1、1湖北师范学院学士学位论文（设计）开题报告学生姓名 陈继铭所在院系 教育信息与技术学院所在班级 0503指导教师 梅斌学生学号 05170351专业方向 信息工程开题时间 2009.2.26导师职称 讲师论文题目 基于单片机的医院病床呼叫系统设计文献综述： 1 李全虎，仲兆楠. 单片机控制的双向呼叫系统J .电子技术. 2001年 10 期 利用 89C51单片机控制完成的双向呼叫系统，主机和从机之间可以实现全双工工作方式。该双向呼叫系统由 89C51单片机构成的主机控制器、分机译码器及电话机组成。主机与分机采取四总线传输、编译码选通的方式。主机呼叫器将主机发出的分机呼叫号，进行调整编码，并通
2、过总线发出，供分机译码器译码选通，同时主机提供译码器所需的电源及通信的馈电、铃流等必要的条件。分机由译码器和呼叫主机电路组成，译码器的左右是分机地址选通。此系统电路简单、结构模块化、分机扩展方便、操作容易等特点，适合医院病房和护士办公室之间的通信。2 赵曙关，李增烈. 具有记忆功能的病房呼叫系统J. 电子科技. 1998 年 02 期 介绍一种利用 8031单片机实现的病房呼叫装置，该机除具有普通呼叫仪的主要功能外，还能记忆 10次内各次呼叫的床号、呼叫时间、护士响应时间等多项数据，并可以随时进行打印，集服务管理和记录等多功能于一体。3 陈新岗，赵阳阳等. 基于单片机的无线病房呼叫器J. 重庆
3、工学院学报. 2008年 10期 在传统的呼叫系统基础上，以 80C51系列单片机为核心，设计了一种基于单片机的无线病房呼叫器，介绍了电路设计及软件实现方法，该呼叫系统使用了专用的高集成度射频无线收发芯片进行传输，不仅避免了传统的有限呼叫系统布线复杂和改建麻烦的问题，而且是整个系统性能简洁、性能稳定。4 李长俊. 新型病床呼叫系统的研制J. 仪器仪表学报. 2004 年 04 期增刊 介绍了基于单总线技术平台构成的一种病床呼叫系统，阐述了系统的硬件组成和软件的设计方法，系统采用单总线器件 DS2401和 AT89C51构成，这种技术特别适合低速测控领域，测控对向越多，其优越性越明显，主机通过查
4、询各床终端呼叫器中 DS2401芯片的序列号来判断是否有病人发出请求信号，无请求信号时，系统中所以 DS2401芯片都对地线断开，主机查询不到其序列号，系统处于复原状态；有信号请求时，主机通过查询 DS2401芯片序列号，经单片机运算处理后，查找出具体病床号并显示。5罗伏力. 8031 控制的病房呼叫系统J. 衡阳市机电工程学校. 2002 年 06期该系统采用分布式控制系统，主机和呼叫器的应答通过一根三芯导线（内含电源线、信号线、地线）来完成，各呼叫器并行挂接，主机循环向各呼叫器查询。主要显示主要的病号所在的病房号，病房号，声音报警提醒值班人员，若有多个病床同时呼叫，则循环显示病房的代号，确
5、保信号不丢失等待值班人员处理。此系统造价低廉，能确保呼叫信息不丢失。6 黄宇飞，秦旭. 单片机单总线技术J.单片机与嵌入式系统应用. 2001 年 01 期 美国 Dallas公司今年来推出的单总线技术及相应的集成芯片。用单片机可组建2成单总线技术的应用系统，本文具体说明了单总线系统的软、硬件组成的特点，介绍了一些典型器件并列举了在自动测控系统中的实际应用情况，相对于传统的方案，单片机单总线技术具有突出的技术优势，和更高的性价比。单总线技术只定义了一根信号线，相当于把系统的地址线、数据线、控制线合为一根信号线对外进行数据交换。7 吴江，陈尚松. 单总线技术在测控系统中应用J. 电测与仪表.19
6、99 年 09 期 单总线技术做为一种新技术，将其应用于低速测控系统中，可以大大简化系统结构和性能，可以通过 PC机串行口或单片机直接进行测控，这这使得软件的开发也显得直观、规范。文中以某仓库测控系统的设计为例，单其方法也可以完全应用于其他测控系统中。8 李仕心. 多位病床呼叫器 J. 2001 年第 13卷 02 期 多用病床呼叫器除应用于医院呼叫外，还可以其他需多点呼叫的场合，其操作方便，具有制作简单，显示电路互不干扰等优点，同时和其他病床呼叫器不同的是，这个多位呼叫器不用单片机做为控制中心，而仅仅用一些模拟器件比如二极管、电阻、直流电源和一个 LC179三声模拟声集成芯片就构成了一个可以
