基于51單片機的醫院住院呼叫系統設計

盤新輝

(湖南科技學院 智能制造學院,湖南 永州 425199)

0 引言

隨著電子信息技術的發展,醫院也逐漸將相關技術應用到住院部門。住院部最重要的一個信息化配備就是呼叫系統。為了全面提高醫患及時溝通的效率,呼叫系統具有十分重要的地位[1]。目前,醫院對數字化覆蓋到基層科室非常重視,全院數字化覆蓋將為病人提供更多、更優質的醫療服務,同時也提高醫護人員的工作效率。醫院智慧醫護呼叫系統是現代化醫院實現信息化、現代化管理的重要組成部分,可以有效地提升醫院形象,強化機構管理,保證服務質量,減少醫療糾紛[2-3]。如果將當下眾多高科技電子技術,比如互聯網+、物聯網、可穿戴和IP通信呼叫技術等應用到醫院的每個部門,將大大提高醫生工作的效率,并且可以為醫院提供更好的環境,將管理人員進行縮減,節省開支,降低一些能源的消耗,從而為我國建設更好的醫療服務提供保障[4]。

1 需求分析

眾多行業當中,醫院搭建呼叫系統不只是單純想提高服務質量,更重要的是利用呼叫系統的功能解決當前醫院存在的痛點。第一,在醫院住院呼叫系統中需要保存好就醫者的姓名、病種、住院信息、聯系方式等一些資料。這些資料可以由醫護人員通過Excel直接導入系統,當然也可以直接由醫院的病例系統或者醫院其他系統將這些資料進行分享,從而實現信息的共享。第二,該系統還應該支持醫院去電隨訪的錄音和彈屏功能。因為患者太多,醫護人員不一定能記住所有患者信息,如果在去電的時候能夠自動彈出患者相關信息,就可以大大方便醫護人員的工作。而且應具備錄音功能,能夠方便醫院隨時調出錄音,從而更好地為患者服務。第三,IVR智能語音導航。醫院可根據自身情況設置熱線語音導航。熱線語音導航,是提高患者或家屬咨詢效率的重要途徑,也是該系統的重要組成部分。第四,后臺功能。該功能是系統的更高層次的要求,是在當前大數據背景下需要提供的重要功能。它可以提供對患者相關數據的采集、分析和信息處理,為后期提供一定的高層決策支持。

2 設計與實現

2.1 設計原則

醫院住院呼叫在醫院的住院部是具有重要意義的。患者在住院期間,輸液過程中的藥水置換,患者緊急情況的呼救等對患者是極其重要的,而呼叫系統就承擔著這個重要的職責,也是醫患保持良好溝通的重要工具。如果呼叫系統在運行過程中出現故障,勢必造成極其惡劣的結果。而且呼叫系統比其他系統的要求更高,呼叫系統要保持24小時的可靠、穩定、糾錯等性能,還應該具備簡單容易操作的功能。利用電力線載波通信技術、單片機多機通信和計算機監控管理技術設計的具有呼叫、振鈴、顯示排隊、優先權設定、存儲記錄等功能的病床呼叫系統,滿足醫院的病房管理和護理要求。

2.2 總體設計

醫院住院呼叫系統的組成包括4個部分。其一是安裝在病房的呼叫源,幾個病人就應該有幾個呼叫源;其二是醫護端的監護系統;剩下的兩個部分是耦合電路及調制解調載波器。當有病房的病人按下了呼叫器,監護系統則發出呼叫聲音,呼叫的聲音應該包含病床號碼,而且還應該有光閃提醒醫患注意,本系統利用單片機的串行通信功能,使得主機到各個從機之間的信號通過電力線載波調制解調模塊,經過民用電力線傳輸,實現主機和從機之間的雙向數據傳送。若采用并行總線擴展方式,上百個呼叫源與主機之間的布線會太復雜。

病房呼叫系統設計幾乎是醫院建筑工程中的必修課,其質量和效率直接關系到醫院的醫療服務水平,同時,病房呼叫系統設計也是一項技術含量很高的工作,需要相關技術人員和院方、施工方共同配合,才能很好地完成。

2.3 系統結構

本設計是基于AT89C51單片機的病房呼叫系統。該系統以Atmel公司的AT89C5單片機作為主控制器,包括鍵盤輸入電路、顯示電路以及晶振復位等。

在線材選擇上,選用RVS2?0.5銅芯線,也叫雙絞線、麻花線,當走氣體設備帶時同強電線離的近時選擇RVV屏蔽線。線材材質選擇“國標”,線材雜質過多會影響通話質量。線材選擇常見問題是用電話線、網線、4芯線并兩根線,在布線分機少的情況下能帶通系統,雖通話質量好,但雜音重。

在布線接線方法上,醫用呼叫系統采用總線制布線,一根主線從主機出來并聯所有分機。常見有布成分線制,不僅浪費線材,而且主機不能正常工作。系統線材不分正負極,但在處理接線點時選用正規膠布分別裹纏,勿交叉。另外,呼叫手柄的選擇也要進行充分考慮,分機帶有手柄,手柄線長90 cm,安裝分機時先根據床高考慮分機位置,以手柄正好到枕邊距離為佳。

2.4 硬件部分

系統利用單片機AT89C51作為呼叫系統的核心,外圍電路有:單片機最小系統模塊、按鍵模塊、顯示模塊、響鈴模塊、復位模塊以及其他各應用電路。在該系統中,用“4×4”按鍵模擬16個床位,且1602LCD可以顯示被呼叫床位的編號。同時設定了一個初始值,在沒有按鍵被按下時,1602LCD顯示“LCD NUMBER 00”。當“4×4”按鍵中任意一個被按下時,顯示床位號。設定響鈴模塊,以提醒有按鍵按下。對于有人按下按鍵,本文采用的是發光二極管閃光來通知護士。目前該設計部分,只設計了一個復位鍵,該復位鍵會將系統還原為初始狀態,這會帶來一些問題,因為它不是針對某一個床位的呼叫來進行復位,由于器材的限制,在后續將進行改正。

2.5 軟件部分

軟件部分主要是進行程序設計。在這個部分主要設計出16張床位的住院呼叫系統。程序的邏輯需要患者按下病床上的呼叫按鈕,通過電路邏輯控制,識別出病床的號碼,傳送到監控系統。在護士端,接收到傳送過來的呼叫信息,發出呼叫的人聲并帶上病床的號碼,并且在系統板相應的位置顯示燈閃。當護士按下按鈕,在病床位置能夠將燈閃消除,呼叫消除,表示護士端已經接收到呼叫信息,以此來告知病床病人。當然,程序需要自動判別,也需要具有延時的功能,從而更好地為患者服務。

2.6 系統測試部分

本文按照最開始的設計電路將板子焊接好以后,系統不能按預期開始工作。對線路進行全面排查,包括是否有短路現象、是否有虛焊的情況。排查出高低線短接的錯誤,將該錯誤糾正后,故障也被排除,系統能夠進行正常工作。至此,將實現的代碼燒寫入系統板,測試中發現不能正常呼叫出病床的號碼。對軟件部分進行單元測試,發現程序的邏輯出現問題,沒有對病床號碼進行正常的轉接。最后,經過對硬件和軟件部分的多次測試和仿真后,系統板最終能夠按照預期的計劃進行呼叫和顯示,實現了最初的設定目標。

3 結語

本文設計實現了一個醫院住院呼叫系統。雖然在設計電路的過程中遇到了許多阻礙,但是通過查閱大量的資料,不斷進行改進,最終實現了設計的目標。