病人无线呼叫系统（精选7篇）
病人无线呼叫系统 第1篇
在人们生活水平的日益提高, 特别是健康, 在人们生活中的地位越来越重要的前提下, 人生病时对治疗的服务要求也今非昔比, 现代化的医疗设施是医院必不可少的硬件设备, 医护人员与患者之间的联系也不应再是传统的方式, 因此呼叫系统应运而生。呼叫系统是医院的必备设备, 为方便患者和医护人员的及时联系, 提高医疗服务质量, 起着极其重要的作用。传统有线呼叫系统具有施工繁琐、检修困难、施工成本高且移动不灵活等缺点, 特别是那些在走廊上的加床, 根本无法实现呼叫功能。此外, 有线系统没有移动接收呼叫信息的功能, 对于紧急事件, 可能因处理不及时而使很多病人丧失了抢救的良机, 导致医疗纠纷, 所以局限性很大。随着医院医疗条件的不断提高, 越来越多的医院采用无线呼叫系统, 它不仅施工和维护简便、呼叫操作简单, 而且医护人员可随时随地接收病人的呼叫信息, 及时处理各种突发事件, 减少医患摩擦, 在医疗纠纷发生以后, 可以提供客观依据。呼叫信息、应答记录的可查阅性还为医院对纪律涣散、擅自脱岗的医护人员的处分提供客观依据, 便于医院的人员管理。
1 基本工作原理
1.1 工作原理
当病患需要帮助时, 按下床头无线呼叫器 (或卫生间无线呼叫器) , 此时呼叫器内的无线信号发射模块发出呼叫信号到信息处理中心, 信息处理中心处理后将信号发送至走廊大屏幕显示板, 显示该病患的所在病床号 (或病房号) , 同时护理站主控面板上的喇叭发出声音, LED闪烁报警, 液晶小屏幕会显示病床号 (或病房号) , 提醒护理站医护人员有病房呼叫信息。若病房呼叫信息没有得到护理站医护人员的及时处理 (预设半分钟) , 信息处理中心会将收到的信号进行重新编码, 并发送信息到数字信息机, 数字信息机收到信息后会发出音乐提示音, 提示医护人员有病房呼叫信息, 医护人员通过数字信息机可以了解患者的需求, 并及时解决患者的问题, 从而保证患者及时得到救治。信号增强器可以增强信号处理中心发射信号的功率, 使其覆盖到医院的任何一个角落, 让患者的呼叫信息能够及时的被医护人员接收到, 从而保证患者能够及时得到救治。呼叫监督系统是该呼叫系统的一个扩展功能, 具有呼叫信息实时监督、呼叫历史数据查询、呼叫应答时间统计、服务合格率统计、统计图表打印等功能, 使医院管理人员能够迅速的掌握到医护人员的相关服务信息, 从而督促他们为患者提供更好的服务。
1.2 系统组成
该系统由电源、信息处理中心 (主机) 、护理站主控制面板、走廊大屏幕显示板、无线呼叫器 (病房无线呼叫器和卫生间无线呼叫器) 、数字信息机、信号增强器、呼叫监督系统等组成。其中, 护理站主控制面版和信息处理中心相连接, 走廊大屏幕显示板和信息处理中心相连接, 信息处理中心与呼叫监督系统的连接。
2 模块功能浅析
2.1 信息处理中心 (主机)
是整个呼叫系统的核心, 它是由高灵敏度调频接收模块和高性能POCSAG编码发射模块构成, 接收信号频率为315.6MHz, 发射信号的频率为430.225MHz, 是一款高性能、高性价比无线呼叫信息处理中心, 它可将无线呼叫器发射的信息进行重新编码、放大, 并发射给数字信息机和呼叫监督管理系统, 从而实现移动接收呼叫信息、无线报警、无线调度、呼叫信息统计和管理。它还可实现呼叫与接收的多种对应关系:一对一、一对多、多对一, 它接收和转发的信号稳定, 转发的信号可覆盖多楼层、多栋楼, 满足医院的需要。
2.2 无线呼叫器
是该呼叫系统的组成部分之一, 分为床头呼叫器和卫生间呼叫器两种, 病患可依据实际情况使用不同的呼叫器, 其发射信号频率为315.6MHz。与其他呼叫器不同的是, 它采用三键式设计, 分别提供紧急状况提醒、换吊瓶提示和医患通话的功能, 从而实现不同类别的呼叫。它采用调频技术, 发射信号强, 稳定性好;低能耗, 可节省电池开支, 如病房离护理站较远, 可配置信号增强器, 以保证所有信号的及时接收;还可配置呼叫监督系统, 实现“呼叫-确认”功能。
2.3 数字信息机
是呼叫系统的另一组成部分, 用来接收主机转发的信号, 并显示呼叫的病床号 (或病房号) , 可随身携带或配手表式腕带。它具有以下特点: (1) 采用高灵敏度POCSAG接收模块, 接受频段宽; (2) 携带方便, 可随时随地接收呼叫信息; (3) 有多种提示方式, 如音乐和振动, 适合于需要安静的场合使用; (4) 有7个地址码, 可任意设定呼叫对象关系; (5) 采用LCD显示, 有背光, 可在比较暗的地方使用; (6) 有电源电量管理功能, 超级省电, 并有电池电量检测和低电告警功能。
2.4 信号增强器
是该呼叫系统的一个辅助部分, 用于增强信号处理中心的发射信号, 使其信号覆盖范围更广, 以便及时接收病房呼叫信息, 处理各种突发状况, 使患者得到及时的救助。
2.5 呼叫监督系统
是该呼叫系统中的一个扩展功能, 配合无线呼叫器使用, 具有呼叫信息实时监督、呼叫历史数据查询、呼叫应答时间统计、服务合格率统计、统计图表打印等功能, 它是集软件和硬件于一体的综合呼叫监督管理系统, 包含一个呼叫监督系统无线接收模块和一套多用户网络版 (LAN) 软件, 它具有以下特点: (1) 可设定“呼叫-应答”的时间标准, 便于规范服务; (2) 帮助医院建立服务标准, 实现服务的量化考核; (3) 采用标准接口, 可与多种管理软件配合使用; (4) 可实现多种统计报表, 作为管理者的重要参考; (5) 实时监督呼叫信息, 方便处理突发事件; (6) 海量呼叫信息存储, 便于查询和数据备份; (7) 网络版多用户分级管理, 满足多种管理模式的需要。
