基于单片机的病房呼叫系统设计

河北理工大学信息学院 摘要 1绪论1.1研究背景和目的随着医疗服务的不断提高，病房呼叫系统作为医院的重要管理工具，已经被广泛采用。尤其是随着人口老龄化的加速，医疗保障的需求也趋于多样化和个性化，实现有效的病房管理变得更为必要，因此病房呼叫系统的研究具有重要意义。首先，病房呼叫系统可以提高病人的满意度。病房呼叫系统可以让病人轻松地呼叫护士，无需担心护士长时间未到，这对病人来说是一种很好的体验。根据统计数据显示，在日复一日的病房生活中，病人唯一的联系护士的方式就是依靠呼叫按钮，而病房呼叫系统的实施可以让护士可以更快地及时地响应病人的需求，提高护理质量，从而更好地满足病人需求，提高病人的满意度。其次，病房呼叫系统可以提高护士的效率。病房管理的繁琐使得护士更难管理工作，病房呼叫系统的实施可以使护士更好地掌控病人的情况，有效推动护理服务的标准化和科学化，有利于提高护理质量和效率，从而提高患者的满意度。另外，病房呼叫系统还可以提升医院的服务水平。较好的服务水平是医院发展壮大的关键因素之一。通过病房呼叫系统，护士可以更轻松帮助病人，缩短了病人等待的时间，缩短了医患关系的冷漠距离，从而提高医院服务的质量和水平。总之，病房呼叫系统的研究可以帮助提高医院的服务水平，增强护士的工作效率，提高患者的满意度，从而为医疗服务行业的发展做出积极贡献。为此，病房呼叫系统是医院管理的重要组成部分，设计一款更智能化的病房呼叫系统能更好的适应医院管理的需要和患者的需求。1.2国内外发展现状1.2.1国外研究现状病房呼叫系统是一个全球化的产品，各个国家和地区的医疗水平和医院管理状况都不尽相同，在国外，病房呼叫系统的研究和应用已经很普遍。其中，欧洲的病房呼叫系统发展最为成熟。在欧洲，如英国、德国、荷兰等国家的医院中，已经广泛使用病房呼叫系统，为医护人员和患者提供了便利。此外，在美国、日本和韩国等地，也有许多医院应用了病房呼叫系统。这些系统不仅功能齐全，而且安全可靠、操作简便。在国外，病房呼叫系统的主要发展趋势是数字化和信息化。随着信息技术的发展，病房呼叫系统的功能不断升级，使用范围逐渐扩展。一些病房呼叫系统已具备了与医院管理信息系统对接的能力，实现了呼叫信息的自动传输和存储、呼叫时间、呼叫时长等数据的记录和统计，便于医院管理人员进行数据分析、评估管理效果，进一步提高医疗服务的质量。1.2.2国内研究现状国内病房呼叫系统的研究和应用较为滞后。在我国，病房呼叫系统的研究和应用始于20世纪80年代，最初的病房呼叫系统只有呼叫按钮和声音提示，功能单一且使用寿命短。近年来，随着医疗事业的快速发展和国家对医疗服务质量要求的提高，病房呼叫系统应用逐渐扩大。目前，国内许多医院已经应用了病房呼叫系统，但整体应用水平仍有待提高，国内病房呼叫系统的主要特点是：基础功能齐全，但大多数仍具有简陋的用户操作界面、较低的性能指标和易出现设备故障等问题，严重影响着医护人员的工作效率和医院服务质量。1.3研究内容病房呼叫系统是医疗设施中的一种重要设备，旨在为患者提供及时的服务和医疗帮助，同时为医生和护士提供一个快速高效的响应渠道。随着医疗科技的不断进步和市场需求的增加，病房呼叫系统已经发生了很大的变化，它由病床上的按钮、显示器和呼叫器组成。医院内患者在病房内需要帮助时向医护人员发出呼叫信号，当患者需要帮助时，只需轻轻按下按钮，就可以发送信号给护士站或护理人员，以便他们能及时地给予帮助。病房呼叫系统的主要目的是改善医疗服务质量，减轻医护人员工作强度，同时提高患者的满意度。