7、无线扩展的病床呼叫系统。9 李树雄，李拓. 基于 PLC的智能病床呼叫系统设计J. 医疗卫生装备. 2008年 第 09卷 03期 丰富病床呼叫系统的控制方式，在满足病房与护士站实时通信同时，能方便的了解各病区的情况，实时对医院病房实行科学化管理。本文采用可编程控制器代替单片机作为核心控制件设计新型智能病床呼叫系统，这样的系统结构更简单，更易于推广，可以及时可靠的实现病房的科学管理，具有良好的应用前景。10 张华林，林达明 . 无线病房呼叫系统的研制 J. 国外电子元器件. 2006年 08期 介绍利用单片机串行全双工通信和高频发射接收电路设计的多路无线医院病房呼叫系统，该系统具有床号，呼叫次
8、数显示，翻查恢复等功能，用于医院病房对护理总台的呼叫，省略了复杂的布线，操作简单，使用方便。34开题报告(正文)：选题背景与意义近年来，随着人们生活水平的不断提高,人们对医疗水平的要求也不断提高，特别是突发情况下病人请求值班医生或护士进行及时诊断或护理，这一环节对提高医院的管理服务质量显得尤其重要，这同时也大大提高了医院医护人员应对突发事件的能力。在以往医院，病人遇到突发情况时，由于向医护人员得不到及时的救助，往往错过了最佳治疗的时间，最后造成小病酿成大病，大病酿成无法医，最后导致无药可医以至于死亡，因此,一种新型临床呼叫仪器的研制成为近些年来的研究热点之一。为了提高医院管理水平,需要有新型可
9、靠病床呼叫仪的辅助。临床求助呼叫是传送临床信息的重要手段,病房呼叫系统可将病人的请求快速传送给值班医生或护士,并在值班室的监控中心主机上留下准确完整的记录,是提高医院和病室护理水平的必备设备之一。呼叫系统的优劣直接关系到病员的安危,历来受到各大医院的普遍重视。它要求及时、准确、可靠、简便可行、利于推广。利用电力线载波通信技术、单片机多机通信和计算机监控管理技术设计的具有呼叫、振铃、显示排队、优先权设定、存储记录等功能的病床呼叫系统,满足了医院的病房管理和护理要求。本课题基于单片机的医院病床呼叫系统设计，是一种利用单总线技术和单片机间单工串行通信设计的有记忆可靠病床呼叫系统,他不但能够有效传送呼
10、叫信息,而且能通过液晶显示求助病床号和通过蜂鸣器声音求助医护人员。因此，本课题是非常有意义的。研究目标与任务1、研究目标（1）整个设计采用两个单片机系统。同时可以扩展和 PC 机通信，在 PC 机上用可视化菜单管理病房呼叫记录情况，以便于更加系统的管理医院病房和考察医院管理水平及效率。两个单片机系统之间实行串行通信。（2）从机采用分布是控制方式。从机单片机和呼叫器的应答改变了以前通过一根三芯导线（即包括电源线，信号线，地线）来完成，而是采用单总线器件构成的终端呼叫器和从机单片机构成呼叫系统，这样从机单片机和各病床呼叫器终端之间只有一根双绞线（一根信号线，一根地线）即单总线，它将地址线、数据线、
11、控制线合为一根信号线路，允许在这根信号线上挂上百个测控对象。（3）主机以 89C51 为控制中心，通过串口接受从机发来的呼叫信息，通过运算处理送译码电路数码显示及报警求助，同时存储呼叫信息，可以实行复位记录清零，删除记录，上翻和下翻查找呼叫记录信息。2、设计任务基于单片机的医院病床呼叫系统设计通常应该包括主机和从机。主机包括报警电路、译码显示电路、复位、查找操作电路等基本单元的设计，而且从机包括呼叫电路，向主机和 PC 机发送呼叫信息电路的设计。分析与调研报告1、系统问题分析：（1）如何提高系统的实用性，这包括设计人性化，符合实际。（2）单总线技术的实现问题，包括采用什么芯片设计电路。（3）单
12、片机双机通信以及单片机与 PC 机通信原理和特点，这包括对通信规则和协议5的理解，同时对通信的基本原理的掌握和对接口电路的研究。2、主机系统框图：3、从机系统框图：4、调研报告（1）通过对医院病人、医护人员的调查，认为呼叫系统要符合人们的习惯，一般采取声音报警提示为主，响应及时，可靠，低功耗，实际中容易实现。对多个病床的同时呼叫要采用设定优先级来处理。同时呼叫系统便于医院随时增加病床数目，而对现有病床无影响。（2）对于单总线技术的实现上，经过查阅大量的文献资料 67，最后采用 DS2401单总线芯片，该芯片使用简单，性价比高。（3）通过查阅大量文献资料，对单片机双机通信原理和单片机与 PC 机
