基于STM32的無線病房呼叫管理系統的設計

李帥男

摘要：本設計是針對傳統有線呼叫系統所存在的各種不足而設計的一個無線病房呼叫系統，其主要以單片機STM32F103為核心進行控制，系統分為接收主機和呼叫分機兩大部分，使用Zigbee無線收發模塊CC2530進行組網，實現主機和分機之間的通訊。病人通過從機進行呼叫，通過無線網傳給主機，并通過液晶顯示屏可以顯示出呼叫的病床號，從而使醫生可以快速地救助有需要的病人。

關鍵詞：STM32；CC2530；無線收發模塊；呼叫系統

中圖分類號：TP23 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2018）09-0167-02

1 緒論

伴隨著科學技術的飛速發展，現代醫院的醫療水平也得到了飛快的提高。可是在現代眾多的醫院里面，有很多醫院并不具備這樣能夠滿足人們需求的病房呼叫管理系統。通常在很多時候，醫院里的病人在遇到突發病情，需要醫生救助的時候，往往會出現無法及時地聯系到醫院護士或者醫生的情況。所以，一個良好的病房呼叫管理系統無論是對于病人還是對于醫院來說都是非常重要的[1]。

2 系統硬件電路的設計

2.1 系統整體框圖

本系統主要可以分為主機和從機兩大部分組成。主機由醫院護士或值班醫生持有，醫生或者護士可以通過主機接收到病人的呼叫信號，然后及時給予病人相應的救助；從機由醫院里的病人持有，病人如果遇到突發情況，需要幫助時，只需要按下從機上的呼叫按鍵，便可以呼叫醫生或者護士了[2]。選用Zigbee中的CC2530無線收發模塊進行組網，來實現主機和從機之間的通訊信息和通訊命令的傳輸。主機以及從機上都分別裝有CC2530無線串口收發模塊。CC2530無線串口收發模塊與STM32之間進行串口通信。病人在按下呼叫按鍵進行呼叫的時候，從機STM32控制器將呼叫信號通過串口通信傳給CC2530無線串口收發模塊。無線收發模塊在接收到信息后，通過無線傳感網，將信息傳遞給主機的無線收發模塊，最后傳遞給主機STM32終端控制器，主機控制器會控制外圍各功能模塊電路做出相應的反應。如果存在多個病人同時按下呼叫按鍵，那么液晶顯示屏會依次顯示出呼叫的病人的病床號，同時報警小燈會被點亮，蜂鳴器報警會發出聲音來提醒醫院的值班醫生或者護士。無線病房呼叫系統的組成框圖如圖1所示。

2.2 STM32f103單片機的介紹

STM32中f10x系列的處理器是基于ARM Cortex-M3內核，依據它的性質和功能的區別，可以分為4個不一樣的類別。即：基本型f101系列單片機，USB基本型f102系列單片機，增強型f103系列單片機以及互聯網型F105和F107系列單片機。我們設計無線病房呼叫管理系統所使用的就是STM32嵌入式單片機f103系列中的C8T6芯片[3]。STM32嵌入式單片機f103系列的內核的工作頻率最高可以到達72MHz。單片機內部配備有高速存儲器，還有眾多的IO端口以及外圍設備，比如說DMA、電機控制PWM、溫度傳感器等。除此之外，還包括兩個12位的模數轉換器，兩個通用型的16位定時器，兩個集成線路總線，兩個串行外設接口，三個通用異步收發器，一個通用串行總線，以及一個控制器局域網絡等等[4]。

2.3 關于Zigbee的介紹

關于無線網模塊，我們使用Zigbeecc中的2530無線串口收發模塊進行組網。 Zigbee是建立在IEEE802.15.的協議的基礎之上的一種新興的無線網絡雙向通訊技術。它的主要功能是體現在近距離的無線網連接上。所謂的協議棧，其實就是在無線網中每一層協議組合到一起的整體。它能夠明確地體現出一個網絡文件是如何進行傳輸的。可以說Zigbee網絡中的組網設備按照功能分類可以分為兩種，一種是全功能設備（簡稱FFD），這種設備可以實現Zigbee協議棧里的全部功能。另外一種是精簡功能設備（簡稱FRD），顧名思義，這種設備是根據需要，只實現協議棧里的一部分功能，并不是全部[5]。

3 系統軟件設計

呼叫系統的軟件設計大體上分成主機、從機以及CC2530這3個主要方面。我們選擇使用Keil uVision5軟件進行運行程序。

當呼叫系統上電，開始工作以后，就會立即最先檢測電源的狀態，初始化STM32單片機，1602液晶顯示屏，LED指示燈以及蜂鳴器等設備模塊。當所有的設備電路模塊都正常了，然后就等待看是否有中斷發生，主控制器開始檢測有沒有呼叫信號傳入。如果病人按下呼叫按鍵，呼叫信號就會傳入，然后就開始運行子程序。主機系統程序流程圖如圖2所示。

4 結語

我們的無線病房呼叫管理系統大體上可以分成兩大組成部分，即主機部分和從機部分。系統的主機部分可以安裝在護士站或者交給值班醫生，用來接收病人的呼叫信息。從機部分可以安裝在病房中或者轉交給病人保管，可以讓病人在需要的時候按下呼叫按鍵進行呼叫醫生，確保了患者的人身安全。

參考文獻

[1]張華林，林達明.無線病房呼叫系統的設計[J].國外電子元器件，2006，（8）：22-25.

[2]孔英.智能病房管理系統的構建[J]. 濟寧醫學院學報，2016，（03）：215-217.

[3]周江.STM32單片機原理及硬件電路設計研究[J].數字技術與應用，2015，（11）：1.

[4]肖廣兵.ARM嵌入式開發實例——基于STM32的系統設計.電子工業出版社，2013（4）：23-34.

[5]李宏佳.嵌入式ZigBee網絡的研究應用及其與Internet的融合[D].青島：青島科技大學，2008：1-33.