基于proteus的病房呼叫系統

宋昕一，田璐羽，羅其波

（上海理工大學，上海，200093）

0 引言

近年來人們越來越重視醫療系統的發展，不斷改善創新醫療技術，力求做到智能化與信息化。其中病房呼叫系統是將病人的呼叫請求信息迅速傳遞給醫護人員求助的設施。傳統的有線呼叫系統電路設計繁瑣復雜，不易修改與擴裝；相比之下無線的呼叫系統在一定程度上提高了安全性與醫療求助的即時性，降低了生產應用與維護成本。本文即基于proteus軟件針對呼叫系統進行研究與測試。

1 系統整體功能

本病房呼叫系統由兩大主模塊組成。一個模塊為病人端，帶有8個按鍵與8個對應指示燈，即此系統可同時連接服務8個病人，病人可通過按鍵，發出服務求助的請求，同時將點亮自身的LED指示燈。另一模塊為醫護端，主要為醫護人員接收來自病人的服務請求。醫護端共有兩塊數碼管顯示信息，一塊數碼管用于顯示最新發出的病人服務請求的床號，另一塊數碼管顯示病人發出請求服務的先后順序或總人數。醫護端有一設置開關，當開關抬起時只能觀看當前請求病人床號與總求助數，醫護人員可以根據呼叫的先后順序進行服務；當開關閉合時，醫護人員可通過按下順序鍵對呼叫病人進行順序瀏覽信息；按下逆序鍵對呼叫病人進行逆序瀏覽信息；按下清零鍵可以將當前呼叫的病人請求信息進行關閉，表明已完成對該病人的服務，并且病人對應的LED燈也將關閉。

2 系統電路設計

■2.1 復位電路

復位電路由按鍵與RC電路組成，復位信號的輸入端是RST引腳，高電平有效。當系統一上電，RST腳將會出現高電平，系統則會重新開始執行程序。該復位操作屬于手動復位。當病人的服務請求得到解決后，可以通過醫護端進行清零，也可以通過復位鍵實現清除呼叫。

■2.2 晶振電路

C51單片機的定時控制功能是由時鐘電路和振蕩器完成的，而根據硬件電路的不同，連接方式分為內部時鐘方式和外部時鐘方式。本設計采用內部時鐘方式。單片機內部有一個反相放大器，XTAL1、XTAL2分別為反相放大器的輸入端和輸出端，外接定時反饋元件構成振蕩器，加電后延時一段時間（約10ms）振蕩器產生時鐘，不受軟件控制；設計中X為晶振，振蕩產生的時鐘頻率由X1確定。電容C1、C2的作用有兩個：一是幫助振蕩器起振，二是對振蕩器的頻率起微調作用。

■2.3 數碼管顯示電路

數碼管顯示本質是七個發光二極管組成，通過其中的一段或者幾段導通而形成不同的數字。數碼管有共陰極和共陽極兩種，本設計都采用共陰極的數碼管。

（1）服務請求號顯示

當病人按下服務請求按鍵時，連接在P0口的數碼管上會顯示呼救病人的病床號；當有多個病人按下服務請求鍵時該數碼管會及時顯示當前最新求救病人的病床信息，覆蓋前一個病人的病床號。

（2）服務序號顯示（或服務請求人數）

當醫護端中的開關鍵SW1處于抬起狀態時，連接在P2口的數碼管將顯示當前求救的總病人數。當SW1處于閉合狀態時通過按下醫護端對應的順序/逆序鍵可瀏覽病人發起服務請求的先后序號。

■2.4 按鍵電路

單片機檢測按鍵的原理是：單片機的I/O口既可以作為輸出也可以作為輸入使用，當檢測按鍵時用的是它的輸入功能，把按鍵的一端接地另一端與單片機的P1口相接，開始時先給該I/O口賦一高電平，不斷檢測該I/O口是否變成低電平，當按鍵閉合時，即相當于該I/O口通過按鍵與地相連接變成低電平，程序一旦檢測到接口變成低電平說明該按鍵被按下，然后執行相應的指令。

（1）病人端

病人可以通過按下自己病床的按鍵而向醫護人員進行呼救。如圖1所示。

（2）醫護端

如圖2所示，通過控制4個按鍵可以實現瀏覽或刪除病人呼叫信息的不同功能。當開關SW1處于抬起狀態時，醫護者可以通過數碼管看到求救的病人床號。當SW1處于閉合狀態時，醫護者可以按下P1.3口連接的順序按鍵瀏覽下一個呼叫病人；按下P1.4口連接的逆序按鍵可以瀏覽上一個呼叫病人；按下P1.5口連接的清零按鍵可以將當前病人的服務請求進行清零，表明已服務。

圖1 病人端按鍵電路

3 系統軟件設計

病房呼叫系統的設計流程圖如圖3所示。

啟動系統后，兩個數碼管都顯示0，八個LED燈都處于熄滅狀態，當有病人呼叫時，相應的LED燈會發光且數碼管及時顯示對應的病床號以及當前呼叫人數。若有多個呼叫時，數碼管會及時更新病床號并且覆蓋上一個病人的病床信息。

圖3 系統設計流程圖

圖4 系統仿真

圖2 醫護端按鍵電路

4 系統調試仿真

當病人呼叫順序為1、5、8、3，呼叫人數為4人時，系統運行結果如圖4所示。

5 結語

本文通過利用proteus軟件對病房呼叫系統進行仿真測試，測試結果表明，根據模擬實際病房環境進行隨機按鍵操作，該系統能夠及時迅速傳遞病人呼叫求助信息，操作便捷，線路簡單，大大提高與保障了醫療服務的工作效率與質量，可廣泛應用至醫療工作環境中。