醫(yī)院護理呼叫對講系統(tǒng)設(shè)計

摘 要:在分析國內(nèi)外醫(yī)院護理系統(tǒng)的現(xiàn)狀基礎(chǔ)上設(shè)計了基于DTMF的醫(yī)院護理呼叫對講系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要以單片機AT89C52為核心，采用DTMF信號發(fā)送、DTMF信號接收、LED發(fā)光二極管、LED數(shù)碼管顯示等外圍電路以及相應(yīng)的控制程序，實現(xiàn)了通過電話撥號進行呼叫、顯示、呼叫提示、查詢、對講及護理級別的設(shè)置和刪除等功能。該樣機經(jīng)過實驗運行驗證了其有效性和實用價值，并已投入小批量試生產(chǎn)，具有良好的推廣應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞:AT89C52; DTMF; 呼叫; 醫(yī)院護理

中圖分類號:TP274 文獻標識碼:A

文章編號:1004-373X(2010)13-0143-03

Design of Hospital Nursing and Calling Talk System

ZHOU Li-hong， XU Chang-hua

(Department of Electronic Engineering， Huaian College of Information Technology， Huaian 223003， China)

Abstract: A nursing and calling talk system based on DTMF was designed through analyzing the status of hospital nursing system at home and abroad， which mainly consists of AT89C52 single chip， DTMF signal transmission， LED， LED digi-tal display and other peripheral circuits， as well as its corresponding control procedures， the functions of call， display， call prompting， inquiry and callback by dialup， the setting and deletion of nursing level are realized. It has practical value， good expansion and application prospect.

Keywords: AT89C52; DTMF; call; hospital care

0 引 言

醫(yī)院護理呼叫系統(tǒng)是現(xiàn)代化醫(yī)院實現(xiàn)信息化、現(xiàn)代化管理的重要組成部分，可以有效地提升醫(yī)院形象，強化機構(gòu)管理，保證服務(wù)質(zhì)量[1]。如何利用先進的信息技術(shù)為醫(yī)院服務(wù)，更大程度地提高醫(yī)院的服務(wù)質(zhì)量，是醫(yī)院信息化建設(shè)中的一個重要著眼點。本文設(shè)計的呼叫系統(tǒng)，大大降低了醫(yī)護人員的勞動強度，提高了醫(yī)院的工作效率和服務(wù)水平，增強了醫(yī)院的競爭實力，節(jié)約了管理成本，使機構(gòu)管理變得更加順暢[2]。

1 DTMF的呼叫對講系統(tǒng)工作原理

整個系統(tǒng)示意圖如圖1所示。系統(tǒng)的主機與分機都采用單片機控制，主機通過單總線方式[3]與各病床相連，具有呼叫對講功能。分機呼叫主機時，接受器將分機發(fā)來的DTMF信號編碼成4位二進制碼送入單片機內(nèi)部，主機通過解碼器接收分機并譯碼后，控制振鈴電路、LED顯示與發(fā)光二極管指示進行聲光提示，話機摘機后便可通話;主機呼叫分機時，分機接收到主機撥打的號碼后，號碼與各自所固有的號碼相比較，如果號碼相同，則接通電話機通話。本系統(tǒng)的走廊顯示屏可以顯示呼叫床位號，當前呼叫個數(shù)，呼叫護理級別，無呼叫時顯示實時時間。

圖1 基于DTMF的醫(yī)院呼叫對講系統(tǒng)示意圖

2 DTMF信號的介紹

雙音多頻傳輸(Dual Tone Multi-Frequency，DTMF)是一種新型的撥號信息的傳輸方式[3]，它利用兩個音頻的組合來對一個撥號鍵進行編碼，其中兩個音頻分別來自不同的頻率組:低頻組(697～941 Hz)和高頻組(1 209～1 633 Hz)，每組頻率包括4個不同的頻率，它們構(gòu)成16種組合，代表了0～9，*，#，A，B，C和D鍵，如表1所示。

表1 DTMF編碼

數(shù)字鍵盤1 209 Hz1 336 Hz1 477 Hz1 633 Hz

697 Hz123A

770 Hz456B

852 Hz789C

941 Hz0*#D

3 系統(tǒng)的硬件設(shè)計

本呼叫對講系統(tǒng)在機構(gòu)上可分為三個區(qū)，即醫(yī)護人員值班室、走廊和病房[4]。主機、電話機和顯示及指示屏都安裝在醫(yī)護人員值班室，走廊上安裝有LED數(shù)碼管，分機安裝在病房。系統(tǒng)原理框圖如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)組成原理框圖

3.1 系統(tǒng)工作原理

主機是整個系統(tǒng)的核心，它一方面負責分機與電話機號碼的接收與發(fā)送，另一方面控制分機與電話機的接通與斷開，據(jù)病人的病情，設(shè)置特護、1級、2級三種護理級別，控制床位與時間顯示、級別與呼叫指示、摘掛機檢測電路及顯示屏的顯示等。