病房呼叫系统是一个比较复杂的设备，它需要依托于各种技术组合而成，包括基于通讯技术的呼叫器、声音提示器及呼叫分发处理中心等，而且还要考虑到系统的设计要符合人机工程学原理，以保证方便快捷、实用可靠。因此，可以设计一款基于单片机的病房呼叫系统，单片机作为微控制器，作为其中的核心，拥有处理信号、控制输出、通讯传输等强大功能。每个病床都配有呼叫按钮，当病人需要医护人员的帮助时，只需按下按钮即可自动发送信号到中心控制台，通过单片机结合无线收发模块进行信号处理，系统会自动记录呼叫时间、病房号和床位号等信息。医护人员可通过中心控制台接收到这个请求，并能快速响应。可以为医护人员提供全面的数据支持，帮助他们更加高效地完成工作，为病人提供更好的护理服务。1.4本章小结随着医疗技术的不断发展，病房呼叫系统也在不断更新和完善。传统的病房呼叫方式存在诸多弊端，如无法准确记录呼叫信息、无法及时响应患者需求等。基于单片机的病房呼叫系统可以有效解决这些问题，实现自动化呼叫和记录功能，提高医院服务质量和效率。该系统采用数字化控制，可以实现多种呼叫方式，并能够将患者呼叫信息传输到护士站或医生手机上，实现快速响应和处理。同时，该系统具有成本低廉、易于维护和升级等优点，逐渐得到广泛应用。2功能与设计方案2功能与设计方案2.1系统的功能要求随着医疗技术的不断提高，病房呼叫系统已成为医院常见的设备之一。单片机作为其中的核心，可以通过其强大的控制功能，实现各种病房呼叫系统的功能要求。系统分为两个部分，一部分是在病人房间里，一部分是在医生护士房间里，遇到紧急情况，病人患者需要呼叫护士时，可以按下呼叫按钮，无线发射模块会发出相应的信号，无线接收模块接到信号后，结合单片机以及显示器会显示出病人所在的床号及发出语音播报声音实时提醒护士人员，及时去到患者身边。病房床号可以根据病情严重性设置优先级，病情严重程度由轻到重，优先级顺序设为1、2、3、4。当有两位及两位以上的患者按下呼叫按钮时，病房呼叫系统会根据优先级来进行床位号的呼叫及显示，优先级高先呼叫，优先级低的会等医护人员处理完优先级高的病人之后才会显示优先级低的，例如：2号床和3号床同时呼叫，系统会优先显示3号床，2号床进入呼叫等待处，3号床处理完毕，2号床会进入呼叫及提醒。以上是本文基于单片机的病房呼叫系统的功能，通过单片机的强大控制功能结合无线发射、接受模块的实现，为病房呼叫系统提供了稳定可靠的支持，也为医院的患者和医护人员提供更加安全、高效和便捷的服务。2.2系统设计方案结合上述的功能要求，本基于单片机的病房呼叫系统的硬件模块工作框图如图2.1所示。主主控制器无线发射模块无线接收模块主控制器显示模块电源模块电源模块按键模块语音模块按键模块图2.1系统硬件模块工作框图根据上图2.1中硬件模块的工作框图，本设计分为了七个模块：单片机主控制器、按键模块、无线发射模块、无线接收模块、显示模块、语音模块和电源模块，现作详细介绍：单片机是可以实现各种控制功能的一个微处理器，可以把计算机的所有功能集成到一个集成电路芯片中，具有体积小、功耗低、成本低、可靠性高等特点，同时还具有较强的抗干扰和抗电磁干扰能力。在各种嵌入式系统和电子产品中，单片机都扮演着非常重要的角色，其应用范围涉及到自动化、电力、工业控制、家电等多个领域。按键模块是硬件电路中用于检测按键操作的一个模块，其主要作用是通过检测按键的状态变化来触发相应的功能或事件，在本系统中，主要是用来呼叫医护人员，4个床号，对应有4个按键开关。按键模块一般由按键、电阻、电容和晶振等部分组成，原理是基于输入信号的电平变化来检测按键状态变化的。按键模块也广泛应用于各种电子产品中，例如遥控器、计算器、电子钟表、调音台等。