本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 題 目 基于單片機的病房 呼叫系統(tǒng)設(shè)計 姓 名 專 業(yè) 學 號 指導(dǎo)教師 鄭州科技學院信息工程學院 二○一五年六月目 錄摘 要 IAbstract II1 緒論 11.1 課題研究的背景及意義 11.2 國內(nèi)外的研究狀況 11.3 無線通信技術(shù) 21.3.1 IrDA紅外無線技術(shù) 21.3.2 藍牙技術(shù) 31.3.3 超寬頻（UWB）技術(shù) 31.3.4 Wi-Fi(IEEE802.11)技術(shù) 41.3.5 Zigbee技術(shù) 42 系統(tǒng)的整體設(shè)計 52.1 病房呼叫系統(tǒng)的設(shè)計要求 52.2 方案論證 52.3 方案選擇 72.4 整體設(shè)計思路 83 系統(tǒng)的硬件設(shè)計 93.1 呼叫發(fā)射終端的硬件設(shè)計與實現(xiàn) 93.2 接收顯示終端的硬件設(shè)計與實現(xiàn) 103.2.1 單片機的選擇 103.2.2 無線接收模塊 123.2.3 顯示電路 143.2.4 報警電路 163.2.5 查看、清零電路 174 系統(tǒng)的軟件設(shè)計 184.1 主程序設(shè)計 184.2 數(shù)據(jù)檢測模塊程序設(shè)計 184.3 顯示報警模塊程序設(shè)計 195 系統(tǒng)調(diào)試及實驗結(jié)果分析 205.1 軟件調(diào)試 205.2 硬件調(diào)試 215.3 實驗結(jié)果分析 23結(jié) 論 24致 謝 25參考文獻 26附錄1 系統(tǒng)總體電路圖 27附錄2 元器件清單 28附錄3 實物圖 29附錄4 源程序 30 基于單片機的病房呼叫系統(tǒng)設(shè)計基于單片機的病房呼叫系統(tǒng)設(shè)計摘 要醫(yī)療呼叫系統(tǒng)是提高醫(yī)院醫(yī)療服務(wù)水平和質(zhì)量的一個重要組成部分，醫(yī)院醫(yī)務(wù)人員與病人之間信息溝通是醫(yī)療呼叫系統(tǒng)的主要功能。

無線醫(yī)療呼叫系統(tǒng)可在不改變病房現(xiàn)有布局的情況下實現(xiàn)醫(yī)務(wù)人員與病人之間的交流本文介紹了一種基于STC89C51單片機的病房呼叫系統(tǒng)，整個系統(tǒng)以STC89C51單片機為核心輔以無線模塊以及顯示電路，能夠?qū)崿F(xiàn)病人和醫(yī)護人員之間的信息傳遞當有按鍵按下時，無線發(fā)射模塊編碼并發(fā)射信號，再由無線接收模塊接收到信號譯碼后匯總到單片機，最終由LCD1602示出呼叫者的病床號并伴有蜂鳴器的報警聲，從而獲得醫(yī)療救治此系統(tǒng)能夠為醫(yī)院提供一個成本低效率高、操作方便和易于安裝維護的快捷系統(tǒng)關(guān)鍵詞：單片機；無線模塊；LCD1602；蜂鳴器；呼叫系統(tǒng)THE DESIGN OF SICKBED CALLING SYSTEM BASED ON SINGLE CHIP MICORCOMPUTEAbstract Medical Call system is used to improve the health care in hospital and its main function is to keep in touch between the doctors or the nurses and the patients. They can contact with each other by the wireless medical call system(WMCS) under unchanging existing ward's layout. This paper introduces a kind of Sickbed Calling System based on STC89C51 Single Chip Microcomputer. All the system as STC89C51 Single Chip Microcomputer as core, and coupled with wireless module and display circuit, so it let the exchange between doctors and patients comes true. This project use the button replace the button beside sickbed. When someone press down the button beside the sickbed to need doctors or nurses help.Through the wireless send module to send the message, then received by wireless receive module and collected by Single Chip Microcomputer, displayed by LCD1602 indicator and accompany with alarming from buzzer at last, so that they receive the help from doctors or nurses. This equipment provide a low cost and efficient and easy to manipulate system to the hospital.Keywords：Single Chip Microcomputer; LCD1602; Buzzer; Calling System1 1 緒論1.1 課題研究的背景及意義病房呼叫系統(tǒng)是一種能夠為病房護士與病人提供遠程對話的輔助工具，它可以有效地加強護士與病人之間的聯(lián)系，提高醫(yī)療護理水平，緩和醫(yī)患之間的緊張關(guān)系。