在系統(tǒng)中，分機呼叫主機時，接收器將分機發(fā)來的DTMF信號進行編碼，譯成4位二進制碼并進入單片機內(nèi)部，發(fā)送器再將數(shù)據(jù)總線上的4位二進制碼譯解成DTMF信號輸出;主機將發(fā)送的數(shù)據(jù)進行存儲;CPU的數(shù)據(jù)鎖存后通過譯碼器譯出對應(yīng)的數(shù)碼與位碼，由數(shù)碼管顯示分機號碼與時間;電話機摘機應(yīng)答后，CPU檢測到摘機信號，振鈴信號清除，主機與分機通話，通話完畢主機掛機。主機呼叫分機時，電話機摘機后，CPU通過DTMF解碼后接收到所撥分機號后，將此分機號發(fā)給分機;如果幾個分機同時撥打主機，主機接聽護理級別高的分機并與之通話，普通護理級別只做顯示指示處理[5]。

3.2 系統(tǒng)主要硬件設(shè)計

3.2.1 DTMF信號發(fā)送電路

DTMF發(fā)送電路主要是由HT9200A/B承擔[6]，它將主機送來的8421碼編成DTMF信號經(jīng)放大處理后傳送給分機或電話機。發(fā)號電路如圖3所示。

圖3 發(fā)號電路原理圖

3.2.2 DTMF信號接收電路

收號電路是將電話機送來的DTMF信號譯解成4位二進制碼，以便主機讀取。它實質(zhì)是一個解碼的過程，DTMF信號的解碼主要由MT8870承擔。MT8870與AT89C52[7]單片機接口電路如圖4所示。

圖4 主機收分機電路

其工作原理如下:MT8870如接收到一有效的DTMF信號，EST端首先變?yōu)楦唠娖剑?jīng)積分電路使控制輸入端ST升高。若ST端電平低于門限電平時，MT8870內(nèi)部的4位二進制代碼保持不變，STD端保持低電平;若ST端高于門限電平，MT8870內(nèi)部的4位二進制代碼被更新，STD輸出由低電平變?yōu)楦唠娖剑駻T89C52發(fā)出中斷申請，通知單片機主控臺現(xiàn)在已有控制信息發(fā)出，AT89C52接到中斷申請后，送到MT8870的STD，STD端做出相應(yīng)的反映，并通過P0.0～P0.3讀取MT8870的譯碼數(shù)據(jù)，根據(jù)譯碼數(shù)據(jù)內(nèi)容相應(yīng)控制顯示器、發(fā)光二極管等的顯示及指示。而無效的DTMF信號(電話線雜音、人們的語音信號等)或DTMF信號連續(xù)失真是不會引起MT8870的STD端變化的[8]。

3.2.3 摘、掛機檢測電路

電話機在待機狀態(tài)下，40 V直流電源是供電話機線路板使用的工作電壓。實際上摘機后電話機兩端電壓只需6～12 V左右，剩余電壓都落在電話機遠程通信線路上了。本裝置由于線路很近，其阻值很小，因此設(shè)置有恒流源電路來代替電話機的遠程通信電路的高電阻值[9]。這就是如圖5所示的摘、掛機電路。

由R1，R2，Q1，D1組成恒流源電路，其電流為(VD1-VBE1)/R2，該電流經(jīng)D2，D3，D4正向穩(wěn)壓產(chǎn)生2.1 V的電壓給GD1光電耦合器提供發(fā)光能源，待機狀態(tài)(掛機)下電話機的HUAJI1和HUAJI2節(jié)點開路，恒流源電路和光耦電路均不工作，光耦截止，經(jīng)U1A，U1B輸出高電平;工作狀態(tài)(摘機)下電話機的HUAJI1和HUAJI2節(jié)點形成通路，恒流源電路和光耦電路開始工作，光耦左側(cè)電流為(VD2+VD3+VD4-VGD1)/R3=(0.7+0.7+0.7-1.8)/120=2.5 mA，滿足光耦工作條件(1～50 mA)，其內(nèi)部發(fā)光二極管發(fā)光，光電三極管導(dǎo)通，經(jīng)U1A，U1B輸出低電平。可見，摘機和掛機能分別使U1B輸出不同的電平，以便使單片機區(qū)別出電話機的摘掛機狀態(tài)。恒流源電路使得電話機在摘機狀態(tài)下的工作電流始終保持在(VD1-VQBE1)/R2=(12-0.7)/1.5=7.5 mA，滿足電話機正常工作條件。單片機通過檢測INT1的高低電平來判斷摘掛機[10]。

圖5 摘、掛機檢測電路

3.2.4 語音通話電路

圖6是主機向分機發(fā)送通話信號的放大電路，采用LM386低電壓音頻功率放大器。

4 結(jié) 語

本文的研究主要側(cè)重于設(shè)計一個實用、低成本的病房護理呼叫對講系統(tǒng)，應(yīng)該說通過一系列的努力已經(jīng) 達到了設(shè)計目標。但是對醫(yī)院護理呼叫系統(tǒng)的研究是一個不斷向前發(fā)展的課題，因此需要在此基礎(chǔ)上進一步研究，力求使系統(tǒng)更加完善，增加如廣播功能、語音報號功能、輸液完畢警告等功能。

圖6 通話電路

參考文獻

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