无线发射模块和无线接收模块是用于无线数据传输的重要硬件电路模块。NRF24L01是一款低功耗、高度集成的2.4GHz无线收发器，包括了无线发射模块和无线接收模块的作用。其工作原理是基于GFSK调制技术和2.4GHzISM频段。在发射端，NRF24L01芯片接受来自主控芯片的数字信号，通过振荡电路产生一定频率的高频信号，然后经过GFSK调制电路进行幅度、频率和相位调制，形成数字信号可以传输的无线电信号。发射端还有另外一组基频网络，完成了自动时钟校准，并自动调节数据速率，保证了数据传输的可靠性和稳定性。最后，发射端将无线信号通过天线发送出去。在接收端，NRF24L01芯片利用超外差收信机构接收从空中传来的无线电信号。在接收到信号后，先通过低噪声放大器放大信号，然后再进行GFSK解调，将之前发射时进行的幅度、频率和相位调制信息还原出来。最后将还原出来的数字信号发送给主控芯片进行后续处理。电源模块是一种将外部电源转换为所需电压和电流的电路模块，通常用于供给各个模块或装置所需的电力。不同类型的电源模块在输出电压、电流范围、效率、稳定性等方面有所不同，因此在选择电源模块时需要根据实际需要进行选择。语音模块是一种可以实现语音采集、处理和播放的设备。它通常由麦克风、信号处理器和扬声器等组成。在硬件电路中，语音模块的作用主要是实现语音识别、语音合成和语音播放等功能，通常被广泛应用于智能家居、安防监控、车载导航等各种领域。在本系统中，语音模块是用来提醒作用，提醒医护人员患者床号，以便及时处理。显示模块是一种显示设备，通常由液晶屏、驱动芯片、背光源等组成。它可以将图像、文字等数据显示在屏幕上，广泛应用于电子产品、仪器仪表、智能家居等各个领域。在具体的应用中，显示模块通常需要与其他控制模块进行配合，比如通过串口或I2C总线与单片机或微控制器进行通信。通过控制模块的命令和参数设置，可以实现对显示模块的显示内容、亮度、对比度等进行控制，实现各种功能的图形、文字、图片等形式的显示。2.3器件方案对比2.3.1单片机的选择随着技术的发展，单片机作为一种面向嵌入式系统的微型计算机，被广泛应用于自动化控制、通讯、仪器仪表、家用电器、汽车电子、医疗器械等领域。单片机具有体积小、功耗低、性能稳定、程序可重用等特点，因此受到了广泛的关注和应用。在实际应用过程中，应该根据具体情况来选择不同的单片机，以最大化实现系统的功能、性能和经济效益。AT89C51是Intel公司生产的一款8位单片机，是目前最为常见的单片机之一，具有强大的功能和丰富的周边模块。它的优点在于稳定性好，使用起来相对容易，适用于一些不需要高性能的应用。但是，它的缺点也很明显，比如指令集有点繁琐，容易出现代码冗余或者低效的情况，同时时钟频率也有限制。相比之下，STC89C52单片机采用更小、更快、更具优势的8位单片机核心，同时加入了更多的外设，并且功耗也得到了大幅降低。STC89C52单片机的指令集优化得更为合理，执行效率也高，拥有更高的时钟频率，而价格也比AT89C51单片机低，因此更加适合大规模应用。同时，STC89C52单片机还具有更多的保护功能，包括内置EEPROM和LVD等，可以更加保证单片机的稳定性和可靠性。综合以上对两款单片机的对比，我们可以选择STC89C52单片机，因为它具有更高的性价比和更加先进的特性，同时对于创新型、成本敏感的应用也具有很高的适应性。2.3.2语音模块的选择语音模块是一种常见的智能控制模块，广泛应用于语音识别、语音合成、人机交互等领域。