基于NRF24L01病床無線呼叫系統(tǒng)

史旭丹

摘 要：無線病房呼叫系統(tǒng)是一種廣泛應(yīng)用于社區(qū)醫(yī)療中心、鄉(xiāng)鎮(zhèn)醫(yī)院、養(yǎng)老院，方便病人聯(lián)系醫(yī)護(hù)人員的遠(yuǎn)距離呼叫系統(tǒng)，能夠有效的提高醫(yī)院服務(wù)水平。本設(shè)計(jì)通過NRF24L01無線傳輸模塊通過從機(jī)實(shí)時(shí)采集病床的床號(hào)發(fā)送給主機(jī)，當(dāng)主機(jī)接收到來自從機(jī)發(fā)送的信號(hào)時(shí)，蜂鳴器發(fā)光二極管發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，提醒有病人呼叫，醫(yī)護(hù)人員按下主機(jī)的呼應(yīng)鍵即可取消對(duì)應(yīng)的呼叫。實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的信息傳輸。

關(guān)鍵詞：NRF24L01; STC89C52單片機(jī); 無線病床呼叫

中圖分類號(hào)：TP311? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ?文章編號(hào)：1006-3315（2020）1-193-001

一、項(xiàng)目概述

1.項(xiàng)目研究目標(biāo)及意義

近年來，信息通訊技術(shù)不斷更新?lián)Q代加上人們?nèi)粘Ｉ钪械男枨螅t(yī)用呼叫控制系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階段。開始朝著智能化方向發(fā)展，大部分的呼叫系統(tǒng)雖然擁有不錯(cuò)性能和多樣化的功能，但安裝維護(hù)十分不易，且價(jià)格高昂。本文設(shè)計(jì)的基于NRF2041無線病床呼叫系統(tǒng)，可廣泛應(yīng)用于病人輸液、病患護(hù)理，是提高中小型醫(yī)院管理水平和服務(wù)質(zhì)量的絕佳選擇。

2.發(fā)展?fàn)顩r

當(dāng)前醫(yī)院管理模式已經(jīng)從過去的人管模式，向著信息化、電子化快速發(fā)展。目前市場(chǎng)上存在著多種多樣的病床呼叫系統(tǒng)，主要可劃分為有線式和無線式兩大類。市面上的呼叫系統(tǒng)以有線式呼叫系統(tǒng)為主，其需要大面積鋪設(shè)線纜，涉及成本高、安裝復(fù)雜、不適用于中小型醫(yī)院養(yǎng)老院等缺點(diǎn)。本課題設(shè)計(jì)的無線式病床呼叫系統(tǒng)無需布線、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、易于維護(hù)。

二、項(xiàng)目總體方案設(shè)計(jì)

1.總體方案

本項(xiàng)目由單片機(jī)主控制器電路、按鍵模塊電路、無線發(fā)送電路、無線接收電路、LCD1602液晶顯示電路、聲光報(bào)警電路和電源電路[1]七個(gè)部分組成。

2.主要功能

本課題由主機(jī)和從機(jī)構(gòu)成。采用NRF24L01無線通信模塊，該模塊在2.4Ghz無線頻率上進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。本設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)形式為：當(dāng)主機(jī)接收到從機(jī)發(fā)送的請(qǐng)求信號(hào)時(shí)，主機(jī)蜂鳴器和發(fā)光二極管發(fā)出聲光報(bào)警，監(jiān)護(hù)人員可以查看LCD顯示器上顯示的病床序號(hào)，并通過主機(jī)上的呼應(yīng)按鍵關(guān)閉對(duì)應(yīng)的呼叫。NRF24L01模塊具有自動(dòng)重發(fā)的功能，能夠有效避免無線傳輸中無線信號(hào)丟失，信號(hào)干擾造成的意外事故。

三、項(xiàng)目軟件設(shè)計(jì)

1.主程序流程圖

1.1從機(jī)發(fā)送部分。從機(jī)發(fā)送部分的整個(gè)程序循環(huán)是：首先初始化配置NRF24L01模塊的CE和CONFIG寄存器設(shè)置其為發(fā)送模式，病床序號(hào)數(shù)據(jù)由STC89C52單片機(jī)采集并寫入發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器，設(shè)置發(fā)送地址。最后通過NRF24L01將病床序號(hào)數(shù)據(jù)發(fā)送給主機(jī)，數(shù)據(jù)發(fā)送完畢后若發(fā)送堆棧為空，進(jìn)入空閑模式。反之重新初始化進(jìn)行下一次發(fā)射。

1.2主機(jī)接收部分。接收部分的總體思路如下：首先初始化配置NRF24L01模塊的CE和CONFIG設(shè)置其為接收模式，然后進(jìn)入循環(huán)等待RX_DR中斷標(biāo)志位置高。若接收到信號(hào)，IRQ變低，單片機(jī)就從接收寄存器讀取二進(jìn)制數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制后在LCD1602液晶上顯示出來。

2.子程序設(shè)計(jì)

2.1無線發(fā)射模塊軟件設(shè)計(jì)。首先進(jìn)行初始化操作，初始化包括設(shè)置單片機(jī)I/O和SPI相關(guān)寄存器兩部分其可以和nRF24L01通信。通過SPI總線配置射頻芯片使其進(jìn)入正確的工作模式。發(fā)射數(shù)據(jù)時(shí)，首先將NRF24L01配置為發(fā)射模式。隨后將待發(fā)送數(shù)據(jù)的目標(biāo)地址TX—ADDR和數(shù)據(jù)TX—PLD寫入NRF24L01緩沖區(qū)，延時(shí)后發(fā)射數(shù)據(jù)。

2.2無線接收模塊軟件設(shè)計(jì)。接收數(shù)據(jù)時(shí)，首先將nRF24L01配置為接收模式。接著延遲進(jìn)入接收狀態(tài)等待數(shù)據(jù)的到來。當(dāng)接收方檢測(cè)到有效地址和CRC時(shí)，就將數(shù)據(jù)包儲(chǔ)存在接收堆棧中，同時(shí)狀態(tài)寄存器中的中斷標(biāo)志位RX—DR置高，產(chǎn)生中斷使IRQ引腳變?yōu)榈碗娖剑员阃ㄖ狹CU去取數(shù)據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]江琳.基于NRF24L01的簡(jiǎn)易病房呼救系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J] 電腦知識(shí)與技術(shù)：經(jīng)驗(yàn)技巧，2017

[2]史贊旸，李明達(dá)，方飛.基于單片機(jī)的智能溫室溫濕度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]信息系統(tǒng)工程，2016（4）：44-44

[3]賀思婷，馬銘，許曉容.無線溫度采集預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]智能建筑，2017（11）：62-64