病房呼叫系統(tǒng)設計方案
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本文運用電力載波技術設計了一種病房呼叫系統(tǒng)。隨著電力載波技術的發(fā)展,應用低壓電力線作為傳輸媒質(zhì),采用擴頻、數(shù)字編碼、單片機控制等技術實現(xiàn)病房呼叫已成為可能。
本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/199775.htm1 病房呼叫系統(tǒng)的基本要求
臨床求助呼叫是傳送臨床信息的重要手段,病房呼叫系統(tǒng)是病人請求值班醫(yī)生或護士進行診斷或護理的緊急呼叫工具,可將病人的請求快速傳送給值班醫(yī)生或護士, 并在值班室的監(jiān)控中心電腦上留下準確完整的記錄,是提高醫(yī)院和病室護理水平的必備設備之一。呼叫系統(tǒng)的優(yōu)劣直接關系到病員的安危,歷來受到各大醫(yī)院的普遍重視。它要求及時、準確、可靠、簡便可行、利于推廣。利用電力線載波通信技術、單片機多機通信和計算機監(jiān)控管理技術設計的具有呼叫、振鈴、顯示排隊、優(yōu)先權設定、存儲記錄等功能的病床呼叫系統(tǒng),滿足了醫(yī)院的病房管理和護理要求。
2 病房呼叫系統(tǒng)設計
2.1 系統(tǒng)組成與工作原理
病房呼叫系統(tǒng)由若干個呼叫源(一般每張病床為一個)、調(diào)制解調(diào)載波模塊、耦合電路和監(jiān)護系統(tǒng)組成,如圖1所示。當呼叫源有呼叫信號時,在監(jiān)控系統(tǒng)上有相應的聲、光呼叫信號指示,并能顯示出呼叫編號。若采用并行總線擴展方式,上百個呼叫源與主機之間的布線太復雜,故本系統(tǒng)利用單片機的串行通訊功能,使得主機到各個從機之間的信號通過電力線載波調(diào)制解調(diào)模塊,經(jīng)過～220V民用電力線傳輸,實現(xiàn)主機和從機之間的雙向數(shù)據(jù)傳送。
圖1 系統(tǒng)框圖
系統(tǒng)采用主從結(jié)構(gòu),監(jiān)控系統(tǒng)(主機)放在醫(yī)生值班室內(nèi)(可以通過接口電路與計算機相聯(lián),構(gòu)成監(jiān)護中心),當病床有呼叫請求時進行聲光報警,并在顯示器上顯示病床的位置。呼叫源(從機)放在病房內(nèi),病人有呼叫請求時,按下請求按鈕,向值班室呼叫,并點亮呼叫指示燈。主機和從機之間通過電力線連接在一起。主機和從機通訊時,主機依次向各從機發(fā)送地址信息,各從機接收主機發(fā)來的地址信息,如果和自己的地址相同,則向主機發(fā)送自己的報警信息,無報警信息時,向主機發(fā)送一個空號(00)。
2.2 SC1128擴頻通信芯片及收發(fā)電路簡介
SC1128芯片是面向電力線載波通信市場而開發(fā)研制的專用擴頻調(diào)制/解調(diào)器電路。由于采用了直接序列擴頻、數(shù)字信號處理、直接數(shù)字頻率合成等新技術,因此該電路應用在電力線通信方面具有較強的抗干擾及抗衰減性能。SC1128芯片內(nèi)部集成了擴頻/解擴、調(diào)制/解調(diào)、D/A轉(zhuǎn)換和A /D轉(zhuǎn)換、內(nèi)置電子表、輸出驅(qū)動、輸入信號放大、看門狗、工作電壓檢測以及與單片機(MCU)串口通信等功能。該芯片在小型多功能應用系統(tǒng)中可以起到降低系統(tǒng)成本并提高系統(tǒng)功能的作用。
SC1128芯片組成的收發(fā)電路框圖如圖2所示,信號由電力線經(jīng)耦合器、帶通濾波器和前級放大器進入SC1128芯片。經(jīng)過處理后通過功率放大器和耦合器發(fā)送至電力線上,完成信號在電力線上的發(fā)送和接收?？蛞粸轳詈暇€圈,它可將框三中發(fā)射的信號耦合到電力線;又可將電力線上接收的信號耦合到框二。框二為前級接收電路,它將接收的信號經(jīng)濾波、放大后,送入SC1128的一級運算放大器(13腳)進行處理?？蛉秊楣β史糯笃?它將SC1128的24腳發(fā)出的調(diào)相信號進行功率放大,經(jīng)耦合線圈送入電力線?？蛩臑镾C1128內(nèi)部部分模擬信號處理電路,包含三級運算放大器,其中一級運放的增益可調(diào)。
圖2 SC1128芯片組成的收發(fā)電路框圖
呼叫源由8051單片機(從機)、SC1128擴頻通信芯片及一些外圍電路組成,如圖3所示。八個請求按鈕開關接在單片機8051的P0口上,當某一按鈕按下時,該按鈕對應的P0口的某一輸入狀態(tài)為0。當單片機確認主機呼叫該機地址時,掃描P0口上的8位I/O端口狀態(tài),一旦有鍵按下,立即把該P0口對應的請求信息發(fā)送給主機,并等待主機的確認。當主機返回正確信息時,通過P2口驅(qū)動對應的LED指示燈顯示,表明那一個請求信號發(fā)送成功。八個請求按鈕開關分別編號,每個開關代表一種請求信息,由用戶自行定義。
圖3 病房呼叫源電路
8051單片機的P1.0和RST/VPD口接備用電源及掉電保護電路,以保證發(fā)生停電等電源故障時系統(tǒng)能夠正常使用。假如系統(tǒng)已檢測到“即將發(fā)生掉電故障”信號,則信號通過外部中斷INT0向主機請求中斷,主機響應中斷便把有關數(shù)據(jù)送內(nèi)部RAM保存,然后向P1.0寫入“0”,由P1.0引腳上的低電平觸發(fā)555定時器,而555定時器的輸出脈沖取決于R、C和VCC。若555定時器定時結(jié)束,VCC仍正常,這表明“即將發(fā)生掉電故障”信號是個錯誤的告警信號,則555輸出的正脈沖加在RST/VPD使主機復位后開始重新操作;如果RST/VPD在555定時結(jié)束時確實變低了,則555定時器在P1.0 低電平觸發(fā)下輸出高電平加在RST/VPD上作備用電源,直到VCC又恢復正常,然后再保持一段由R、C所決定的正脈沖寬度時間。應選擇合適的R、C值, 以使得在主電源VCC恢復正常后,有足夠的加電復位時間,使主機可靠復位后恢復正常運行。8051的時鐘采用片內(nèi)時鐘振蕩方式,在XTAL1和XTAL2 腳外接石英晶體(6MHz)和振蕩電容。串行口RXD(P3.0)和TXD(P3.1)通過SC1128芯片及電力線與主機通訊。呼叫源中斷程序流程圖如圖4所示。
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