MY1680和WT588D都是市面上比较常见的语音模块，它们都具有多种功能和特性，但是在某些方面会有所不同。下面我们将进行比较，以便正确选择。MY1680是一款数字语音芯片，采用可编程的DSP控制单元，具有高度的灵活性和稳定性。该模块可以接收外部设备信号，通过内部处理，实现语音的合成和识别。该模块采用SPI接口，便于与MCU进行通讯，更加便捷地实现数据传输。该模块还具有内部存储器，可以存储多组语音，并支持在线下载。WT588D是一款高质量的语音音频模块，采用高速DSP处理器，具有高速语音识别和合成的能力。该模块内置的ROM和FLASH存储器可以存储多组音频信号，同时支持在线下载。该模块还具有丰富的接口，包括UART、SPI、USB等，方便与主控板进行通讯。从性能上看，WT588D的音质效果更加出色，并且对于音频编辑也更加简单。WT588D具有更高的语音识别速度和更大的储存池容量，支持多种音频格式的播放。同时，WT588D还具有更加稳定的工作效率，更加适合长时间运行。相比之下，MY1680的音质效果和响应速度稍微逊色一些，适用于简单的语音播报和控制。从成本上看，WT588D定制成本较低，且价格更加实惠，购买和使用都比较经济。相比之下，MY1680比较昂贵，适用于一些对音质效果要求较高的应用。综合以上比较，我们可以选择WT588D作为语音模块，因为它具有更高的性能，更佳的音质效果，同时成本较低。2.2.3显示模块的选择LCD1602和LCD12864都是常见的液晶显示模块，但它们在一些方面有所不同，下面就从连接、分辨率、兼容性、驱动程序和价格等方面进行比较选择。连接方面：LCD1602具有16个引脚，其中8个是数据引脚，4个是控制引脚，还有4个是背光LED引脚；而LCD12864具有20个引脚，其中12个是数据引脚，4个是控制引脚，还有4个是背光LED引脚。由此可以看出，LCD12864更复杂一些，需要更多的引脚来控制。分辨率方面：LCD1602具有16x2的字符显示屏，显示输出为32个字符，而LCD12864具有128x64的点阵显示屏，显示输出为8192个像素。因此，LCD12864具有更高的分辨率，可以显示更复杂的图像和图形。兼容性方面：LCD1602使用的是HD44780控制器，这个控制器具有广泛的兼容性和稳定性，可以直接与大多数单片机进行连接；而LCD12864使用的是KS0108控制器，虽然仍具有较好的兼容性，但不如HD44780广泛。驱动程序方面：二者都需要相应的驱动程序支持才能正常工作。LCD1602的驱动程序相对简单，常见的单片机都有相应的驱动库可用；而LCD12864的驱动程序较为复杂，需要更多的编程和配置，且不同的单片机之间可能存在差异。价格方面：LCD1602的价格相对比较低，一般只需要几元钱就可以买到；而LCD12864的价格比较高，一般需要十几元左右。综合以上对比，基于单片机的病房呼叫系统，显示屏用来显示床号功能，注意成本和易用性，本系统选择选择LCD1602显示屏。2.4本章小结基于单片机的病房呼叫系统设计方案，主要包括硬件和软件两个方面。硬件方面，需要选用合适的单片机芯片、传感器模块、显示屏等元器件，并设计电路原理图和PCB布局图。在软件方面，需要编写单片机程序，实现呼叫按钮的检测、信息传输、显示和响应等功能。同时，还需要进行测试和调试，确保系统稳定可靠。具体设计过程中需要考虑到医院的实际需求，例如不同患者的呼叫优先级、医生或护士的接收方式、系统的安全性等。总之，基于单片机的病房呼叫系统可以提高医院服务效率和质量，是一种值得推广和应用的技术方案。