基于单片机的病房呼叫系统的设计与实现

Yangtze University College of Arts and Science
毕业论文（设计）
开题报告
题目名称基于单片机的病房呼叫系统的设计与实现学部
辅导教师吴超
开题报告日期2013.12.13
基于单片机的病房呼叫系统的设计与实现
一．题目来源
长江大学计算机科学学院
二．研究目的和意义
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，过了最佳的治疗时间，最后造成小病酿大病，大病酿成无法医，最后导致无药可医与死亡，因此，一种新型的临床呼叫仪器的研制成为近年来的研发热点之一，为了提高医院的管理水平，需要有新型可靠的病房呼叫仪的辅助。

临床求助呼叫是传达临床信息的重要手段，病房呼叫系统可病人的请求快速传达给值班医生或护士，并在值班室的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。

传统的病房呼叫系统采用的都是有线传输，很难做到隐蔽和美观，安装维护不方便，抗电气干扰能力也不强。

为克服以上不足，如果采用一种无线的病房呼叫监护系统，在医院的病房里每个床位边都装有一个呼叫按钮，当病人需要帮助时，按下呼叫按钮，护士办公室里呼叫显示板上相应房间号的指示灯点亮并进行语音提示，同时在走廊安装一个电子显示牌，使值班护士能及时的知道哪个房间的病人需要帮助或需要进行抢救。

本课题基于单片机的医院病床呼叫系统的设计与实现，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，它不但能够有效传送呼叫信息，而且能通过液晶显示求助和通过蜂鸣器声音求助医护人员，因此，本课题是有意义的。

医院建设呼叫系统中性能系统具有以下几个方面的重要现实意义：
（1）改善医院服务质量；
（2）提升医院的品牌优势；
（3）优化医院的服务流程；
（4）降低医院的服务成本；
（5）开辟新的收入来源；
（6）提升医疗信息化的水平等。

三．阅读的主要参考文献及资料名称
[1]谭浩强《MCS-51单片机应用教程》[M].：清华大学，2004：57-62.
[2]振荣《MCS-51单片机应用教程》[M].：人民邮电2000，231-256.
[3]康华光《电子技术基础》[M].：高等教育，2000：17-23.
[4]伯成《单片机及嵌入式系统》[M].：清华大学，2005：337-346.
[5]肖金球《单片机原理与接口技术》[M].：清华大学，2003：153-159.
[6]王环，亚宁《单片机程序设计实例》[M]：清华大学，2003：520-524
[7]康华光《电子技术基础(模拟部分)》[M].：高等教育，1999;112-119
[8]勋《单片机微型计算机读本》[M].：航空大学，2002：75-77
[9]丁元杰《单片微机原理及应用》[M].：机械工业，1996：256-276
[10]何立民《单片机应用技术选编》[M].：航空航天大学，2002：75-77.
[11]培仁等《MCS-51单片机原理与应用》[M].：清华大学，2003
[12]治刚《单片机应用技术与实训》[M].:清华大学，2004：130-133
[13]明荧《8051单片机课程设计实训教材》[M].：清华大学，2004
[14]胡汉才《单片机原理及接口技术》[M].：清华大学，1995：111-123
[15]徐淑华等《单片机微机原理及应用》[M].工业大学大学，1994:336-356
四．国外现状和发展趋势与研究的主攻方向
随着全球老龄化进程的加快，全球生存环境的恶化，以及人类对健康关注的增加，医疗行业正快速膨胀。

由于医疗行业的客户的患者，医疗行业比任意一个行业都需要高客户满意度，患者希望得到最佳质量的护理和服务，因此他们的生命就掌握早服务提供者的手里，所以他们提出要求的苛刻程度超过其它任何客户，如何更好地满足患者的要求，提高患者的满意度，是从事医疗行业的所有管理人员应该思考的问题。

