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簡易病房呼叫系統(tǒng)設(shè)計方案
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簡易病房呼叫系統(tǒng)設(shè)計方案
一、系統(tǒng)概述
簡易病房呼叫系統(tǒng)是一種用于醫(yī)院病房內(nèi)的緊急求助系統(tǒng)，通過病人和醫(yī)護人員之間的交互，實現(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)計目標(biāo)
實時性：能夠快速響應(yīng)病人呼叫，減少延遲。
可靠性：保證數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定，避免漏報。
易操作性：設(shè)計人性化，方便病人和護士使用。
可擴展性：支持未來功能擴展，如數(shù)據(jù)記錄、統(tǒng)計分析等。
三、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能模塊
病人呼叫終端
病人呼叫終端配備按鍵和語音模塊，支持病人按鍵呼叫或語音求助。護士站控制終端
顯示各個病房的呼叫狀態(tài)，并提供應(yīng)答按鈕或觸摸屏操作功能。通信模塊
實現(xiàn)病房終端與護士站之間的有線或無線數(shù)據(jù)傳輸。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。主控單元
負責(zé)協(xié)調(diào)整個系統(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
1. 主控芯片選擇與功能
1.1 STM32F103RCT6
作用：作為主控單元，負責(zé)處理呼叫請求、邏輯判斷、通信協(xié)議以及數(shù)據(jù)存儲。
特點：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)用場景：主要用于護士站的主控終端。
1.2 ATmega328P-AU
作用：用于病人呼叫終端的信號處理和狀態(tài)控制。
特點：8位微控制器，20MHz主頻，32KB Flash，低功耗，適用于終端設(shè)備。
應(yīng)用場景：病人呼叫終端的核心處理單元。
1.3 ESP8266
作用：實現(xiàn)無線通信功能，負責(zé)病人呼叫終端與護士站之間的數(shù)據(jù)傳輸。
特點：內(nèi)置Wi-Fi模塊，支持TCP/IP協(xié)議，低功耗，成本低。
應(yīng)用場景：適用于無線網(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)在長距離傳輸中的可靠性。
特點：差分傳輸方式，抗干擾能力強，適合長距離數(shù)據(jù)通信。
應(yīng)用場景：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)動芯片
作用：驅(qū)動數(shù)碼管顯示病房號或呼叫狀態(tài)。
特點：低功耗，支持多位數(shù)碼管驅(qū)動。
應(yīng)用場景：用于顯示病房呼叫狀態(tài)。
2.2 蜂鳴器模塊
作用：通過聲音提示護士注意。
特點：高響度、低功耗，簡單易用。
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：簡單耐用，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：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)運行。
實現(xiàn)方式：采用12V鉛酸電池或鋰電池組。
五、系統(tǒng)軟件設(shè)計
1. 病人呼叫終端程序設(shè)計
按鍵中斷觸發(fā)，檢測病人的呼叫信號。
將呼叫信息通過ESP8266無線模塊發(fā)送至護士站。
2. 護士站終端程序設(shè)計
STM32主控芯片接收呼叫信息。
更新顯示屏內(nèi)容，提示呼叫來源。
提供應(yīng)答選項，更新狀態(tài)信息。
3. 通信協(xié)議設(shè)計
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. 功能擴展
數(shù)據(jù)記錄：存儲每次呼叫記錄，方便后續(xù)分析。
手機通知：通過Wi-Fi將呼叫信息推送至手機APP。
六、系統(tǒng)實現(xiàn)與調(diào)試
硬件調(diào)試
測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。
軟件調(diào)試
檢查呼叫信號的傳輸和處理。
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)計方案為簡易病房呼叫系統(tǒng)提供了一種高效可靠的解決方案。未來可以增加語音識別功能、AI分析模塊，以及與醫(yī)院信息管理系統(tǒng)（HIS）的無縫對接。
責(zé)任編輯：David
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