3系统的硬件设计3系统的硬件设计3.1STC89C52单片机单片机STC89C52它采用了CMOS工艺，集成了红外遥控解码器、定时器、串行口、多种通用IO口等功能模块，是一种高集成度微控制器芯片。在病房呼叫系统中，STC89C52可以完成以下工作：接收信号：STC89C52通过其IO口接收所反馈的信号，如病房内有患者按下呼叫器，系统就会产生相应的信号，STC89C52就能通过该信号进行处理。数据处理：当接收到信号后，STC89C52会对信号进行数据处理，如判断呼叫的病床号、类型等，同时根据内部预设程序进行相应的操作。控制报警器：当有患者呼叫时，STC89C52可以控制报警器进行提示，提醒医护人员及时处理。进行通讯操作：STC89C52内置的串口可以进行通讯操作，如将呼叫信息传到中央监护室等。总之，STC89C52作为病房呼叫系统的核心控制部件，能够实现传感器信号的接收、数据处理、报警器控制及通讯操作等功能，为医疗护理提供了可靠的技术支持。STC89C52单片机在本系统中的实际接线图如图3.1和3.2所示：图3.1分机接线情况图3.2主机接线情况3.2STC89C52单片机的最小系统在本基于单片机的病房呼叫系统中的单片机最小系统主要由晶振电路和复位电路构成，STC89C52单片机需要使用外部晶振电路来提供稳定的时钟信号。常用的晶振频率为11.0592MHz，因此需要接入一个11.0592MHz的晶振和两个稳压二极管。晶振的两端分别连接到STC89C52单片机的XTAL2和XTAL1引脚上，而稳压二极管的正极连接到+5V电源上，负极连接到晶振的两端。这样，当电源电路工作时，晶振电路会产生稳定的时钟信号供单片机使用。在系统运行过程中，如果单片机出现了异常情况，比如程序死循环等错误，可以通过按下复位按键可以强制单片机重新启动并重新开始运行程序。复位电路一般由一个电容和一个电阻组成，电容连接到单片机的RST引脚和地线（GND），电阻连接到RST引脚和+5V电源之间，可以形成一个RC延时电路。当按下复位按键时，电容会被短路，导致RST引脚电压瞬间下降，从而使单片机重新启动。同时，由于RC延时电路的存在，可以防止意外按下按键而导致单片机意外重启。复位电路和晶振电路本系统中的接线图如图3.3和3.4所示：图3.3复位电路接线图图3.4晶振电路接线图3.3NRF24L01无线模块NRF24L01是一种低功耗、高速、低成本的无线模块，广泛应用于无线遥控、传感器、车辆监控等领域。在本医院无线护理呼叫系统中，NRF24L01模块通常被用作无线通讯模块，用于实现呼叫器与接收器之间的无线数据传输。具体工作原理如下：1.呼叫器：病人通过按压呼叫器按钮，发送一个无线呼叫信号。该呼叫信号经过NRF24L01模块编码和调制后，通过无线信道发送给接收器。2.接收器：接收器中的NRF24L01模块接收到呼叫器的信号后，进行解码和去调制处理，将数据解析为可识别的呼叫信息。接收器还可以根据不同的呼叫信息指定不同的报警声音和报警灯进行提示。3.中控端：医院护士站和监护室中通常配备有中控端，用于实现对呼叫系统的管理和监控。中控端通过连接到接收器的串口，可以接收到呼叫器发送的呼叫信息，并可以对呼叫信息进行处理、记录和响应。中控端还可以实现对呼叫器的定位和维护等管理功能。NRF24L01无线模块在医院无线护理呼叫系统中扮演着连接呼叫器和接收器之间的重要角色，实现了呼叫信息的快速、准确和可靠传输。同时，该模块的低功耗、高速和低成本特点，也使得其成为无线医疗设备中的重要组成部分。