如何利用如今先進的信息科學技術(shù)來服務(wù)于醫(yī)療領(lǐng)域，從而更大程度的提高醫(yī)院的服務(wù)質(zhì)量及利潤，滿足人們需求是現(xiàn)在醫(yī)院信息化建設(shè)中的一個重要著眼點醫(yī)療呼叫系統(tǒng)已經(jīng)成為醫(yī)院不可缺少的監(jiān)護設(shè)備，是各醫(yī)院現(xiàn)代化的標志，它對于病人和醫(yī)護人員之間的信息溝通起到了至關(guān)重要的作用，能夠有效地保證病人及時得到醫(yī)護人員的看護和醫(yī)治病房呼叫系統(tǒng)是現(xiàn)代化醫(yī)院實現(xiàn)信息化、智能化以及現(xiàn)代化管理的重要組成部分,可以有效地提升醫(yī)院的形象，強化醫(yī)院的管理[1]在當今的醫(yī)療系統(tǒng)中，各種電子檢測儀器、治療儀器被廣泛應(yīng)用，從而有效的提高了診斷的準確度以及治療效果醫(yī)院的呼叫護理系統(tǒng)從傳統(tǒng)上陪護家屬們的口頭呼叫到電子按鈴呼叫，至今國內(nèi)大多數(shù)醫(yī)院仍停留在電子按鈴呼叫的階段，只有少數(shù)醫(yī)院實現(xiàn)了電子通話的功能，醫(yī)院中呼叫系統(tǒng)是否得力直接關(guān)系到病人的人身健康，嚴重時甚至會對病人造成生命威脅隨著我國信息事業(yè)的持續(xù)、快速發(fā)展，通信基礎(chǔ)設(shè)施日臻完善，當代世界通信技術(shù)發(fā)展的總趨勢是數(shù)字化、綜合化、寬帶化、智能化和個人化[2]病房呼叫系統(tǒng)是以醫(yī)院為平臺，綜合利用無線通信技術(shù)、安全防范技術(shù)、自動控制技術(shù)、音視頻技術(shù)將報警呼叫有關(guān)的設(shè)施集成，構(gòu)建高效的病床呼叫管理系統(tǒng)，提升醫(yī)護人員的工作效率、病人的健康安全指數(shù)以及便利程度，并且實現(xiàn)醫(yī)務(wù)工作者及時處理病人的呼叫。

1.2 國內(nèi)外的研究狀況 工業(yè)革命開始于歐洲，很大程度上推動了歐洲各國經(jīng)濟的發(fā)展，歐洲各國在電子產(chǎn)品領(lǐng)域上自然也是領(lǐng)先于我國的在歐洲較為發(fā)達的國家，其醫(yī)院的病床呼叫系統(tǒng)非至善至美目前最為先進的病房呼叫系統(tǒng)是美國研制的可視系統(tǒng)即按下呼叫按鍵后，進行呼叫的病人能夠在醫(yī)護人員收到呼叫報警后和醫(yī)護人員進行視頻對話但我國的病房呼叫系統(tǒng)起步較晚，在上個世紀八十年代還在采用人工報警或者搖鈴報警，之后才出現(xiàn)了按鈴呼叫，但技術(shù)含量比較低[3]隨著電子技術(shù)的發(fā)展，呼叫系統(tǒng)逐步由繼電器控制實現(xiàn)，由于繼電器機械觸點式結(jié)構(gòu)，存在觸點多，可靠性差等缺點，使得其在病房緊急呼叫系統(tǒng)中的應(yīng)用受到很大限制[4-7]改革開放以來隨著新產(chǎn)品的引進，電子技術(shù)的發(fā)展，門鈴式呼叫系統(tǒng)漸漸的在國內(nèi)各醫(yī)療機構(gòu)普及，但由于技術(shù)含量低，穩(wěn)定性差等不足，在應(yīng)用方面還存在許多隱患當前，少數(shù)成型的無線病房呼叫系統(tǒng)基本上采用基于RF無線射頻技術(shù)進行傳輸，在連接方面省去了專用線路，大大減少了施工量，而且美化了外觀但這種系統(tǒng)的最大缺陷是容易產(chǎn)生同頻信號干擾，在同一頻段內(nèi)的其他無線設(shè)備工作時，信號將會抵消此外，當多個節(jié)點同時發(fā)送呼叫信號至護士站時相互間搶占信道，護士站主機會丟掉其中的部分呼叫請求，可靠性相對較低。

