基于PIC單片機(jī)的新型醫(yī)用呼叫對(duì)講系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘要：介紹了一種基于單片機(jī)的新型醫(yī)用呼叫對(duì)講系統(tǒng)。用于醫(yī)護(hù)人員與病人及時(shí)通信。該系統(tǒng)主、分機(jī)均以PIC系列單片機(jī)為核心，采用電源載波技術(shù)，利用系統(tǒng)的二芯電源線，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音信號(hào)與控制信號(hào)的共線傳輸。該系統(tǒng)具有主機(jī)實(shí)時(shí)處理分機(jī)呼叫請(qǐng)求，撥號(hào)呼叫分機(jī)，顯示和記錄病床呼叫等功能，滿足了醫(yī)院進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)的需要。實(shí)際使用表明，該系統(tǒng)可靠性高。功耗低，安裝方便，具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。
關(guān)鍵詞：醫(yī)用呼叫對(duì)講系統(tǒng)；雙音多頻；音頻分離與復(fù)合；單片機(jī)

醫(yī)用呼叫系統(tǒng)是病員需要獲得護(hù)理或診斷時(shí)發(fā)出請(qǐng)求的呼叫工具，可將病員的請(qǐng)求快速傳達(dá)給值班醫(yī)生或護(hù)士，是提高醫(yī)院護(hù)理水平的必需設(shè)備之一。它作為病員與護(hù)士及醫(yī)生之間聯(lián)系的橋梁，正日益顯現(xiàn)出其實(shí)用性和優(yōu)越性。它在提升醫(yī)院的綜合水平，提高服務(wù)質(zhì)量和服務(wù)效率，解決因陪護(hù)引起的醫(yī)患矛盾等方面扮演了相當(dāng)重要的角色。早期的醫(yī)用呼叫系統(tǒng)大多采用集中式結(jié)構(gòu)，各個(gè)病房單獨(dú)通過(guò)信號(hào)電纜和護(hù)士室相連，此類系統(tǒng)具有成本高、安裝調(diào)試?yán)щy、故障率較高等缺點(diǎn)。本文介紹了一種新型的呼叫系統(tǒng)，主機(jī)與病房分機(jī)均采用PIC系列單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，主機(jī)和分機(jī)之間不采用計(jì)算機(jī)通信口連接，而是采用電源載波技術(shù)，通過(guò)主機(jī)向各分機(jī)提供的電源線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信和語(yǔ)音通信。整個(gè)系統(tǒng)安裝簡(jiǎn)單、維護(hù)方便，大大提高了該裝置的實(shí)用性。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
系統(tǒng)由主機(jī)、分機(jī)、顯示和操控4部分組成，電話和一覽表上的按鈕為控制的輸入部分，主機(jī)和病員一覽表顯示窗安裝在病區(qū)護(hù)士站，LED顯示屏安裝在走廊，分機(jī)分別設(shè)置在病房的各個(gè)床頭，結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。一旦病房床頭有人按呼叫按鈕，護(hù)士站的主機(jī)就發(fā)出鈴聲或者電話響鈴，同時(shí)，走廊顯示屏同步顯示呼叫床位號(hào)，護(hù)士人員便可以立刻趕往病房處理緊急情況。

系統(tǒng)采用主機(jī)集中供電的方式和電源載波技術(shù)，通過(guò)主機(jī)與各分機(jī)、電子顯示屏連接的電源線提供電源，同時(shí)通過(guò)供電電纜實(shí)現(xiàn)主機(jī)與分機(jī)的半雙工數(shù)據(jù)通信及全雙工語(yǔ)音通信，主機(jī)和電子顯示屏之間實(shí)現(xiàn)單工數(shù)據(jù)通信。系統(tǒng)可24小時(shí)連續(xù)工作，并具有靜電保護(hù)和雷電保護(hù)功能。
系統(tǒng)采用一個(gè)主機(jī)，多個(gè)分機(jī)，主機(jī)與分機(jī)用二線制方式通信，各分機(jī)分別掛接在總線上，由主機(jī)提供電源。每個(gè)分機(jī)具有惟一的地址編號(hào)，與主機(jī)通信時(shí)均以此號(hào)碼識(shí)別。主機(jī)呼叫分機(jī)時(shí)喚醒所有分機(jī)，通過(guò)總線發(fā)送分機(jī)地址編碼，分機(jī)將收到的地址碼與自身的地址碼比較，只有相同的分機(jī)才啟動(dòng)通話電路，不相同的都不作響應(yīng)。分機(jī)呼叫主機(jī)，主機(jī)將收到的分機(jī)號(hào)通過(guò)DTMF方式送給電話進(jìn)行響鈴和顯示來(lái)電，并同時(shí)送給顯示模塊，主機(jī)摘機(jī)即可實(shí)現(xiàn)通話。各分機(jī)只有在呼叫或者被查詢時(shí)才被喚醒，總線上才會(huì)有數(shù)據(jù)傳輸，不進(jìn)行通信時(shí)處于“睡眠”狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果。

2 呼叫系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
2．1 主機(jī)硬件設(shè)計(jì)
主機(jī)主要包括主控制板、顯示設(shè)備、電話機(jī)、電源，功能框圖如圖2所示。