NRF24L01无线模块在本系统中的接线图如图3.5和3.6所示：图3.5NRF24L01无线模块主机实际接线图图3.6NRF24L01无线模块从机实际接线图3.4LM1117电源模块LM1117电源模块是一种稳压器设备，主要用于将不稳定的直流电源转换为稳定的电压输出。在本医院无线护理呼叫系统中，LM1117电源模块通常被用于提供稳定的电源给各种无线设备，如呼叫器、接收器和中控端等。具体工作原理如下：1.直流电源输入：LM1117电源模块需要输入直流电源，该电源可以来自于外部稳压器或者AC/DC转换器等。直流电源的电压在3V到15V之间，但最好不要超过15V。2.稳压器处理：输入直流电源后，LM1117电源模块会将其转换为稳定的电压输出。用户可以通过调节稳压器电阻的值来设置输出电压，一般可设置为3.3V或5V。3.电源输出：输出的电压可以用于供给无线设备的工作需要，如呼叫器、接收器和中控端等。LM1117电源模块在本医院无线护理呼叫系统中扮演着为各种无线设备提供稳定电源的重要角色，保证了系统的稳定性和可靠性。同时，该模块的小型化、高效率和低热量特点，也使得其成为医疗设备中的重要组成部分。LM1117电源模块在本系统中的实际接线图如图3.7所示：图3.7LM1117电源模块实际接线图3.5按键模块按键模块是医院无线护理呼叫系统中的重要组成部分，用于发送用户的呼叫信号。它的工作流程如下：1.用户按下按钮：用户按下按键模块上的按钮，会发送一个电信号给按键模块。2.信号处理器处理：接收到信号后，按键模块的信号处理器会对信号进行处理，包括去抖动、滤波等。3.微控制器处理：处理后的信号会被送到微控制器里面，微控制器可以判断是哪个用户发出的呼叫，以及呼叫的类型等信息。4.呼叫处理：微控制器会根据呼叫的类型，将呼叫信息发送到对应的接收器或中控端，同时也会在显示屏进行提示。按键模块在医院无线护理呼叫系统中扮演着重要角色，保障了患者的安全和护理质量。同时，按键模块也需要具备防止误操作和抗干扰等特点，以保证系统的稳定性和可靠性。本系统中的按键模块实际接线图如图3.8所示：图3.8按键模块实际接线图3.6LCD1602显示模块LCD1602是一种常用的字符型液晶模块，因其体积小、显示效果好、低功耗等特点，被广泛应用于各种电子系统中。LCD1602的工作原理如下：1.信号输入：液晶控制器通过程序向LCD1602输入显示信号。2.显示处理：LCD1602接收到信号后，会根据信号内容处理显示。3.显示原理：LCD1602的显示原理是利用液晶材料的双折射性，通过在两个平面玻璃板之间夹一层液晶，再加上偏振片，用来控制入射光的透射、反射等现象，从而达到显示效果。4.电源控制：LCD1602还需要接受电源的控制，以保证其正常工作。LCD1602在本医院无线护理呼叫系统中扮演着重要的信息提示作用，能够显示患者所在的房间号、床号、呼叫类型等信息，使护理人员能够及时响应呼叫。同时，LCD1602的工作需要保证电源的稳定和信号的准确，保证系统的稳定性和可靠性。LCD1602显示屏在本系统中的实际接线方式如图3.9所示：图3.9LCD1602显示模块实际接线图3.7WT588D语音模块WT588D语音模块是一种广泛使用在语音提示或语音播放等应用领域的语音模块。在本医院无线护理呼叫系统中，WT588D语音模块被用来播放语音提示，帮助护理人员更好地了解患者呼叫的紧急程度和呼叫位置，从而更好地响应患者的需求。WT588D语音模块的工作原理如下：1.存储语音：首先，需要将需要播放的语音录制下来，然后将其存储到WT588D语音模块的存储芯片中。2.控制信号输入：当系统接收到患者的呼叫信号后，信号会被传递到WT588D语音模块中，触发语音播放功能的控制信号。