訊信號(hào)通過(guò)無(wú)線發(fā)射模塊傳送給終端主機(jī)，通過(guò)AT89C51單片機(jī)對(duì)收到信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，在液晶顯示屏上顯示處理結(jié)果的呼叫內(nèi)容及信號(hào)來(lái)源床號(hào)，同時(shí)通過(guò)蜂鳴器發(fā)出提醒警示。當(dāng)醫(yī)護(hù)人員按下響應(yīng)鍵后，屏幕消隱當(dāng)前提示且不再重復(fù)提醒警示音，若存在多個(gè)病人呼叫，當(dāng)按下響應(yīng)鍵后，會(huì)出現(xiàn)下一個(gè)病人的信息且保持提醒警示音。并發(fā)呼叫會(huì)根據(jù)呼叫等級(jí)動(dòng)態(tài)調(diào)整順序，且提醒警示音根據(jù)呼叫等級(jí)有所區(qū)分。主機(jī)控制電路圖如圖2所示。

圖2 主機(jī)控制電路圖

3 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

本控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)的主要模塊包括：主機(jī)主程序、從機(jī)主程序、延時(shí)子程序、初始化子程序、液晶屏顯示子程序以及顯示字模定義等。主程序流程圖如圖3所示。

圖3 主機(jī)主程序流程圖

4 系統(tǒng)調(diào)試仿真

在proteus中繪制好原理圖之后，將在keil中生成的*.HEX目標(biāo)文件載入到proteus中，就可以看到原理圖中模擬的實(shí)物運(yùn)行狀態(tài)與過(guò)程。

在仿真運(yùn)行時(shí)，會(huì)有無(wú)線信號(hào)從各個(gè)從機(jī)中通過(guò)無(wú)線傳輸模塊傳輸?shù)街鳈C(jī)中，主機(jī)對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理并顯示在液晶顯示屏上。當(dāng)沒(méi)有呼叫時(shí)液晶屏上會(huì)顯示“一切正常”；若有患者進(jìn)行呼叫時(shí)，會(huì)顯示床號(hào)及呼叫內(nèi)容編號(hào)。

圖4為沒(méi)有任何呼叫時(shí)的液晶屏，圖5為一床患者進(jìn)行呼叫服務(wù)時(shí)的液晶屏，在屏幕顯示的同時(shí)，LED燈會(huì)亮起，蜂鳴器也會(huì)響起。

圖4 沒(méi)呼叫時(shí)的液晶屏顯示

圖5 有呼叫時(shí)的液晶屏顯示

5 結(jié)語(yǔ)

本設(shè)計(jì)基于Proteus和單片機(jī)AT89C51完成了無(wú)線病床呼叫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及研發(fā)工作，實(shí)現(xiàn)了醫(yī)患之間遠(yuǎn)距離的及時(shí)溝通。整個(gè)系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)試結(jié)果表明系統(tǒng)符合預(yù)期目標(biāo)，可有效提高醫(yī)院的整體醫(yī)療服務(wù)水平及效率。