3 医用无线呼叫系统的特点
(1) 调频无线技术, 微功率发射, 信号稳定, 无相互干扰;
(2) 有多种信息接收方式: (1) 通过随身携带的数字信息机接收呼叫信息; (2) 通过走廊的双面LED屏接收呼叫信息; (3) 通过电脑软件接收呼叫信息;
(3) 信号覆盖好, 可移动接收呼叫信息 (震动提示:避免影响病人休息) ;
(4) 有多种呼叫器可选 (病房无线呼叫器和卫生间无线呼叫器) ;
(5) 有多种扩展功能可选 (实现服务呼叫实时监督和呼叫统计分析) 。
4 结束语
基于可接收移动信号的呼叫系统, 有着极其广泛的推广应用前景。
4.1 用于行政办公
每天, 在办公室、会议室、政府机关等场所, 内部找人、通知和沟通是每天都要发生的事情, 尤其是老板找秘书, 管理者找下属。传统的方式除了喊人, 就只能使用内部电话了, 这些方式都不方便, 将无线呼叫系统用于行政办公, “找人”———只需轻轻一按。
4.2 用于学校多媒体教室
现在大学里已普便采用多媒体教学, 由于使用频率过高, 会经常出现老师无法解决的硬件故障, 又苦于无法及时通知电脑维护人员, 且大学教室多, 距离较远, 为了能不耽误学生上课时间, 使学校电脑维修人员在最短时间及时准确的赶到求助的地点, 并维护好电脑, 可以将无线呼叫系统配备于每个教室之中。
4.3 用于KTV及洗浴足疗
该呼叫系统的信息接收方式可以采用震动提示, 显示屏有背景灯, 尤其可以使用在KTV、洗浴足疗等比较嘈杂, 光线较暗的地方, 能为顾客提供更好的服务。
摘要：随着人们对医疗设施及服务要求的提高, 为解决护理站护士到病室内进行治疗护理时, 听不到其他病室患者呼叫的蜂呜声, 而造成危急患者得不到及时抢救的问题, 本文介绍了一种医用无线呼叫系统, 通过无线信号发射模块发出呼叫信号传输至信息处理中心, 处理后发送至大屏幕显示板, 显示呼叫病房、床号, 同时发出音乐提示音, 使医护人员及时、准确得到病患者呼叫信号并迅速处理;同时, 当病人寻呼护士站一定时间没有响应时, 系统将自动寻呼医生或者护士, 并引入呼叫监督系统, 从而保证患者的及时治疗, 提高医院的治疗水平及管理水平, 并具有广泛的应用前景。
关键词：无线呼叫系统,呼叫信息,调频技术,数据传送
参考文献
【1】何希才.新型集成电路及其应用实例【M】.北京科学出版社, 2008.
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【3】袁惠萍.病区护理站无线呼叫系统的设计【J】.医疗卫生装备, 2008. (11)
基于无线单工呼叫的报警系统 第2篇
分组成的基于无线单工呼叫的报警系统，各个模块以MSP430x169单片机为控制核心协调工作。该报警系统通过无线方式实现远程监控，且能够多点对一点的监控，与传统监控系统相比，有灵活性强、方便、实时性强的特点。
关键字: AD22151 超再生ISD1420
一、引言
随着科学技术的飞速发展，越来越多的电子产品逐渐的走进人们的日常生活，而为了追求高的生活质量，人们的贵重物品越来越多，但是各类防盗系统都有其自身的缺点，不可能做到十全十美，现在大学生也不例外，都带有一些贵重物品，而大学生的防盗意识比较差，所以经常看到、听到大学生被盗事件。传统的防盗装置是结实的、耐摔的盒子装贵重物品，但是无法通知被盗者或者管理员。对于人居住比较集中的地方一般比较混杂，这就给盗贼可乘之机的机会，所以这些地方容易被盗。本装置特别适合居住比较集中的地方，因为该装置通过感应部件采集报警信息（如有人带走按有感应装置的物品），在通过无线发射装置发射给特定的管理中心，管理中心通过接收到得信息就可以判断管辖的地区是否有被监控的东西被盗，以达到报警的效果。
本系统实现时远程无线监控，且能够实现多个地方同时监控，在控制中心有语音播放，能够提醒监控人员被监控对象的情况及地点，以实现实时监控，比传统监控装置灵活、方便、实时性好等特点。
二、系统的基本组成
本系统设计制作了一个简易单功无线报警电路，实现监控中心和监控地点间的无线通信，并在监控中心实时播
报、显示报警地点，从而实现对监控地点的远距离监控，该系统由传感器感应模块、无线发射模块、无线接收每模块、语音报警模块四部分组成，各个模块以MSP430x169单片机为控制核心协调工作。系统硬件原理框图见图1。
（1）信号采集与发射模块
AD22151是磁场传感器，该传感器灵敏度高，可以用作高灵敏的接近开关，可靠性好体积小，有较大的动态感应范围，能满足本系统动态范围大的要求，所以本系统用AD22151作为报警信息的感应装置。普通的LC振荡电路频率漂移较严重，且电路受外界的影响比较大，产生的正弦波稳定性差；晶振振荡电路的物理特性好、受外界的影响小，晶振振荡电路的Q值高，选频特性好，并且电路实现简单、易行，并且有专门的315MHz的晶振，符合系统载波频率的要求。由于晶振振荡电路简单、易行，频率稳定性好，满足系统的设计要求，所以本系统采用晶振振荡电路产生315MHz载波信号。
