基于MSP430與DTMF技術(shù)的醫(yī)院呼叫對講系統(tǒng)的設(shè)計

隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，尤其是電子信息技術(shù)的不斷更新，醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)也逐步深化改革，實現(xiàn)現(xiàn)代化醫(yī)療成為醫(yī)院未來發(fā)展的趨勢，醫(yī)院呼叫對講系統(tǒng)是提高醫(yī)院的護(hù)理水平的重要設(shè)備之一，其基本功能就是通過一種簡便的途徑使護(hù)理對象與醫(yī)護(hù)人員達(dá)成溝通。16位的MSP430單片機(jī)的集成度很高，片內(nèi)資源豐富，主要的突出特點是低功耗，可以實現(xiàn)長時間的穩(wěn)定工作，應(yīng)用到該系統(tǒng)后，性能得到很好的優(yōu)化，可以提高醫(yī)護(hù)人員的工作效率和降低他們的勞動強(qiáng)度，病人也能得到及時的護(hù)理和醫(yī)療，可以顯著提高醫(yī)院的服務(wù)水平和醫(yī)療質(zhì)量。

1 DTMF呼叫對講系統(tǒng)介紹
1．1 DTMF技術(shù)的介紹
DTMF(Dual Tone Multi Frequency)，即雙音多頻，由一個高頻信號與一個低頻信號疊加組合成的，分別代表一個數(shù)字或字符。雙音多頻信號，是用兩個特定的單音頻的組合來代表數(shù)字或功能。高低頻信號各有4種，分別組成高頻群和低頻群，采用8選1的組合方式來構(gòu)成DTMF信號，從而有16種組態(tài)，分別可以代表撥號鍵盤上的0—9、A—D、*、#等16個字符，按照信號頻率和字符對應(yīng)列出表格(如表1所示)。由于其具有良好的抗噪聲特性，被廣泛用于通信系統(tǒng)撥號傳輸。

1．2 呼叫對講系統(tǒng)的工作原理
系統(tǒng)的主機(jī)和分機(jī)都通過單片機(jī)進(jìn)行控制，由于在整個呼叫系統(tǒng)中主機(jī)只有一個，是系統(tǒng)的核心模塊，通過外部總線可以與分機(jī)連接，實現(xiàn)呼叫對講的功能。主機(jī)可以在任何時間接收分機(jī)的呼叫，同時數(shù)碼顯示屏和病人信息一覽顯示表能同步和準(zhǔn)確地顯示相應(yīng)的信息，設(shè)有一級、二級和三級護(hù)理級別，當(dāng)有多路呼叫信號時，按護(hù)理級別和先后撥打順序循環(huán)顯示。

2 系統(tǒng)的總體設(shè)計
系統(tǒng)在空間上可分為3個部分，分別為醫(yī)護(hù)人員值班室、病房和走廊(如圖1所示)。主機(jī)、電話機(jī)和病人信息一覽顯示表等安裝在醫(yī)護(hù)人員值班室，分機(jī)安裝在各個病房的各個床位，數(shù)碼顯示屏安裝在走廊上。主機(jī)在待機(jī)的時候，走廊上的數(shù)碼顯示屏顯示日期時間等信息，當(dāng)有病人使用分機(jī)呼叫主機(jī)時，在醫(yī)護(hù)人員值班室的主機(jī)會發(fā)出響鈴信號同時病人信息一覽顯示表和走廊上的數(shù)碼顯示屏?xí)@示相應(yīng)病人的信息，電話接通后，醫(yī)護(hù)人員得知病人的情況，以便準(zhǔn)備相應(yīng)的醫(yī)療措施。

3 系統(tǒng)主要硬件電路設(shè)計
3．1 主機(jī)的硬件設(shè)計
本系統(tǒng)主要由單片機(jī)、DTMF信號的發(fā)送電路、DTMF信號的接收電路、DTMF信號的解碼電路、振鈴檢測電路、摘掛機(jī)檢測電路等部分組成，如圖2所示。

主機(jī)的設(shè)計采用MSP430F149單片機(jī)作為核心控制模塊，它不僅控制著主機(jī)和分機(jī)號碼的收發(fā)，還控制主機(jī)和分機(jī)的接通、振鈴信號的通斷、顯示等功能。系統(tǒng)處在正常工作狀態(tài)下，當(dāng)主機(jī)呼叫分機(jī)時，通過相應(yīng)的信號檢測，主機(jī)電話機(jī)摘機(jī)后，撥打分機(jī)號碼，經(jīng)過DTMF信號解碼后發(fā)送到相應(yīng)的分機(jī)，分機(jī)電話機(jī)摘機(jī)后，主機(jī)和分機(jī)便可以實現(xiàn)通話，通話結(jié)束后掛機(jī)。當(dāng)醫(yī)護(hù)人員需要廣播時，啟動群呼功能，主機(jī)對所有分機(jī)廣播，掛機(jī)后結(jié)束。當(dāng)有分機(jī)呼叫主機(jī)時，主機(jī)接收到信號后對其進(jìn)行編碼，通過解碼電路送入單片機(jī)，CPU讀取信息后，顯示電路顯示相應(yīng)分機(jī)的號碼和呼叫時間，主機(jī)電話機(jī)摘機(jī)后，振鈴信號清除，分機(jī)和主機(jī)便可以實現(xiàn)通話。