基于AT89C51單片機的無線病房呼叫系統(tǒng)設計

病房呼叫系統(tǒng)作為一種基本醫(yī)療陪護設備已逐步得到普及并不斷得到改進。傳統(tǒng)的病房呼叫系統(tǒng)采用PC 機聯(lián)網監(jiān)控和有線控制， 雖然具備很強的專業(yè)服務功能和監(jiān)護能力， 但是其實現(xiàn)方法復雜， 前期投資和后期維護的費用都很高。

本文采用單片機實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸通信和實時報警功能， 設計一套低成本通用型的病房呼叫系統(tǒng)。整個系統(tǒng)采用無線通信的方式， 降低了復雜的布線、安裝檢修和拆卸的難度, 并可監(jiān)控多個病房且便于擴充升級。

1 系統(tǒng)方案設計

本設計采用從機和主機相分離的模式。從機安裝于各個病房， 主機安裝于醫(yī)務室或值班室。多個從機處于等待外部呼叫信號的狀態(tài)， 主機則時刻處于等待接收從機呼叫信息的狀態(tài)， 并且從機與主機之間采用無線數(shù)據(jù)

傳輸通信。當病人按動安裝在床頭的從機按鍵時， 安裝在護士站的主機收到信號后發(fā)出提示音， 同時發(fā)光二極管亮， 數(shù)碼管顯示呼叫病人的床位號和呼叫次數(shù)， 醫(yī)生或護士根據(jù)顯示床位號進行治療與服務。

該病房呼叫系統(tǒng)的硬件設計主要包括主機硬件設計和從機硬件設計兩部分。主機硬件設計包含了射頻芯片

外圍電路、顯示部分、警報部分及AT89C51 芯片的簡單外圍電路的設計。從機硬件設計則包含射頻芯片外圍電路、外部輸入電路及AT89C51 芯片的簡單外圍電路的設計。

1.1 主機硬件電路設計

本系統(tǒng)以AT89C51 為控制器， 采用射頻芯片nRF401設計接收/發(fā)射電路，實現(xiàn)與從機的數(shù)據(jù)傳輸[1]。當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，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， 本設計中的天線接口設計為差分天線[ 2]。本系統(tǒng)主機硬件電路設計如圖2 所示。