基于AT89C51單片機(jī)的無線病房呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì)

病房呼叫系統(tǒng)作為一種基本醫(yī)療陪護(hù)設(shè)備已逐步得到普及并不斷得到改進(jìn)。傳統(tǒng)的病房呼叫系統(tǒng)采用PC 機(jī)聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控和有線控制， 雖然具備很強(qiáng)的專業(yè)服務(wù)功能和監(jiān)護(hù)能力， 但是其實(shí)現(xiàn)方法復(fù)雜， 前期投資和后期維護(hù)的費(fèi)用都很高。

本文采用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸通信和實(shí)時(shí)報(bào)警功能， 設(shè)計(jì)一套低成本通用型的病房呼叫系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)采用無線通信的方式， 降低了復(fù)雜的布線、安裝檢修和拆卸的難度, 并可監(jiān)控多個(gè)病房且便于擴(kuò)充升級(jí)。

1 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)采用從機(jī)和主機(jī)相分離的模式。從機(jī)安裝于各個(gè)病房， 主機(jī)安裝于醫(yī)務(wù)室或值班室。多個(gè)從機(jī)處于等待外部呼叫信號(hào)的狀態(tài)， 主機(jī)則時(shí)刻處于等待接收從機(jī)呼叫信息的狀態(tài)， 并且從機(jī)與主機(jī)之間采用無線數(shù)據(jù)

傳輸通信。當(dāng)病人按動(dòng)安裝在床頭的從機(jī)按鍵時(shí)， 安裝在護(hù)士站的主機(jī)收到信號(hào)后發(fā)出提示音， 同時(shí)發(fā)光二極管亮， 數(shù)碼管顯示呼叫病人的床位號(hào)和呼叫次數(shù)， 醫(yī)生或護(hù)士根據(jù)顯示床位號(hào)進(jìn)行治療與服務(wù)。

該病房呼叫系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)主要包括主機(jī)硬件設(shè)計(jì)和從機(jī)硬件設(shè)計(jì)兩部分。主機(jī)硬件設(shè)計(jì)包含了射頻芯片

外圍電路、顯示部分、警報(bào)部分及AT89C51 芯片的簡(jiǎn)單外圍電路的設(shè)計(jì)。從機(jī)硬件設(shè)計(jì)則包含射頻芯片外圍電路、外部輸入電路及AT89C51 芯片的簡(jiǎn)單外圍電路的設(shè)計(jì)。

1.1 主機(jī)硬件電路設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)以AT89C51 為控制器， 采用射頻芯片nRF401設(shè)計(jì)接收/發(fā)射電路，實(shí)現(xiàn)與從機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸[1]。當(dāng)nRF401芯片接收并處理完接收數(shù)據(jù)后或控制器向nRF401 芯片傳輸發(fā)送信息時(shí)，nRF401 芯片與控制器之間的通信采用的是異步串行通信的方式。在這種通信方式下， 單片機(jī)的RXD 端和TXD 端分別與nRF401 芯片的DOUT 端和DIN 端連接， 用作兩者之間的數(shù)據(jù)串行傳輸通道。而P1.1 口與nRF401 芯片的TXEN 口連接，用來選擇nRF401芯片的工作狀態(tài)( 發(fā)射狀態(tài)或接收狀態(tài))。P1.2 口與nRF401 芯片的PWR-UP 口連接， 用來控制nRF401 芯片的節(jié)電狀態(tài)。P1.3 口與nRF401 芯片的CS 口連接， 用來選擇nRF401 芯片的發(fā)射頻率(該芯片有兩種發(fā)射頻率)。

此外，nRF401 芯片的ANT1 和ANT2 兩個(gè)端口與發(fā)射天線連接。nRF401 外圍電路如圖1 所示， 為了便于使用較低成本的PCB 天線， 本設(shè)計(jì)中的天線接口設(shè)計(jì)為差分天線[ 2]。本系統(tǒng)主機(jī)硬件電路設(shè)計(jì)如圖2 所示。