13、通信原理有了大致的把握，同时了解到 PC 机与单片机通信的 RS232 接口标准，同时采用 MAX232电平转换电路。拟定的方案本设计采用 AT89C51 单片机智能控制，具有高可靠性、高性价比、低电压、低功耗等优点。系统工作可以分为呼叫器呼叫、从机发送呼叫信号、主机接收呼叫6信号、主机响应报警、数据处理显示四个阶段。四个过程都是通过单片机进行控制。（1）考虑到符合人们的习惯，采用声音报警无疑是一种最好的选择。同时考虑到医护人员可能有特殊的情况离开值班室，设计时候要求主机可以存储呼叫记录、即有记忆方式。考虑到以后医院病床的无限增加，设计时采用单总线技术无疑是一种最好的选择，它可以允许在单总线上
14、挂任意多个测控对象。经过以上人性化的思考，设计出来的系统才更加符合人们的习惯、更加实用。（2） 单总线技术的实现采用 DS2401 芯片。从机终端呼叫器由单总线器件DS2401 和开关封装在一起构成，DS2401 芯片是一种符合单总线协议的 ROM 硅片，厂家在其中写入了唯一的序列号，用作寻址定位的标识。对他的操作非常简单，只需在发完复位脉冲并检测到回复信号后，由主机发送读序列号命令，即可将序列号按单总线协议要求读回来。利用它的这种特性可以构成简单的病床终端呼叫器，并将其挂在单总线上即可。（3）PC 机与单片机的通信接口：将 PC 机串行接口与经过转换的符合 RS 一232C 电气标准的单片机
15、串行接口连接即可实现二者之间的异步串行通信。单片机有一个全双工串行接口，采用 TTL 逻辑电平，经过 ADM101E 芯片可方便地转换成RS-232 电气标准。撰写提纲1系统功能分析及设计要求2系统总体设计方案3主要应用器件及技术原理3.1 微处理器介绍3.2 单片机双机串行通信原理3.3 单片机与 PC 机通信原理3.4 单总线技术原理4系统硬件电路设计4.1 晶振及系统复位电路4.2 呼叫器和查询电路4.3 数码显示电路4.4 报警电路5系统软件设计5.1 系统主、从机软件流程图5.2 系统程序设计6系统测试实施计划1、1 月 8 号3 月 24 号硬件电路(1) CPU(AT89C51)
16、控制电路(2) 数码显示电路7(3) 声音报警电路. (4) 删除和查找呼叫记录电路(5) 单片机双机通信电路(6) 单片机与 PC 机通信电路23 月 25 号4 月 9 号软件设计(1) 数码显示(2) 声音报警(3) 单片机发送、接收呼叫信号(4) 数据计算处理(5) 删除与查找呼叫记录(6) PC 机接收呼叫信号电路34 月 10 号5 月 8 号综合调试，设计文挡。参考文献1 李全虎，仲兆楠. 单片机控制的双向呼叫系统J .电子技术 . 2001 年 10 期 2 赵曙关，李增烈. 具有记忆功能的病房呼叫系统J. 电子科技 . 1998 年 2 期 3 陈新岗，赵阳阳等. 基于单片机
17、的无线病房呼叫器J. 重庆工学院学报. 2008 年 10 期4 李长俊. 新型病床呼叫系统的研制J. 仪器仪表学报. 2004 年 04 期增刊 5 罗伏力. 8031 控制的病房呼叫系统J. 衡阳市机电工程学校 . 2002 年 6 期6 黄宇飞，秦旭. 单片机单总线技术J. 单片机与嵌入式系统应用 . 2001 年 01 期 7 吴江，陈尚松. 单总线技术在测控系统中应用J. 电测与仪表 .1999 年 09 期 8 李仕心. 多位病床呼叫器 J. 2001 年第 13 卷 02 期 9 李树雄，李拓. 基于 PLC 的智能病床呼叫系统设计J. 医疗卫生装备. 2008 年 第 09卷 03 期 10 张华林，林达明. 无线病房呼叫系统的研制J. 国外电子元器件 . 2006 年 08 期 指导教师意见：同意开题。签名： 年 月 日开题指导小组意见：同意指导老师意见。指导小组组长签名 年 月 日
