(精品)医院呼叫系统设计毕业论文

1、摘要为提高医院的工作效率，保证病人及时得到医护人员的救助，设计了一种新型的医院智能呼叫系统。该系统以AT89C51单片机为控制核心、采用RS485总线进行通讯，实现病房与护理人员间的快速、准确地呼叫及响应功能。系统由护理主机、呼叫分机、RS485总线通讯声光报警及LED显示等组成。采用了主从分布式多机通讯，能同时监控多个病房的呼叫并进行分级处理，通过采用RS485总线通讯系统实现远距离、多对一的呼叫。【关键词智能呼叫；RS485;总线；主机；从机。AbstractInordertoimprovetheworkefficiencyofhospitalsandmakepatientsgeteffe

2、ctivehelpintime,anewtypeofintelligencceallingsystemisintroducedinthisartical.ThisystemtakestheAT89C51singlechipcomputerascontrolcoreandtheRS485ascommunicat，ioandcanrealizethefastandaccuratecommunicationbetweenthewardandthenuIrtseiscomposedofnursingmastercomputer，followcomputer，RS485,theacousto-optic

3、warning,LEDandsoonItadoptsprimarysecondarydistributivemulti-computercommunication,cansimultaneouslymonitorandstagewiselytreatmultiplewardscall.BytheuseofRS485,thesystemcancommuniateremotelyandrealizethecallingfunctionofmanytoone.【KeyWords】intellligence;calllsiynsgtem；RS485bus；mastercomputer；slavecom

4、puter.目录TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark4 1、绪论1 HYPERLINK l bookmark6 11本课题的研究目的和意义1 HYPERLINK l bookmark8 1.2本课题国内外研究现状2 HYPERLINK l bookmark10 2、单片机病床呼叫器控制系统总体的方案设计2 HYPERLINK l bookmark12 21设计任务2 HYPERLINK l bookmark14 2.2设计原理4 HYPERLINK l bookmark16 23系统功能概述4 HYPERLINK l bookmark18 3、病床呼叫器的电路结

5、构及其工作原理5 HYPERLINK l bookmark20 31控制系统总体电路及地址分配5 HYPERLINK l bookmark22 32控制系统硬件设计6 HYPERLINK l bookmark24 33系统的详细介绍734主机部分组成块14 HYPERLINK l bookmark26 35从机部分组成15 HYPERLINK l bookmark28 36通信系统RS485总线16362单片机与MAX485接I口电路17 HYPERLINK l bookmark30 4、病床呼叫器的系统软件组成185、结论216、结束语22要参考文献23谢辞24医院呼叫系统设计1、绪论本课题

6、的研究目的和意义着科学技术的日新月异和生活水平的迅速提高，人们对于身体健康保障的要求越来越高。当病人的疾病突然发作时，病人的生命安危将在很大程度上决定于病人能否在最短时间内得到最有效的救助。但是在国内，整个急救体系还处于起步阶段，存在的很多隐患可能在病人突发症病后影响急救效率。病患大声呼叫护理员，是一种最直接的寻求救助的体现。但有时，护理对象因疾病或体力不足等原因，未必能发出响亮的呼叫，即使可以发出响亮的喊声，护理员因不在附近，也未必能够听得到，因此，靠直接喊话达到救助目的，并不是一个理想的途径。而病床呼叫器的作用就是在没有医护人员在身边的时候能通过它呼叫，通知相关人员快速作出反应，尽快的解决

7、病人的突发状况，从而有效地降低了病人的风险，而且它使用方便，简单、易于操作且节约时间。这使病人在急救最关键的一个环节上得到了最大的保障，很大程度上降低了突发性疾病的危险性。本课题国内外研究现状门口报警红灯等多功能的呼叫器，飞速的发展使病床呼叫系统从早期单纯的呼喊功能发展为现如今的快速反映、快速服务，更加人性化的智能控制系统但是随着社会的不断发展，人们对呼叫系统的期望远不止这些，不仅要求呼叫系统具有一般的呼叫功能，还希望具有一定的辅助管理功能。因此，一些稍好的呼叫系统，开始在功能细化上下功夫，如呼叫清零键设置在呼叫按钮上，这样可逼迫护理员到病床前清零，以消除呼叫报警，从而保证护理员无法偷懒。当医