在本系统设计中，利用AD22151的单极性工作模式来作为接近开关，当笔记本上面的固定磁铁离开传感器一段距离，传感器的输出为低电平，低电平信号接PT2262的使能端，PT2262发出编码信号，编码信号的高低电平控制三极管8050的基极，进而控制三极管的导通和截止，高频管2SC3357的导通和声表谐振器在通短的过程中就形成了ASK调制，整个数传模块发送编码调制信号。完成信号的采集与传输。电路原理图见图2
(2)编、解码模块
目前常用的编码解码芯片的编码信号都是方波，由傅里叶分析法分析其频率分量可知这种编码信号有效的频带实际很窄，用于频率很高的无线通信时误码率低且调制简单，只需要在高电平时触发振荡电路（振幅键控调制）；双音多频编码解码芯片的编码信号（DTMF）是800Hz至1200Hz的音频信号，频率较低，但是是正弦信号，调制比方波复杂，需要用乘法器实现。方波的编码解码方式在几百兆的无线通信系统被广泛使用且误码率极低，本系统采用PT2272编码芯片和PT2262解码芯片。
(3) 报警接收模块
传统的接收机（振幅调制）都是采用超外差接收，超外差检波电路主要是把高频信号的频谱搬移到中频频率上,使高频调制变成了中频调制，本振频率精度要求高才能保证中频调制效果好，一般用锁相环、数字分频、数字鉴相器等电路产生振荡，但是本系统的载波是315MHz，频率太高，这些电路本身已经不是很稳定且电路复杂。超再生接收机是直放式接收机的一种，利用正反馈电路原理，把放大了的输出信息反馈到输入端，再放大、循环……，在没有接受到信号时该检波电路输出的是超噪声（频率在0.3~5kHz之间），在接收到信号时电路揩振，超噪声被抑制，高频振荡器开始产生振荡，输出检波后的调制信号。
在本设计中采用的就是超再生接收方式，微弱信号从天线和选频网络进入，输入到Q1经初步放大，再送入Q2进一步放大，进入LM358继续整形放大，放大后的数字信号再由Q3做一次反相输入到PT2272的信号输入脚14进行解码解码输出脚为PT2272的10-13脚。最后msp430单片机从PT2272的数据输出脚读取编码信号，对编码型号进行解析，在收到有效信号后，做出相应反应。即控制语音芯片（ISD1420）将预先录制的语音报警信号播放出来，同时还利用液晶显示1620做出显示，从而实现良好的人机交换。接收电路原理图见图3
(4) 语音播报模块
以单片机存储和控制核心，通过A/D采样，将外部的模拟信号转换成数字信号并存储在外部的flash中(单片机的存储容量小，需要外加存取器)，当需要放音的时候单片机通过外部地址读出取存储在flash中的数据，并通过D/A转换成模拟信号输出，最后通过音频放大驱动扬声器播放出来，这种方法电路实现较简单，但需要大容量的存储器，且用于采样的A/D工作频率和精度要求高，才能达到很好的效果。使用语音芯片作为语音播放电路的核心，电路简单，且ISD系列的语音芯片具有高保真、不怕断电、录放一体化等特点，并且采用直接模拟量存贮技术DAST，完成语音的录入、存贮及分段调出，整个过程不需要外接A/D、D/A，语音数据采用分段存贮，这样实现语音的分段播放，并且可以根据系统需要播放任意一段的语音，但是前一种电路无法实现的，论文中的报警装置的播报就是采用后面一种方案。
该模块用MSP430x169作为CPU，通过控制ISD1420的地址（A0~A7）的初始位置及PLAYL、PLAYE或
REC来控制录入、播放，本系统通过控制播放地址及播放时间选择性的播放要播放的内容。当PLAYL为低电平或PLAYE遇到下降沿时，ISD1420进入播放模式，播放地址所对应的语音，直到PLAYLE为高电平或遇到EOM标志，对出播放模式。当REC为低电平不管PLAYL、PLAYE为何电平，ISD1420都进入录音模式。该电路是通过对一些参考资料的改进后得出的, 消除了以往电路放音结束时有较大电流冲击噪音的弊病, 而且占用口线少, 录音输入端采用差分输入有很大的噪声抑制比，保证录音质量。用户在自己系统中只需要扩展一个位口即可,使用系统中的保留口线更是方便。具体电路见图4.
三、软件设计
系统进入程序入口，设定运行时间以方便系统记录下报警的准确时间，接初始化MSP430x169的寄存器并进入低功耗模式，当报警模块发射有效信号时，接收模块接收到有效信号并将报警地点解码出来，接着通过中断的方式触发MSP430x169退出低功耗模式，读取报警地点，最后控制显示器1602和语音播报模块将报警地点播报出来，播报、显示的赋值完成后，系统再次进入低功耗模式等待下次有数据的接收并且语音播报模块在此阶段不断的播报直到接收到新的数据或复位。
四、结束语
本系统以MSP430x169单片机为控制核心协调工作，以AD22151为核心的传感器模块实时感应外界的磁场变化（被监控物体附近放有一小块磁铁），当磁场变化超过设定的门限值就触发PT2262输出有效编码码字（报警地点的编码），发射模块（3355和晶体振荡器组成的315MHz发射电路）将编码码字发射出去，控制中心的超再生检波电路模块实现2ASK调制解调，再经PT2272解码芯片对编码信息进行解码送至MSP430x169单片机，单片机控制语音芯片ISD1420、液晶1602，播报、显示报警的地点。由于报警接收装置可以多个，只要是发射接收间的通信协议是相同的就可以，所以该装置能够实现多点对一点的远程无线监控，且灵活性强。而控制中心语音播报能够实时的提醒监控人员，与传统监控装置相比实时要强。
五 参考资料
[1] 高吉祥,唐朝京.全国大学生电子设计竞赛高频电子线路设计,北京：电子工业出版社，2007年9月.
