醫(yī)用輸液大廳無線尋呼系統(tǒng)的設(shè)計

摘 要：針對我國醫(yī)院輸液大廳的實際需求，將WIFI、無線射頻及智能手機技術(shù)相結(jié)合，設(shè)計了一款醫(yī)院輸液大廳無線尋呼系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用SC2262、SC2272編解碼芯，結(jié)合超外差射頻模塊，實現(xiàn)了呼叫終端與接收主機的實時無線通信，接收主機主控制器AT89C51過串口控制WIFI模塊，將呼叫信息傳輸?shù)阶o(hù)士站的PC機與護(hù)士攜帶的智能手機；上位機用VB6.0編寫基于TCP/IP協(xié)議的服務(wù)器端案例軟件，結(jié)合語音控件，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的界面顯示及播報。

關(guān)鍵詞：SC2262；SC2272；智能手機；無線尋呼

靜脈輸液是目前疾病治療的主要手段。然而因我國人口眾多，醫(yī)療資源不充足，經(jīng)常出現(xiàn)醫(yī)院病床緊張的情況，因此，醫(yī)院設(shè)立了輸液大廳，類似于門診治輸液方式，其存在患者眾多，人員流動性大，醫(yī)護(hù)人員分配少的特點。輸液人數(shù)眾多護(hù)士工作強度大，無法定期查看患者輸液進(jìn)行狀況。患者一但輸液結(jié)束，沒有及時換藥或撥針將出現(xiàn)血液回流等不良狀況，必然會增加醫(yī)療事故發(fā)生的概率。針對上述現(xiàn)狀，為了緩解護(hù)士的工作壓力，為患者提供可靠優(yōu)質(zhì)的治療服務(wù)，國內(nèi)外部分廠家相繼研制了有線尋呼系統(tǒng)，因其存在布線施工復(fù)雜、成本高、維護(hù)難的不足，已不能很好的用于輸液大廳這種場合[1]。基于上述背景，本文順應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)理念的發(fā)展潮流，本著低成本，高可靠性、穩(wěn)定性的原則，將WIFI技術(shù)、無線射頻技術(shù)、智能手機技術(shù)相結(jié)合，設(shè)計了一款低成本、移動性好、多種模式無線主機接收，可靈活組網(wǎng)進(jìn)行無線擴展的輸液無線尋呼系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計

系統(tǒng)總體框圖如圖1所示，由呼叫終端、接收主機、護(hù)士站PC機及智能手機終端構(gòu)成。在實際使用中，呼叫終端由病人手持或安放在輸液椅子邊上，（注意：椅子的編號與呼收終端地址相對應(yīng)）。當(dāng)輸液結(jié)束時，病人按下呼叫終端上的按鍵，通過無線射頻發(fā)射呼叫信息幀到接收主機，接收主機收到有效信息后通過WIFI模塊以WIFI網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，轉(zhuǎn)發(fā)到護(hù)士站的PC機進(jìn)行語音報號，同時還可轉(zhuǎn)發(fā)到護(hù)士的智能手機上。接收主機也可以通過無線路由擴大網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍。

2 硬件設(shè)計

2.1 呼叫終端模塊

呼叫終端分別由射頻發(fā)射模塊、電源電路、編碼電路組成。射頻發(fā)射模塊選用XY-FST射頻發(fā)射模塊。編碼電路選取SC2262，通過查閱其用戶手冊中的引腳定義[2]，設(shè)計的終端模塊電路如圖2所示，R6用于調(diào)節(jié)編碼振蕩器的頻率；SC2262的第17為串行輸出發(fā)送引腳，與射頻模塊的數(shù)據(jù)引腳相接。10、11、12、13為數(shù)據(jù)編碼，可設(shè)為0或1；1---8為三態(tài)地址引腳，設(shè)置時必須與主機的解碼接收模塊SC2272相同。其中J11、J12在設(shè)計PCB時做編碼狀態(tài)設(shè)置跳線，以便于對不同模塊對應(yīng)的輸液座位進(jìn)行對應(yīng)編號設(shè)置。其工作流程是：當(dāng)按鍵S4沒有按下時，模塊不通電，所以不耗電，為電池供電提供了較好的可能性。當(dāng)按鍵按下時模塊得電立即傳送已設(shè)好的編碼數(shù)據(jù)。