8、生或护理人员不在值班室，可能在某个病房内处理具体事务，而此时发生呼叫，为此呼叫系统增设了走廊吊屏及门口警示红灯，当呼叫发生时，警示音一响，护理人员可以到走廊里远距离看一下吊屏内容，或看一下哪个房间门口的报警红灯闪烁，就知道哪个房间有呼叫发生了，如果医护人员不在同一楼层时还可以通过无线寻呼技术，将呼叫信号送到一个护理员的寻呼机上，这样就还可以达到节约人力成本的目的。随着科技的不断进步，人们开始寻求更为便捷的实现方式来达到呼叫的目的，因此出现了一些应用单片机技术实现呼叫的仪器和设备，以其特有的优越性得到了人们的信赖。2、单片机病床呼叫器控制系统总体的方案设计2.1设计任务1）当某个病床发出求助信号

9、（按下呼叫按钮）后，护士站的蜂鸣器发出短促音，与呼叫信号对应的指示灯闪烁（闪烁频率自定）。2）当医护人员听到呼叫后，按呼叫响应停止按钮，蜂鸣器停止工作，呼叫指示灯在20S后停止显示。3）如果同时或者在一段时间内有多个呼叫信号，护士站的蜂鸣器仍发出短促音，与这些呼叫信号对应的那些指示灯均闪烁，医护人员按呼叫响应停止按钮，蜂鸣器停止工作，呼叫指示灯在20S后停止显示。4）其他功能图2-1病床呼叫器原理框图如图1所示，系统运行后，当病房的病人发生了突发性事件，病人或其他人按下了紧急呼叫按钮，所在病房门口的指示灯开始闪烁，与此同时，在另一边的护士站的显示屏上，相对应的病床紧急呼叫指示灯开始闪烁，且蜂鸣

10、器发出鸣叫，通知相关人员立即作出反应，医护人员收到信号后，按下处理按钮，蜂鸣器停止鸣叫，护士站指示灯由闪烁变为直亮，20S后对应病床紧急呼叫指示灯自动熄灭。为了给信息以回应，在医护人员按下处理按钮的同时，在病房内，对应病床的床头灯开始闪烁，表明已受到信息，当医护人员处理完事故，按下床头呼叫按钮，床头灯停止闪烁，一次的救助完成。设计原理设计本课题时可以有两套方案选择：方案一：采用两块AT89C51单片机作为主机和从机，RS485总线为通讯系统，设计了一种新型分布式医院智能呼叫系统，能够实现病房与护理人员间的快速、准确地呼叫及响应功能。51系列单片机有较强的开关量逻辑记忆、判断、数据运算、处理能力

11、，并具有体积小、功能多样化、可靠性高、价格低等特点；方案二：用S7-200系列的CPU226CN（AC/DC/继电器）PLC实现该控制系统，PLC是综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术发展起来的一种新型的工业控制装置。PLC控制系统可靠性高，且内部程序编制灵活，功能多样，不但提高了生产效率，而且方便控制人员的管理。目前，医院里的智能呼叫系统按布线方式可以分成多种，市面上比较多的是三种。第一种：星形结构布线这种产品的优点是系统稳定但缺点是布线比较麻烦；第二种：采用总线制，这种呼叫产品的优点是布线简单，施工容易，但缺点是故障率高，一旦某一节点出现故障，则整个呼叫系统将陷入瘫痪；第三种：采用无线

12、技术，这种呼叫系统的优点是安装容易，改变位置方便，但缺点是信号受外界影响比较严重，比如气候不好时，信号传递就会出现差错，而且分机与主机的直线距离不能太远，否则信号传递中出错较多。病床呼叫器作为一个独立的控制设备，因其特殊性要求其设备结构必须可靠、稳定和执行效率高。比较而言，本设计选用了方案一及总线制及新型分布式医院智能呼叫系统，能够实现病房与护理人员间的快速、准确地呼叫及响应功能。该系统指令丰富，功能强大，可靠性高，适应性好，结构紧凑，便于扩展且性价比高。系统功能概述该系统以两块AT89C51单片机为主机和从机，主机在护理室，分机在病房。每个病房的不同床位都装有一个呼叫按钮，当病人需要帮助时，

13、按下呼叫按钮，主机上就有数码显示（第1位显示响应优先级，第2位显示房间号，第3位和第4位显示床号），同时进行声光报警，值班医生就可以根据显示对呼叫的病人进行分级处理。为了缩短信号传输距离，采用主从式多机通讯系统，并且为了提高信号传输时的抗共模干扰能力，采用了RS485总线标准。系统可实现多点远距离呼叫，互不干扰，并且扩展方便；若同时有多处呼叫，能够根据级别做到优先处理重症病人。3、病床呼叫器的电路结构及其工作原理3.1控制系统总体电路及地址分配表3-1控制系统的I/O点及地址分配名称地址编号输入1病房1号病床按?键I001病房2号病床按键I011病房3号病床按键I0.22病房1号病床按键I0.