[2] 铃木宪次.高频电路设计与制作,北京：科学出版社，2005年4月.
[3] 左智成,李兴华.电波与天线,合肥：合肥工业大学出版社，2006年12月.
[4] 王卫东,傅佑麟.高频电子线路,北京：电子工业大学出版社，2004年8月.
病人无线呼叫系统 第3篇
当今社会,病床呼叫系统已成为医院不可缺少的监护设备,它对于患者和医护人员之间的信息沟通起着十分重要的作用,能够有效地保证患者及时得到医护人员的看护和医治,同时为医护人员的医护管理带来极大的方便。目前,现有的呼叫系统大都以有线为主[1,2],有线呼叫系统需要在医护人员值班室和病房之间铺设线路,布置起来比较麻烦,而且对病房的环境有一定的影响,为解决有线系统的不足,迎合医院追求环境整洁的需要,我们设计了医院病床无线呼叫系统。
2 系统工作原理及总体结构
病床无线呼叫系统由接收显示终端和呼叫发射终端2大部分构成。布置系统时,将无线接收显示终端安装在医护人员值班室,呼叫发射终端安装在病房或者楼道内。呼叫按钮挂接在无线发射终端之上,采用4×4矩阵式键盘设计,每台发射终端可挂接16个呼叫按钮。呼叫按钮安装在相应病房对应的病床上。当某一呼叫按钮按下时,呼叫发射终端会判断出按键按下的位置,并将相应的病房号和病床号通过规定好的数据帧格式发送到值班室的接收显示终端上;接收显示终端接收到数据帧后,通过解码在液晶显示器上显示出呼叫的病房号和病床号,并通过声光报警来提示值班人员。系统的总体结构如图1所示。
3 硬件设计
系统硬件设计包括接收显示终端和呼叫发射终端的设计,两者均以AT89S52单片机和n RF905无线收发器为核心。AT89S52是一种低功耗、高性能的CMOS 8位微控制器,具有8 KB在线可编程Flash存储器。n RF905是挪威Nordic公司推出的单片射频收发芯片,工作电压为1.9~3.6 V,工作于433/868/915 MHz 3个ISM频道。n RF905可以自动完成前导码和CRC校验码的处理,采用曼彻斯特编解码,具有低功耗的特点。当输出功率为-10 d Bm时,发射瞬时电流为11 m A,在接收模式时,电流为12.5 m A。n RF905采用SPI接口完成同微处理器的数据传输,n RF905发射一次的数据量最大为32 B[3]。
3.1 呼叫发射终端
呼叫发射终端由AT89S52、n RF905、4×4矩阵按键及供电电路构成,其原理如图2所示。当AT89S52检测到有按键按下时,进行按键判断,并将判断结果以相应数据帧格式发送出去,每次发送完毕后,LED指示灯闪烁。该终端在正常情况下采用交流电源供电,当断电时,采用直流供电。
3.2 接收显示终端
接收显示终端由AT89S52、n RF905、声光报警装置、存储器、功能按键、液晶显示模块、供电电路组成,其原理如图3所示。当n RF905接收到信号后,交由AT89S52分析并解码,然后将信息存储到存储器中,最后调用显示程序将存储器中存储的最近5条呼叫信息在液晶显示模块相应位置显示,并进行声光报警。功能按键包括清空存储器按键、信息查询按键等。液晶显示模块选用12864汉字图形点阵液晶显示模块,可显示汉字及图形,内置8 192个中文汉字(16×16点阵)、128个字符(8×16点阵)及64×256点阵显示RAM(GDRAM)。存储器选用24c04单总线串行存储器,它是一个1 KB位串行CMOS E2PROM,内部含有128个8位字节。
4 软件设计
4.1 防冲突软件设计
对于呼叫发射终端,有可能在同一时间内有多个呼叫按键被按下,为了避免冲突,在检测到多个呼叫信号时,首先将其存储在单片机的RAM中,然后实行顺序发射。当在同一时间有多个呼叫发射终端同时发射数据时,会产生信息碰撞,因此需要采用合理的防碰撞机制。在此,我们采用了CSMA(载波侦听多路访问)协议,该协议的实现原理是发射终端在发送数据前先进行载波侦听,以确认当前使用的信道未被占用,如果侦听到有其他终端在发送数据,则会延时等待,从而有效降低了发生冲突的可能性,提高了整个系统的吞吐量[4]。
4.2 呼叫发射终端
呼叫发射终端通电后,首先进行初始化操作,然后进入程序流程,即首先扫描按键,若有按键按下,则进行按键判断,判断出按键数及按键位置,然后采用CSMA协议进行信道检查,若信道空闲,则进行数据信息的发射。呼叫发射终端具体程序流程如图4所示。
4.3 接收显示终端
接收显示终端通电后,首先进行相应初始化操作,然后进入程序流程,即首先扫描自身的功能按键,若有键按下,则进入相应处理程序,否则,判断有无数据接收,若有数据接收,则将数据解码后进行存储,存储完后进行显示并用声光报警提示值班医护人员[5,6]。接收显示终端具体流程如图5所示。
5 结束语
采用AT89S52和n RF905设计的病床无线呼叫系统成本低、架设及维护方便、无需布线、能量消耗低,具有很强的实用性,可作为新一代病床呼叫系统推广使用。该系统的扩展性强,可为值班医生设计移动接收节点,佩带在医护人员身上,为医护人员提供实时的呼叫信息。
参考文献
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[5]梅彬运,熊振国,伍宗富.基于nRF401芯片的医院无线护理呼叫系统的设计[J].现代电子技术,2007,30(14):167-169.
