簡(jiǎn)易病房呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

一、系統(tǒng)概述

簡(jiǎn)易病房呼叫系統(tǒng)是一種用于醫(yī)院病房?jī)?nèi)的緊急求助系統(tǒng)，通過(guò)病人和醫(yī)護(hù)人員之間的交互，實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)的目標(biāo)。系統(tǒng)核心功能包括呼叫、應(yīng)答、通知、記錄等。系統(tǒng)由病人呼叫終端、護(hù)士站控制終端、顯示與廣播模塊、通信模塊以及主控單元組成。

二、設(shè)計(jì)目標(biāo)

1. 實(shí)時(shí)性：能夠快速響應(yīng)病人呼叫，減少延遲。

2. 可靠性：保證數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定，避免漏報(bào)。

3. 易操作性：設(shè)計(jì)人性化，方便病人和護(hù)士使用。

4. 可擴(kuò)展性：支持未來(lái)功能擴(kuò)展，如數(shù)據(jù)記錄、統(tǒng)計(jì)分析等。

三、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能模塊

1. 病人呼叫終端
   病人呼叫終端配備按鍵和語(yǔ)音模塊，支持病人按鍵呼叫或語(yǔ)音求助。

2. 護(hù)士站控制終端
   顯示各個(gè)病房的呼叫狀態(tài)，并提供應(yīng)答按鈕或觸摸屏操作功能。

3. 通信模塊
   實(shí)現(xiàn)病房終端與護(hù)士站之間的有線或無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸。

4. 顯示與廣播模塊
   包括LED屏顯示、蜂鳴器提示等，用于提示呼叫信息。

5. 主控單元
   負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)整個(gè)系統(tǒng)的工作，處理數(shù)據(jù)通信、邏輯判斷和狀態(tài)更新。

四、主要硬件設(shè)計(jì)

1. 主控芯片選擇與功能

1.1 STM32F103RCT6

• 作用：作為主控單元，負(fù)責(zé)處理呼叫請(qǐng)求、邏輯判斷、通信協(xié)議以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。

• 特點(diǎn)：32位ARM Cortex-M3內(nèi)核，72MHz主頻，128KB Flash，具有豐富的GPIO接口，適合多種外圍設(shè)備的連接。

• 應(yīng)用場(chǎng)景：主要用于護(hù)士站的主控終端。

1.2 ATmega328P-AU

• 作用：用于病人呼叫終端的信號(hào)處理和狀態(tài)控制。

• 特點(diǎn)：8位微控制器，20MHz主頻，32KB Flash，低功耗，適用于終端設(shè)備。

• 應(yīng)用場(chǎng)景：病人呼叫終端的核心處理單元。

1.3 ESP8266

• 作用：實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信功能，負(fù)責(zé)病人呼叫終端與護(hù)士站之間的數(shù)據(jù)傳輸。

• 特點(diǎn)：內(nèi)置Wi-Fi模塊，支持TCP/IP協(xié)議，低功耗，成本低。

• 應(yīng)用場(chǎng)景：適用于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接的病房呼叫系統(tǒng)。

1.4 SN75176

• 作用：支持有線RS-485通信，保證數(shù)據(jù)在長(zhǎng)距離傳輸中的可靠性。

• 特點(diǎn)：差分傳輸方式，抗干擾能力強(qiáng)，適合長(zhǎng)距離數(shù)據(jù)通信。

• 應(yīng)用場(chǎng)景：有線通信病房呼叫系統(tǒng)。

2. 顯示與提示模塊

2.1 TM1637顯示驅(qū)動(dòng)芯片

• 作用：驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示病房號(hào)或呼叫狀態(tài)。

• 特點(diǎn)：低功耗，支持多位數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)。

• 應(yīng)用場(chǎng)景：用于顯示病房呼叫狀態(tài)。

2.2 蜂鳴器模塊

• 作用：通過(guò)聲音提示護(hù)士注意。

• 特點(diǎn)：高響度、低功耗，簡(jiǎn)單易用。

3. 按鍵與輸入模塊

3.1 常用按鍵模塊

• 作用：為病人提供呼叫和取消功能。

• 特點(diǎn)：簡(jiǎn)單耐用，便于操作。

4. 供電與電源管理

4.1 LM2596S DC-DC降壓模塊

• 作用：將系統(tǒng)供電電壓（如24V）降壓至5V，為各模塊供電。

• 特點(diǎn)：效率高，支持寬范圍輸入電壓。

4.2 備用電源模塊

• 作用：在停電情況下提供備用電源，保證系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)行。

• 實(shí)現(xiàn)方式：采用12V鉛酸電池或鋰電池組。

五、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

1. 病人呼叫終端程序設(shè)計(jì)

1. 按鍵中斷觸發(fā)，檢測(cè)病人的呼叫信號(hào)。

2. 將呼叫信息通過(guò)ESP8266無(wú)線模塊發(fā)送至護(hù)士站。

2. 護(hù)士站終端程序設(shè)計(jì)

1. STM32主控芯片接收呼叫信息。

2. 更新顯示屏內(nèi)容，提示呼叫來(lái)源。

3. 提供應(yīng)答選項(xiàng)，更新?tīng)顟B(tài)信息。

3. 通信協(xié)議設(shè)計(jì)

采用輕量化協(xié)議，如JSON格式數(shù)據(jù)幀，支持呼叫信息、狀態(tài)更新等功能。

4. 功能擴(kuò)展

1. 數(shù)據(jù)記錄：存儲(chǔ)每次呼叫記錄，方便后續(xù)分析。

2. 手機(jī)通知：通過(guò)Wi-Fi將呼叫信息推送至手機(jī)APP。

六、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與調(diào)試

1. 硬件調(diào)試

• 測(cè)試病人呼叫終端按鍵是否有效。

• 檢查通信模塊連接是否正常。

2. 軟件調(diào)試

• 檢查呼叫信號(hào)的傳輸和處理。

• 調(diào)試顯示與提示模塊，確保信息同步更新。

七、總結(jié)與展望

本設(shè)計(jì)方案為簡(jiǎn)易病房呼叫系統(tǒng)提供了一種高效可靠的解決方案。未來(lái)可以增加語(yǔ)音識(shí)別功能、AI分析模塊，以及與醫(yī)院信息管理系統(tǒng)（HIS）的無(wú)縫對(duì)接。