14、42病房2号病床按?键I052病房3号病床按键I06护士站处理按钮I10输出1病房1号病床指示灯Q001病房2号病床指示灯Q0.11病房3号病床指示灯Q021病房门口指示灯Q0.32病房1号病床指示灯Q042病房2号病床指示灯Q0.52病房3号病床指示灯Q0.62病房门口指示灯Q07蜂鸣器Q101病房1号病床床头灯Q111病房2号病床床头灯Q121病房3号病床床头灯Q132病房1号病床床头灯Q152病房2号病床床头灯Q162病房3号病床床头灯Q173.2控制系统硬件设计该系统由护理主机，呼叫分机和RS485总线组成，其中主机上有数码显示、声光报警和输入键盘，从机上设置了输入键盘和指示灯。结构如

15、图1所示。该系统采用模块化设计思想，主从式结构。系统工作时，AT89C51主机向从机发送控制命令和数据并接收从机传送过来的数据，而且按每位病人的情况事先将其响应级别存入主机，应答时医生首先响应最高级别的呼叫，依次类推。AT89C2051从机上设置了呼叫按钮和指示灯。各从机与主机之间采用RS485总线标准进行通讯。当有病人按下呼叫按钮时，主机有声光报警和数码显示（显示最高优先级、病房号和床号），同时从机上的指示灯点亮。若医生对该呼叫作出应答，主机清除相应呼叫信息，同时从机指示灯熄灭，否则从机上的指示灯一直点亮，主机上一直有声光报警和数码显示。图3-1病床呼叫器总体电路连线图系统的详细介绍3.3.

16、1五秒呼叫模块利用555集成时基电路组成脉冲启动型单稳态电路，产生定长时间的震荡信号驱动蜂鸣器呼叫。配以相应参数的阻容器件，可将震荡时间准确的控制在要求的5秒钟。电路原理图如下：此电路由模拟开关、4输入或非门集成芯片4002、由555构成的单稳态触发器和蜂鸣器组成。模拟开关初始状态为全低电平。将模拟开关的所有输入端经与非门后接入555的触发输入2端。再由555的输出端3接蜂鸣器。当无病房呼叫时，模拟开关全为低电平输入给逻辑门，之后输入555的2端口时依旧是高电平。由于由555构成的单稳态触发器是低电平触发，且无触发时输出低电平。所以此时蜂鸣器无声音。只要有病房呼叫时，555的2端将接入低电平，

17、触发器被触发，进入暂稳态状态中。其输出端3输出5秒的高电平，则蜂鸣器呼叫5秒钟。呼叫时间5秒即为单稳态的暂态时间。由555构成的单稳态的暂态（即输出高电平时间）公式算得。Th=RCLn3=454X103X10X10-6X1.1=5s这里取470k的标准电阻。蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。我们本次设计就是用这种设备来模拟，它的外形常见的又以下几种，一般呈圆柱状，下面两针长短不同，长的就为正极，短为负极，我们只要在正负极加上正向电压其便可以发出声响。图3-3常见蜂鸣器55

18、5定时器电路的内部结构如下图所示，其有两个比较器C1和C2,且它们各有一个输入端连接到三个电阻R组成的分压器上，比较器的输出接到RS触发器上。此外还有输出级和放电管，输出级的驱动电流可达200mA。图3-4555定时器由其内部结构我们可以得到它的功能表如下所示：表3-2555定时器功能表输入输出RcViiV12Votd状态0XX低导通12Vcc/3Vcc/3低导通1Vcc/3不变不变12Vcc/32Vcc/3.XT.AL1XTAL2RSTPIJOP1.1P-12PI3P14P15P1.6P1.7P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/ADGP0.4/AD4PO.S/AMP0.