基于单片机的病床无线呼叫系统 第4篇
1 硬件电路设计
1.1 系统硬件结构
本病床无线呼叫系统在单片机为主控的系统下包括五个模块, 分别为发射模块、接收模块、声音报警、液晶显示及应答按键。系统的整体结构框图如图1所示。
利用单片机STC89C51控制整个系统运行流程。无线发射模块得电后发出信号, 主机上的无线接收模块接收到呼叫信号, 再将信号交给单片机处理。经单片机处理后, 将呼叫信号输送给液晶显示模块和声音模块从而发出警报声音即显示病床, 应答按键模块将信号通过单片机的处理给液晶显示模块, 液晶显示模块收到信息显示已知。
1.2 无线发射模块电路图
无线发射模块由一个sc2262芯片、四个二极管、四个电阻、四个按键、一个发射器和外接电源组成, 其电路图如图2所示。
其工作过程以K5键为例:按下K5键, 12V电源正极输出电流, 到达D3, 二极管D4起到反向截止的作用, 电流到达2262的VCC即发射模块的VCC, 2262开始工作, 经D3输入数据后, 由VT编码输出端输出数据, 通过发射器发出呼叫信号。其他按键与其原理一样。
1.3 无线接收模块电路
无线接收模块又称解码接收模块, 包括接收头和解码芯片sc2272两部分。sc2272与sc2262的引脚相同, 接收头将接收到的信号输入sc2272的TE引脚[3], 芯片sc2272对接收到的信号进行解码。无线接收模块如图3所示。
sc2262与sc2272芯片之间的无线发射及接收过程如下:当有按键按下时, 芯片sc2262得电工作, 其第17管脚及VT输出数据信号, 当VT管脚为低电平时, 315MHz的高频发射电路不振荡, 当17脚为高平时, 315MHz的高频发射电路振荡并发出等频率的信号。芯片sc2272接收到发射模块所发出的信号后, 其地址码经过两次比较核对后, VT脚才输出高电平, 与此同时相应的数据脚也输出高电平, 如果发送端一直按住按键, 编码芯片也会连续发射。所以高频发射电路完全收控于芯片sc2262的VT脚。
1.4 报警模块
该系统具有声音报警功能, 当有病人呼叫时, 蜂鸣器就会大声提示, 直到护士应答回复, 才会停止鸣叫, 控制引脚接在P3.4引脚上, 利用三极管当作开关电路可以保护单片机, 还可以起到放大电流的作用, 当三极管基极为高电平时, 发射极截止, 为低电平时, 发射极导通。
2 系统软件设计
2.1 程序结构设计
该系统由主程序、LCD液晶显示程序、按键程序、应答程序、无线接收程序及蜂鸣器报警程序组成。主程序起到一个初始化及调用各个模块程序的作用。无线接收程序单元接收到信号后, 经单片机处理形成控制信号, 使蜂鸣器发出警报, 液晶显示程序显示位置信息, 按键扫描程序扫描到有按键按下时, 便结束报警并调用显示程序显示应答信息。
2.2 主程序流程图
主程序完成对系统时钟的设定, 单片机各端口的工作状态, sc2272芯片和LCD1602的工作模式选择。主程序流程图如图4所示。
主程序的工作流程如下:开始后, 首先对于液晶显示器及其他模块进行初始化。sc2262芯片得电后, VT引脚得高电平同时高频振荡器发出同频率的信号, sc2272芯片收到信号后, 将信号传送给2272芯片的VT引脚, 再将信号给单片机, 经过单片机内部一系列处理后, 调用液晶显示程序在显示屏上显示床位号, 同时调用蜂鸣器程序使蜂鸣器发出报警声。护士收到警报后, 按下应答按键, 通过复位电路进行初始化, 呼叫过程完成。
3 结论
本文基于STC89C51单片机, 利用sc2262与sc2272芯片进行信号的发射与接收, 实现了病人通过无线的方式与医护人员之间的沟通。病床无线呼叫系统具有很强的拓展性, 不但可以应用于临床护理, 还可以应用在日常的生活中。
参考文献
[1]王意刚.病房呼叫系统[J].建筑电气, 2005 (7) :36-41.
[2]朱艳华, 田行军, 李夏青, 等.基于PL3105的病床呼叫系统设计[J].北京石油化工学院学报, 2009 (6) :38-49.