目前国的大部分医院均处在很低的管理模式上，在资源利用上采用人工呼叫，不能做到智能一体化的管理模式，另外由于医院采用有线管理，线路盘绕复杂，极易引起火灾，存在着很大安全隐患，另外人工呼吸麻烦且繁琐，当病人身体出现不适或其他方面需要帮助时，通常都是呼叫医生，继而等待治疗，在这过程中，不但浪费了病人的时间，更给医院带来一些麻烦，因此，国的病房呼叫系统是落后与低级的没所以病房呼叫系统很具有开发潜质，发展前景不言而喻的，至于国外的病房呼叫系统，无线呼叫应该是已经很普遍的问题。

五．主要研究容、需重点研究的关键问题及解决思路
5.1 主要研究容
（1）“引言”概括了系统的基本原理，系统的控制方法及课题的背景及容；
（2）“系统总体设计”介绍如何构建系统的框图，并对每个模块部分进行功能描述；
（3）“系统硬件设计”分析系统的组成和基本工作原理，详细研究电路的组成和实现；
（4）“系统软件设计”着重介绍了控制算法的软件实现，软件实验平台的结构及相关的技术问题；
（5）“调试和结果”给出实验结果，并分析结果得出结论；
（6）“结论及展望”对完成的工作进行总结，并对今后的工作提出建议。

5.2 需重点研究的关键问题
本系统包括主机AT89C51、显示模块、电源模块、声报警模块、光报警模块等。

重点研究的是当主机扫描到有病人呼叫时，能够识别是哪个病房的哪个病床的病人在呼叫，同时怎样能够很快的是护士了解到情况并做出反应。

还有一个一个问题是,当很多病人呼叫时，怎样在数码管上显示。

5.3 解决思路
用8051自身接口实现数码管静态显示和键盘扫描
使用8051单品微机外加作地址锁存用的四块8三态锁存器74LS373芯片和一块74LS138芯片可构成一个完整的最小微机电路，以此为基础，在智能装置中若要配置多位数码管显示器，以及M行N列矩阵键盘的话，可以不扩展I/O芯片而由自身I/O口，实现上述功能，即用PO口的八个端口作为LED的段选，用P2口的高位连接一个三八译码器74LS138作为四个LED的片选。

用P1和P2口的第五位做键盘电路的接口。

本设计基于AT89C51单片机设计的病房呼叫系统设计
该系统就是用AT89C51单片机作为主控器，包括键盘输入电路，显示电路，以及晶振复位电路等来实现病房呼叫系统。

图1 病房呼叫系统结构框图
框架模块功能描述:
（1）输入部分包括按键输入，按键输入相当于一个外界的干扰信号，用于向单片机
传输命令数据。

（2）调节单片机部分包括晶振和复位，需要时对控制器发出中断信号，以对系统进行调节。

（3）微处理器采用常见的AT89C51单片机为控制核心，通过软件编程，对实时采集的温度进行处理，同时也对调节电路进行驱动和控制。

（4）输出部分包括LED显示电路，将从键盘输入的信号显示出来，给人以直观的印象。

（5）系统过程的综述:
键盘输入信号，AT89C51单片机收到信号后进行处理，通过输出系统将信号显示在点阵屏上，此时可以通过按键进行中断调节，显示会发生相应变化，实际情况出发，人们容易操作。

图2 硬件结构设计示意图
六．完成毕业设计所必须具备的工作条件及解决的办法
1、完成本课题所必须的工作条件：
首先要对开发工具有个详细的深入了解，其次要熟练的应用相关软件，要有一定的电工基础，因为要进行电路的焊接和设计。

2、解决的方法
将相关的参考资料多读并详细的了解，并将已有的程序框架模型仔细检查一下，将练习应用软件，还要练习焊接的相关技能。

3、所必须具备的工作环境：
(1) Keil软件
(2) Proteus仿真软件
(3) mutisin电路仿真软件
(4) AT89C51
(5)LED数码管
（6）74LS138译码器
七．工作的主要阶段、进度与时间安排
第一阶段:20013年12月01日-20013年12月13日，系统需求分析，完成开题报告；
第二阶段:2013年12月14日－2014年2月15日，完成概要设计和详细设计；
第三阶段:2014年2月16日－2014年4月30日，编码；
第四阶段:2014年5月1日－2014年5月15日，测试各功能模块以及系统测试；
第五阶段:2014年5月16日－2014年5月31日，写论文。

八．指导老师审核意见
签字：
年月日。