19、6WE6P0.7/AD7P2.0XE：P2.1/A9P2.2jW.10P2.3jW.11P2.4A12P2.5ZA.13P2.6jW.14P2.7j!A15P3.0/FLXDP3.1.TXDP3.2/INTUF3.3/INT1P3.4-T0P3.&T1P3.B/WRP3.7/RDAT.89C5120HLED-REDTE-:eTEXTSF22.24252628PSEMALEEAIS.920303123斗5678191112tJ.10ROBREDEDIAMA/f?S7.TE图3-2主机的显示及按键连接3.5从机部分组成为了优化硬件结构，减小系统体积，从机部分以AT89C51为核心，采用发光二极管作

20、为指示灯。每个从机控制一个病房，每个病房里放置四张病床，所以要连接4个按键。从机部分工作原理如下：当病人按下呼叫按钮后，从机上对应的指示灯点亮，若值班室医生收到呼叫信号，按下响应键，对应指示灯熄灭，否则指示灯一直保持亮的状态。接口电路如图3所示。图3-3从机的显示及按键连接BROREDEADI3.6通信系统RS485总线系统选用多点总线结构的RS485通信方式，即在主从机的通信电路中采用RS485收发器，组成RS485通信网。主机与从机间通过总线进行串行通信，其电路简单，成本低，且由于采用差动传输方式，抗干扰能力强，可靠性高，可以有较高的数据传输速率和较远的传输距离。3.6.1RS485收发器

21、主从式控制系统的RS485半双工网络如图4所示。从机的个数最大为32个。图3-4MAX485典型工作电路3.6.2单片机与MAX485接口电路AT89C51单片机与MAX485接口电路如图5所示，RO和D1分别接AT89C51内部串行口的数据接收端RXD(P30)和数据发送端TXD(P31)，能端和DE分别占用两根I/O口线，若不用关机模式，可将它们连起来，用一根口线控制即可。为了进一步增强抗干扰性能，提高通信的可靠性，利用高速光电耦合器加以隔离。常态时，从机处于发送状态，主机处于接收状态。一旦有呼叫信号从机发送主机接收；主机收到后，主机发送响应信号，对应从机接收。图3-5MAX485与单片机

22、接口电路4、病床呼叫器的系统软件组成软件部分采用模块化设计。主要由主机主程序、主机通讯子程序、从机主程序、从机中断服务子程序等组成。主机主程序用于定时器Tl初始化、串行121初始化和传递主机通讯子程序所需人口参数，主机通讯子程序用于主机和从机间数据块的传送。从机主程序用于定时器T1初始化、串行口初始化和中断初始化，从机中断服务子程序用于对主机的通讯。主机C语言单片机程序：#include#includesbitP10=P0;sbitP11=P1;sbitP12=P2;sbitP13=P3;sbitP00=P00;sbitP01=P0；sbitP02=P02;sbitP03=P0八3;voidd

23、elay();voidlighton();bitL0=0,L1=0,L2=0,L3=0;voidmain()P1=0 xff;while(1)if(!P00)L0=1;if(!P01)L1=1;if(!P02)L2=1;if(!P03)L3=1;lighton();delay();voiddelay()unsignedchari,j;for(i=0;i255;i+)for(j=0;j255;j+)_nop_();voidlighton()if(L0)P10=!P10;if(L1)P11=!P11;if(L2)P12=!P12;if(L3)P13=!P13;从机C语言单片机程序:#include

24、#includesbitP14=P4;sbitP15=P5;sbitP16=P6;sbitP17=P7;sbitP10=P0;sbitP11=P1;sbitP12=P2;sbitP13=P3;voiddelay();voidlighton();bitL0=0,L1=0,L2=0,L3=0;voidmain()P1=0 xff;while(1)if(!P14)L0=1;if(!P15)L1=1;if(!P16)L2=1;if(!P17)L3=1;lighton();delay();voiddelay()unsignedchari,j;for(i=0;i255;i+)for(j=0;j255;j+

25、)_nop_();voidlighton()if(L0)P10=!P10;if(L1)P11=!P11;if(L2)P12=!P12;if(L3)P13=!P13;5、结论经过大量事实论证，我们可以得出以下结论：系统以AT89C51单片机为控制核心、采用RS485总线进行通讯，能够实现病房与护理人员间的快速、准确地呼叫及响应功能，实现远距离、多对一的呼叫功能。此系统结构简单、性能可靠，是医院实现提高工作效率和改善服务质量的有效途径之一。6、结束语至此，基于RS485总线的医院呼叫系统设计最终得以完成，本文所设计的控制电路，主要有以下电路构成，闪烁电路、报警电路和断电延时电路。它能实现一个或多个患者同时发