基于餐饮服务的无线呼叫系统研究 第5篇
关键词：无线抄表,瑞萨RL78,低功耗
在我们这个“食文化”高度发达飞国度里,餐饮毋容置疑地成为第一大传统行业。然而,正是这个历史悠久、规模庞大的产业,却也是信息化程度最慢和最低的产业之一。至今为止,绝大多数餐饮业的经营方式仍停留在“一张纸、一支笔、老板喊破嗓子,员工跑断腿”的境地。很多餐饮场所仍然是老旧的“顾客大声招呼,服务员跑桌服务”模式,不但影响他人的用餐环境,同时会使服务员手忙脚乱,大大降低了服务质量。在餐饮信息化改造之中,无线点单及相关服务,无疑成为其核心内容,也是餐饮业进行信息化改造的必由之路[1,2]。根据这一情况,本文设计一个餐饮无线呼叫系统,能实现对服务员的远程呼叫并传达“点单”、“买单”、“其他服务”等等所需的服务信息。收到信息后,服务员(或总台)便立刻知道是几号桌需要什么服务,故可以从容安排。通过对餐饮服务的信息化改造,可以实现餐饮服务的低成本和高效性,促进餐饮行业的发展[3]。
1 系统总体设计
本文将餐饮服务的无线呼叫系统分为主机和从机进行设计。从机用于发送信息,主机接收信息。顾客根据需要经过操作从机向服务中心发送信息,主机处理好从机的信息,做出相应的服务。为了达到本设计的目的,根据本设计中的信息进行存储与显示等功能的要求,给出了对整个系统的整体框图,分别是电源模块,无线通信模块,主控模块,LCD显示模块,键盘模块等。接收部分和发送部分的相应模块方框图如图1所示。
2 硬件设计
2.1 RL78/G13模块设计
设计硬件时,由瑞萨RL78/G13 系列的MCU作主控芯片,通过其控制Si4432 芯片的发送和接收。RL78G13 内带有4KBRAM和64KB的Flash,含有丰富的外围模块(包括串口,SPI等)。针对本通信系统,可以完成基本的控制要求,不需要添加其他存储芯片。本文的设计中,外围的无线通信模块Si4432通过SPI口与RL78G13连接,电路简单且干扰小[4]。
2.2 Si4432无线模块设计
Si4432 集成度高,并且所需的外部电路少,只需要最基本的外部30M晶振和天线开关组成无线收发模块。为了更好完成收发的效果,必须严格按照Si4432的数据手册提供的参数选型。
通过SPI接口完成对Si4432的初始化配置、读写数据、访问FIFO等操作。使用4 线SPI,即SDO、SDI、SCLK和n SEL数据输出;SDI用于数据输出;SCLK时钟输入;n SEL作为片选信号,只有片选信号为低电平时,对Si4432 的操作才有效。此外,可以通过配置GPIO_0 和GPIO_1 引脚来设置天线的开关前段的电路采用G4J,其VC1 和VC2 分别接Si4432 的GPIO_0 和GPIO_1引脚。NIRQ引脚可以用来判断是否有中断,这样就可以利用这一功能来判断是否有信息待处理[5]。通过这款交叉开关实现天线发送和接收的自动切换功能,从而实现一定距离的无线通讯。具体设计电路图如下图3所示。
3 软件设计
3.1 软件设计思路
把系统分为主机和从机两部分,更加直观地把各部分程序展示出来。其中主机部分为信息的接收端,天线接收信息并且通过SI4432 传入MCU主控芯片。MCU判断信息后,分别给LCD显示屏和LED发出相应指令,LCD显示屏和LED按照相应指令做出显示,来提醒前台(或服务员)顾客需要的服务。从机是信息的发送端,顾客需要什么服务,通过按键的方式来实现自己的要求。MCU根据顾客的按键信息判断具体的服务内容,然后发送信息。当主机接收到信息并且确认信息后,从机的LED会做出指示,提醒顾客,信息发送成功[6]。
3.2主机程序流程图
主机是信息的接收端,是处理从机发来的信息的一端。整个系统先对LED、LCD、SI4432 和MCU进行初始化设置。在接收到信号后,LCD显示屏显示需求服务,第一行显示桌号,第二行显示需要的服务内容。LED也会闪烁来提醒前台(或服务员)顾客需要服务。当确认服务具体内容后,按下确认键,LED停止闪烁,LCD清屏,主机进入等待状态,随时处理再发送来的信息[7,8]。
下面为主机程序:
3.3从机程序流程图
从机是信息的发送端,顾客需求的信息从这里处理后发送到主机。在没有需要的信息发送时,从机进入待机状态,对SI4432、LED、MCU进行初始化设置。当有按键按下,代表需要向主机发送信息。发送按键信息前先进行判断,信息判断后再确认是否发送成功。如果信息发送成功,LED将有相应提示,之后再进入待机状态[9]。从机的流程图如下图5所示。
下面为从机进入发送模式的程序:
4 系统测试
将程序下载入呼叫终端中,对整个硬件所要实现的功能进行测试,验证其是否可以完成按键操作,LED和LCD显示屏是否可以显示有效信息。从机能否发出有效信息,主机能否在一定条件下接收到从机发来的信息,并且做出相应的信息表达。
需要用到的设备:EZ-CUBE一个、USB电缆一根、8个引脚的目标线缆一根、电脑一台(有USB接口)和软件。主机和从机之间的设置如下,从机设置在饭店服务台接收数据,主机设置在距服务台10m、20m、30m处的餐桌不断发送数据。每个位置发送数据500次,记录成功接收的次数,实验数据如下表1所示。
5结束语
本文以瑞萨单片机为基础搭建了基于餐饮服务的软硬件平台。采用低功耗的瑞萨RL78 MCU作为主控芯片,通过其控制Si4432 实现无线信号的发送和接收。对系统进行了硬件和软件设计,给出了主程序和从程序以及流程图。测试结果表明,该系统在餐厅等环境下能够可靠进行通信,能够满足餐饮服务的需求。
参考文献
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一种无线双向呼叫器控制系统设计 第6篇
