病床床头信息显示设计

1、病床床头信息显示设计病床床头信息显示设计一.设计背景二.无线一对多传输设计三.硬件设计四.结论五.致谢一.设计背景社会的迅速发展使得我们在生活上对科技有了更高的要求，能使生活变得越来越便利是科技发展的主流趋势。在现如今的医院，绝大多数都是用纸质床头卡来记录病患信息的。这么做有诸多不便，当病患信息需要做出调整需要手写替换卡片，对于医生和护士来说增加了工作量，同时浪费纸张。这次设计便是利用单片机的数据传输、液晶显示功能设计一款能够由电脑控制修改信息，下位机显示病患信息的床头显示设计。二.无线一对多传输设计此次设计采用了无线模块传输数据，这种做法有利有弊，利在于无线传输数据省去了人工布线的麻烦，节省

2、了材料；但是医院有些区域例如重症监护室为了保证病患的生命安全不允许使用这种设计，所以这种设计只布置在常规病人的病房。无线模块采用NRF24L01作为芯片，这种芯片价格便宜，编程相对比较简单，功耗比较低，在空中的传输速率是1Mbps，缺点是每次最大只能传输32有效字节宽度，在数据量较大的情况下可能会延迟。下面是NRF24L01的电路原理图：为实现数据的一对多传输，采用模块化设计，简化工作量。以一个RF无线模块作为数据接收端即为主机；多个RF模块作为数据发送端即为从机。接收端的无线模块和RS232电缆连接至PC端。对端口数据初始化并进行不同的设置，这样能知道接收到的数据来自哪个发送端。发送端和接收

3、端的外围都是由天线单元、晶振和I/O口组成的。其工作模式包括发射模式、接收模式、待机模式和掉电模式四种。下面是一点对多点数据无线传输的框图：数据的收发采用载波监听（CSMA）的方式进行。载波监听相较于其他方式能更好的利用资源，简单可靠，原理简单，在技术上容易实现。并不需要设置传输优先权。在从机向主机发送数据的过程中，首先对从机进行初始化后，程序进行主循环，在对按键进行扫描后，判断监听载波的CD是否是1，如果是1则进行延时并返回继续循环，因为通道正处于忙碌状态。直到CD不为1时，便发送数据并且从机上的LED就会闪烁。这么做可以防止信息过多导致的信息冲突；然后对主机进行初始化后程序进行循环，并判断

4、接收到的信息数据是否正确，检测完毕后正确则把数据传输至串口，PC接收到数据信息。这样护士就能观察到改变的信息。下面是从机向主机传输数据的框图：而在主机向从机发送数据的流程则是：初始化串口，先在PC端输入想要传输的数据，通过RS232传输给主机，在主机接收到数据后将数据逐一发送给每个从机，判断从机是否应答（忙碌状态下不应答），应答后则对数据进行比对然后接收数据，判断数据完全接受完毕后在从机上显示接收到的数据。病人就会在病床床头看到信息显示的变化。下面是主机向从机发送数据的框图：三.硬件设计发射端需要的元器件有2个STC89C52单片机、一个ups电源充当电源、2个开关、多个按键、LCD1602液

5、晶屏为主机、LCD12864液晶屏为从机、电容、无线电模块NRF24L01。下面是主机和从机的设计图：在本次制作中之所以使用LCD液晶显示器来作为床头信息显示的屏幕，是因为只要给LCD一个信号，他的亮度和颜色会维持不变，不会像CRT那样不断闪烁，需要通过刷新来保持亮度和色彩。显示的字符是由六乘八或者是八乘八个点阵组成的，需要显示字符的话就需要LCD需找在相对的位置的字符，然后以零或一显示亮与不亮。汉字的显示比较麻烦。最初步奏是先提取汉字的点阵码再找RAM所对应的地址，因为每个汉字都是一半是16B，所以32B显示后就是一个汉字。实验采用的此种液晶显示器的显示容量是16乘2个字符。芯片能在4.5到

6、5.5伏上正常工作。LCD1602有十六个引脚（带背光），其中D0到D7八个引脚为数据引脚，多出来的两个引脚是背光电极。没有实际作用。1602的RAM的内部显示地址有两行16字，设置初始化时要要先对显示模式进行设置，每次输入指令时可以判断系统是否处于忙碌状态，然后选择是否发送数据。下面是其流程图：给此设备供电的电源是UPS电源设备。UPS电源是一种能利用电池能源在断电时作为后备能源的电源，在很多场所ups电源占据着重要的地位，例如医院和其他的机关场所。医院的供电十分重要，一旦断电，对于很多患者来说都是致命的，而UPS电源则保证了电源不会因为临时断电而断电，所以本设计中，主从机都需要使用小型UP

7、S电源供电。UPS电源供电能够提供不间断并且电压稳定的电流，可靠性强，能有效的排除各种对设备的干扰。从机带有一个LED灯，当主机传输数据到从机是灯会闪烁。四.结论通过学习基础的单片机知识及原理，通过动手得知单片机无线传输的优势所在。通过对电子床头卡的了解，我们得知通过STC89C52单片机为核心来进行制作不但价格廉价，使用寿命长，并且与无线模块也能够良好搭配。在实验的过程中，从机反馈信息到主机的时间会随着从机量的增大变慢，主机的运算如果总处于busy状态，可以考虑再设置一个串行主线，在主机处理数据时状态主线就会置于忙碌状态，然后从机就会停止反馈信息，直到主机可以继续接收信息。这么做可以防止信息过多导致的互相干扰。五.致谢在这次的设计学习中，通过参阅一些单片机资料，我对单片机设计有了一些新的认识。但是纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。仅仅只靠阅读文字跟实际动手去做还是有着相当大的差别的。在我进行设计遇到瓶颈时谢海鹤老师给了我很多有益的