目前國內(nèi)許多醫(yī)院的病房呼叫系統(tǒng)也只是簡單地按鍵觸發(fā)，引起醫(yī)護值班室中顯示出呼叫病床號并有報警鈴響起，沒有實現(xiàn)呼叫病人和醫(yī)護工作人員之間的語音對話功能，好讓醫(yī)護工作人員清楚呼叫者的需求（病人出現(xiàn)不適或者患者需更換吊瓶等需求），提高醫(yī)護人員的工作效率降低病患者的健康風險時至今日，病房呼叫系統(tǒng)也在日益完善并且正朝著小型化，智能化以及人性化的方向發(fā)展，相信在不久的將來，我國的無線病房呼叫產(chǎn)品也會站在世界同行的前列1.3 無線通信技術(shù)1.3.1 IrDA紅外無線技術(shù)IrDA是紅外數(shù)據(jù)協(xié)會的縮寫，全稱為The Infrared Data Association，是20世紀90年代初期成立的一個國際性非營利組織，負責制定和推廣可以共同實用的低成本紅外數(shù)據(jù)互聯(lián)的國際標準IrDA的宗旨是制定以合理的代價，來實現(xiàn)標準和協(xié)議，從而促使紅外通信技術(shù)的發(fā)展IrDA標準的無線設(shè)備傳輸速率已經(jīng)從原先的115.2kbps逐步發(fā)展到了4Mkbps、16Mkbps[8] 紅外無線通信技術(shù)是一種利用紅外線進行點對點通信的技術(shù)紅外通信技術(shù)由于其價格低廉、使用方便，解決了有線連接的許多不便，因而受到了家電設(shè)備廠商、電腦外圍設(shè)備商、以及通信設(shè)備廠商的高度重視。

目前，支持它的軟硬件技術(shù)都很成熟，在小型移動設(shè)備上被廣泛使用它具有移動通信所需的體積小、功耗低、連接方便、簡單易用、成本低廉、不需申請頻段及技術(shù)比較成熟的特點，但IrDA用于工業(yè)網(wǎng)絡(luò)上的最大問題在于只能在2臺設(shè)備之間連接，并且存在有視距角度等問題1.3.2 藍牙技術(shù)藍牙（luetooth）技術(shù)一開始就瞄準了無線局域網(wǎng)的市場，在10米到100米的空間內(nèi)，支持該技術(shù)的移動或非移動設(shè)備可方便地建立網(wǎng)絡(luò)、進行音頻通信藍牙技術(shù)的最終目標是建立一個全球統(tǒng)一的無線連接標準，使不同廠家生產(chǎn)的移動計算機和便攜式設(shè)備能在近距離通過無線的方式連接起來，實現(xiàn)交叉操作以及交互信息數(shù)據(jù)共享，各種信息化的移動便攜設(shè)備通過無線的連接方式實現(xiàn)資源共享[9]藍牙列入了IEEE 802.15.1標準，其規(guī)定子包括PHY層、MAC層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層的集成協(xié)議棧藍牙的工作頻率為2. 4GHz，有效范圍半徑約l0m在其范圍內(nèi)，設(shè)備相互間可自動使用無線的方式連成一個微網(wǎng)，進行聯(lián)絡(luò)與確認另外，藍牙對每個微網(wǎng)只能配置7個節(jié)點，制約了其在大型傳感器網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用[10]1.3.3 超寬頻（UWB）技術(shù)超寬頻（UWB）全稱為ULTRA WIDE BAND，該技術(shù)發(fā)展于20世紀60年代，當時主要研究微波網(wǎng)絡(luò)在面對時域脈沖時產(chǎn)生的瞬間行為。

80年代后期，UWB技術(shù)開始被稱為無載波或脈沖無線電，美國國防部在1989年首次使用“超寬頻”這個詞UWB技術(shù)帶寬相對較大，分辨率高，抗干擾強、保密性好、定位精確、系統(tǒng)容量大且傳輸速率高根據(jù)最新的美國聯(lián)邦通信委員會（FCC）的定義，超寬頻系統(tǒng)的中心頻率高于2.5GHz，并具有至少500MHz的l0dB頻寬UWB種類眾多，因此潛在的應(yīng)用也相當廣泛，包括無線局域網(wǎng)（WLAN）、。