随着服务行业业务量的增长及业务种类的增加,排队等候已成为人们面临的实际问题。长期以来,人们在银行、医院、电信、税务、工商等营业大厅里前拥后挤地站着排队等候,有时一站就是一个多小时。这种员工坐着服务、客户站着等待的服务方式与“用户就是上帝”的服务宗旨完全背道而驰。改善服务质量,树立良好形象,解决拥挤的排队现象,创造人性化服务环境已成为亟待解决的问题,排队系统应运而生。目前,到大中型企业办理业务大多需要排队,尤其是高峰时段。客户先取号或者呼叫主机,然后等待办理,但是客户不知道自己需要等 多久才能办理,又担心过 号,所以只能 在现场一 直等待,浪费时间,而且影响客户办理业务的心情,最终也会影响到企业的 形象。随着无线信号技术的发展与普及,为了节省空间和更好地布局,大多采用无线信号传输模式。排队呼叫技术最早出现于20世纪六七十年代,开始主要集中在欧美等西方国家,后来迅速得到普及。起初,人们只是在进入营业场所的门口前领取一个早已制作好的号牌或印有号码的纸条,然后等着麦克风里的人工呼叫。随着现代技术的不断发展特别是计算机技术的 应用,排队呼叫技术的研究进入一个全新的阶段,就是我们今 天看到的由电脑、呼叫终端、LED显示屏、语音设备等组成的排队系统。我国从1998年才开始排队呼叫技术研究活动,2003年开始大范围推广开来,但主要集 中于医院、银 行、涉外办事 机构、电信等场所。随着市场的需求以及技术的迅猛 发展,排队呼叫技术研究将会成为一个专门研究方向。
1设计要求及方案
1.1设计要求
传统呼叫器存在以下3个问题:(1)由于排队等待办理业务时人多口杂,广播呼叫就更加嘈杂,因此广播呼叫模式不 能作为主要模式。其实,客户只关心自己的相关信息,只要能实现主机给客户终端发送相关信息即可。(2)排队等待办理业务时,客户等待情绪大多比较焦虑,如果能给客户终端发送信息,客户可以专心办理自己的事情,就可以避免这种情绪的出 现。(3)传统排队呼叫系统,用户一旦过号,就必须重新取号。为了防止过号,用户必须一直在现场等待,而且必须注意广播呼叫。这不仅浪费用户 的时间,而且耗费 用户的精 力。基于以 上3点,设计了一种大中型企业无线呼叫器系统,由呼叫器终端 和主机构成,系统使用单片机编码/解码,每个呼叫器拥有一个唯一的识别码,并且识别码可以随时修改。当用户按 发射键后,识别码被发射出去,等待接收器的响应,主机接收到服务 申请后,根据识别码鉴别出是由哪一台呼叫器发出的申请,并给出声音提示和显示呼叫器的识别号;同时,主机可以向呼叫 器终端发送相关信息。
1.2设计方案
根据控制要求,用单片机 设计无线 呼叫器,原理图如 图1所示。由图1可知,用户可以在终端通过控制器对主机端进行呼叫,同时,主机也可以通过控制器向用户端发送相关信息,即实现双向通信。此外,该呼叫器 具有LED显示及声 音提醒功能,使得系统更加人性化、用户界面友好化。
2硬件设计
(1)用户呼叫电路 设计。由于用 户只是对 主机端进 行呼叫,如病房呼叫等,只需要设计一个呼叫按钮即可,不需要其他功能。因此,采用矩阵 键盘设计,每个用户 端拥有唯 一编码。为了实现无线呼叫功能,在用户端需增加无线信号发射 电路。(2)主机接收电路设计。在主机端,需要设计对用户端的应答电路,此时也只需要设计一个复位按钮,表示已经响应用 户端的呼叫,因此采用单片机中的复位电路即可。(3)主机端发送电路设计。为了实现呼叫器双向通信功能,在主机端还需增加向用户端发送信息功能。该电路主要实现向用户发送目 前排队等待情况。(4)用户端接收电路设计。为了接收主机端所发送的信息,在用户端需要增加信息接收电路。该电路主要实现对主机端信息解码与显示。为了实现简单控制,只进行数字显示,表示目前还需等待位次。(5)显示电路设计。在主机端及用户端均需要设计LED显示电路,主机端显 示哪个用 户端的呼叫;用户端显示目前需要排队等待的时间或位次。(6)其他电路设计。为了实现无线呼叫器功能,还需要设计无线信号发送与接收、信号增强、声音提示等电路。
3工作过程
由于本文所设计的无线呼叫器具有双向通信功能,因此实际使用过程分为2个工作过程,分别是用户向主机呼叫和主机向用户发送信息。
3.1用户向主机呼叫
传统呼叫器都具有用户向主机呼叫功能,工作过程如图2所示。从图2中可以看出,用户在呼叫主机过程中可以分为3个阶段:(1)用户能否成 功呼叫,可以用声 音和指示 灯进行提示,如无法成功呼叫则进行报警;(2)用户呼叫成功以后,在主机端能否成功显示,同样可以用声音和指示灯进行提示,在主机端如无法成功显示,应报警提示错误;(3)主机端成功显示用户端呼叫时,主机端应能够进行应答,如无应答,则返回到用户端提示用户继续呼叫,若应答成功,则呼叫结束,等待主机端进行处理。
3.2主机端向用户端发送信息
本文所设计的无线呼叫器控制系统不仅可以实 现传统意义上的呼叫,还可以实现主机向用户端发送信息功能,用户可以利用等待时间去做其他事情而没有必要在现场浪费时间,大大提高了用户的满意度。主机向用户端发送信息工作流程 如图3所示。
从图3中可以看出,主机在向用户发送信息过程中同样分为3个阶段:(1)主机端信息是否发送成功,如不成功,报警出错;(2)用户端是否成功接收,这个对于用户体验及用户满意度反馈相当重要,因此在主机端必须设计相应电路来显示用户是否成功接收信息;(3)在用户成功接收信息后,应该设计有用户确认知道主机端所发送信息的环节,如用户不及时到现场而发生过号现象,则责任在于用户自身,这一方面提高了用户 满意度,另一方面避免了纠纷。
4结语
病人无线呼叫系统 第7篇