2.2 接收主機模塊

2.2.1 超外差接收射頻模塊

超外差接收射頻模塊由解碼模塊與XY-FST射頻接收模塊構(gòu)成。接收終端的呼叫號碼，通過SC2272解碼后，將結(jié)果輸出單片機的P10～P13口線。通過查閱SC2272的用戶手冊可知[3]，接在15、16腳間的電阻值選取很關(guān)鍵，要與SC2262的對應(yīng)。同時其地址也要與2262設(shè)置相同。正確解碼后17腳會輸出由0到1的脈沖信號，將其連接到單片機的P14口線用于通知單片機讀取數(shù)據(jù)。

2.2.2 處理器模塊及WIFI模塊

處理器模塊的主要任務(wù)是通過I/O口讀取SC2272接收到的終端呼叫號，然后通過串口控制WIFI模塊，將數(shù)據(jù)上傳到WIFI網(wǎng)絡(luò)，WIFI終端接收。因處理器不需要做復(fù)雜運算處理，因此選用成本較低，通用性好的AT89S51單片機來實現(xiàn)。

為了降低開發(fā)的難度，縮短開發(fā)的周期，近而降低開發(fā)成本，綜合考慮成本高低、技術(shù)支持是否良好等多方面的因素，最終選用了濟(jì)南有人物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有限公司的串口轉(zhuǎn)WIFI模塊USR-WIFI232。USR-WIFI232系列產(chǎn)品具有超小體積、支持無線工作在STA/AP/AP+STA/WDS（WDS即無線漫由功能）模式等特點，能夠使本文設(shè)計的尋呼系統(tǒng)便于實現(xiàn)靈活的組網(wǎng)模式，組成一個覆蓋范圍較廣的WIFI網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)而提高了系統(tǒng)的通用性。模塊的接口定義及管腳說明詳見參考文獻(xiàn)[4]。

3 軟件設(shè)計

3.1 接收主機軟件設(shè)計

單片機上電后，首先完成串口初始化，接著進(jìn)入主循環(huán)，通過P14口線不斷檢測解碼模塊SC2272的第17腳是否有0到1的信號跳變，以確定是否有終端呼叫。如果有就讀取呼叫值，然后按特定的數(shù)據(jù)幀格式通過串口發(fā)送到WIFI模塊，WIFI模塊不對數(shù)據(jù)做任何處理直接傳輸?shù)秸麄€WIFI網(wǎng)絡(luò)，供護(hù)士站PC主機接收和安卓智能手機接收。

3.2 護(hù)士站PC軟件設(shè)計

基于VB6.0平臺開發(fā)的顯示界面如圖3所示，包括當(dāng)前呼叫號碼顯示區(qū)域，網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)置與狀態(tài)顯示區(qū)及語音調(diào)節(jié)區(qū)域。對于網(wǎng)絡(luò)的連接編程選用WinSock控件能通過TCP協(xié)議（數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議）連接到接收主機的WIFI網(wǎng)絡(luò)。同步號碼語音播報是通過在VB環(huán)境中添加Win32 speech API中的對象庫來完成。可根據(jù)PC操作系統(tǒng)中已安裝的語音庫設(shè)為中英文男女音四種模式。

4 結(jié)論與討論

本系統(tǒng)整體調(diào)試通過，調(diào)試顯示如圖3所示。經(jīng)過多次測試，本系統(tǒng)能夠很好的實現(xiàn)對終端呼叫信號的接收、顯示、播報及轉(zhuǎn)發(fā)。接收范圍也能滿足應(yīng)用要求。本方法設(shè)計的系統(tǒng)克服了有線系統(tǒng)的缺陷，具有成本低、移動性好、多種模式無線主機接收，可靈活組網(wǎng)進(jìn)行無線擴展的優(yōu)勢。

[參考文獻(xiàn)]

[1]于沛.基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)輸液監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計[D].碩士論文，黑龍江大學(xué)，2012，1-5.

[2]拓迪電子有限公司.SC2262數(shù)據(jù)手冊.佛山市拓迪電子有限公司，2010，1-30.

[3]拓迪電子有限公司.SC2272數(shù)據(jù)手冊.佛山市拓迪電子有限公司，2010，1-28.

[4]有人科技有限公司.USR-WIFI232芯片技術(shù)手冊.濟(jì)南有人科技有限公司，2012，1-26.

基金項目：亳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院院級教研課題（項目編號：2012JYXM12）。

作者簡介：張喜紅（1983-），男，山西朔州人，碩士，職稱：助講，研究方向：生物醫(yī)學(xué)工程；王玉香（1982-），女，漢族，安徽蚌埠人，亳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽省亳州市，講師/技師，碩士，研究方向：醫(yī)療器械設(shè)計。