医疗呼叫系统已经成为医院不可缺少的监护设备, 是医院现代化的标志之一, 它对于病人和医护人员之间的信息沟通起到了至关重要的作用, 能够有效地保证病人及时得到医护人员的看护和医治, 提高了医护效率。目前医疗呼叫系统主要有:有线系统、无线系统、介于有线与无线之间的电力线载波系统等。本文探究的是基于无线传感器网络的医疗呼叫系统, 它由终端节点、无线传感器网络和控制中心组成, 如图1所示。在提出了总体系统构架的基础上, 主要对医疗呼叫系统中终端节点的进行设计研究, 提出了详细的设计方案。
1 无线传感器网络
目前, 流行的无线传感器网络系统一般采用ZigBee技术。ZigBee是以低复杂度、低成本、低功耗为目标的一种无线通讯协议, 可工作在2.4GHz、915MHz和868 MHz3个频段上, 分别具有最高250kbit/s、40kbit/s和20kbit/s的传输速率, 它的传输距离在10-75m的范围内。其控制层与物理层是基于IEEE802.15.4规范, 网络层、安全层、应用层基于ZigBee联盟标准规定。无线通信链路由网络协调器、路由器、终端节点组成, 网络结构有星形网络、树形网络、网状网络等几种可选。根据病房呼叫系统的特点, 一般选用树形网络结构, 护士站呼叫主机为网络协调器, 在每个病房设置一个路由器, 病房内的呼叫分机作为终端节点, 通过路由器加入无线网络。与其他无线通讯协议相比, 具有节点自适应组网、网络容量大、延时短、安全可靠、节能等特点, 广泛地应用于环境的监测和保护、医疗护理、军事领域以及各种工业领域。医疗呼叫系统传输数据量不大, 数据传输可靠性和实时性要求高, 呼叫终端采用电池供电, 这些应用要求与ZigBee协议的特点很吻合, 是无线通信医疗呼叫系统理想的解决方案。
2 系统节点总体设计方案
2.1 节点硬件设计
根据节点功能要求, 节点硬件部分由处理器模块、音频采样模块、和无线通信模块以及电源模块组成, 节点硬件结构框图如图2所示:
处理器模块包括TMS320VC5402数字信号处理器、LED电路、时钟电路、McBSP (多通道缓冲串行口) 电路和HPI (主机端接口) 电路。TMS320VC5402芯片性价比高, 适用于语音实时处理等嵌入式应用场合。TMS320VC5402具有高度灵活的可操作性和高速的处理能力。处理器模块主要完成语音数字信号的实时处理, 减少传输时的冗余数据和传输误码率。
音频采样模块采用TLV320AIC23芯片, 它是TI公司推出的一款高性能立体声音频编解码器, 内置耳机输出放大器, 支持MIC和LINE IN二选一的输入方式。输入和输出都具有可编程的增益调节功能。AIC23的模/数转换器 (ADC) 和数/模转换器 (DAC) 集成在芯片内部。音频采样电路的功能是将模拟信号通过滤波电路再放大采集、量化编码, 再经数字音频接口输出, 而经数字音频接口输入的数据通过数模转换器产生模拟信号, 再经滤波放大, 最后经功率放大驱动立体耳机发出声音。
无线通信模块由无线单片机 (控制器) 、LED灯、天线及HPI、SPI、按键等接口组成。主要采用CC2430芯片, CC2430芯片是一颗真正的系统芯片CMOS解决方案, 能够提高性能并满足以ZigBee为基础的2.4GHz ISM波段应用及对低成本, 低功耗的要求。它结合一个高性能2.4GHzDSSS (直接序列扩频) 射频收发器核心和一颗工业级小巧高效的8051控制器, 并且具有8KB的RAM及强大的外围模块, 提供32、64和128KB 3种闪存选择。无线通信模块主要提供电路控制和无线收发的功能, 对语音采集回放电路、处理器电路及外部设备都有控制能力, 并且能将处理器内的数据进行无线收发。
电源模块是对系统节电供电, 主要有模拟电路供电和数字电路供电, 其中模拟电路供电提供3.3V的电压, 数字电路提供3.3V和1.8V电压。
2.2 系统节点软件设计
数字信号处理器TMS320VC5402是用来完成语音采集和处理功能, 以及实现数据交织减少较长数据帧丢失带来的语音较大面积无声的概率。
无线收发模块是用来接收和发送数据, 实现语音的短距离无线通信的功能。主要在端到端的通信协议基础上实现时分双工语音通信。
系统节点程序功能可分为语音处理、主机访问、无线通信这3大功能, 总体设计框图如下图3所示:
语音处理功能包括了模拟语音的数字化, 通过多通道缓冲串行口采集到数字信号, 将该16bit的数字信号进行ADPCM编码, 存储, 交织, 存储。主机访问功能包括了上电加载DSP程序, 交织数据的提取, 无线接收数据的写入。无线收发功能包括了连接的建立, 发送交织数据, 接收无线数据。
3 结束语
本文设计实现了基于ZigBee协议的一种传感器网络节点, 采用了首款单芯片ZigBee解决方案的CC2430。对节点软硬件的原理进行分析和讨论, 开发一种能实现数字语音处理能力和基于ZigBee低速率无线通信的硬件平台, 实现语音全双工的数字通信。经过对医疗系统节点的性能测试, 语音效果良好、直线距离大于20M, 绕障碍物10M左右, 经过中继器中转, 完全可以达到覆盖整个医疗范围的设计要求。设计成果改进和完善后不仅适用于医院病房, 还可广泛应用于无线安防、大型停车场管理、酒店客房呼叫、教学提问抢答等场合。
摘要：在分析无线通信协议的基础上, 对医疗呼叫系统中节点的软硬件两个部分进行设计和研究, 系统主要包括处理器模块 (选用TMS320VC5402芯片) 、音频采样模块 (选用TLV320AIC23芯片) 、ZigBee无线通信模块 (选用CC2430芯片) 3个模块。
关键词：医疗呼叫系统,无线传感器网络,节点,ZigBee
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