3.语音数据解码：WT588D语音模块接收到控制信号后，会对存储在存储芯片中的语音数据进行解码处理，并将其转换为数字信号，用来驱动后续的语音播放。4.播放语音：最后，WT588D语音模块将数字信号输出到喇叭或音箱中，以播放录制的语音信息。WT588D语音模块在本医院无线护理呼叫系统中发挥着重要的作用，帮助医院护理人员更好地了解患者的呼叫信息，并且确保其能够及时响应患者的需求。同时，WT588D语音模块的应用需要保证信号源的准确、稳定，以保证语音播放的质量和可靠性。图3.10WT588D显示模块实际接线图3.8本章小结基于单片机的病房呼叫系统硬件电路连接，需要将各个元器件按照设计原理图进行连接。通常，该系统包括呼叫按钮、显示屏、单片机芯片等部分。其中，呼叫按钮通过输入引脚连接到单片机芯片，传感器模块则通过输出引脚连接到单片机芯片，显示屏可以直接连接到单片机芯片的IO口上。此外，还需要加入合适的电源模块，确保系统正常工作。在连接过程中需要注意元器件的极性和引脚编号，避免接错或反接导致损坏。同时，为了方便调试和维护，可以采用模块化设计，将各个功能模块独立设计并连接起来，提高整个系统的可靠性和灵活性。4系统的软件设计PAGE23 4系统的软件设计4.1软件介绍Keil4是一款嵌入式开发软件，是一种面向ARMCortex-M系列系列微控制器的集成开发环境（IDE）。它用于编写、测试和调试嵌入式应用程序，提供了可视化的调试界面和调试器，支持多个C编译器，能够生成丰富的代码和文档。Keil4软件集成了一个完整的ARMCortex-M系列微控制器开发环境，包括C编译器、调试工具、编辑器、库文件等多个工具，它可以支持多种芯片型号，包括MCU、DSP和FPGA等，适用于广泛的应用领域。在Keil4中，可以使用C语言和汇编语言进行编程。此外，它还可以支持使用多种编程语言进行并行程序设计和算法开发。总的来说，Keil4是一款功能强大的嵌入式开发软件，它能够帮助开发人员更加快速地开发出高质量的嵌入式应用程序。Keil4的软件界面如4.1图所示：图4.1Keil_4软件界面4.2软件程序的设计4.2.1主程序流程绘制软件逻辑流程图可以明确软件系统的功能和流程，从而更好地理解软件的工作原理。同时还可以发现和解决软件系统中可能存在的问题和瓶颈，提高软件的性能和稳定性。并且也便于后续软件的维护和升级，改进软件的设计和提高软件开发的效率和质量，降低开发成本和风险。绘制软件逻辑流程图是软件开发过程中非常重要的一环，可以有效地提高软件的设计和开发效率，规范开发流程，减少错误和风险，从而更好地满足用户的需求和期望。本病房呼叫系统的运行逻辑流程关系框图本如图4.2所示：开始开始WT588D初始化WT588D初始化串口初始化 串口初始化LED显示当前状态LED显示当前状态否否是否返回熄灭响应指示灯，停止播报当前病房播报按下应答按键是语音播报当前病床号接受到从板信息是否返回熄灭响应指示灯，停止播报当前病房播报按下应答按键是语音播报当前病床号接受到从板信息图4.1主程序流程图图4.2病房呼叫系统逻辑流程图4.2.2NRF24L01无线模块流程图图4.2NRF24L01无线模块逻辑流程图4.3本章小结基于单片机的病房呼叫系统的软件程序设计需要包括按钮检测、信息传输、显示和响应等功能。通常采用C语言或汇编语言进行编写。在设计过程中，需要根据实际需求选择合适的算法和数据结构，实现多种呼叫方式，并考虑到不同患者的呼叫优先级。同时，还需要实现数据存储和传输功能，确保患者信息能够快速准确地传输到医护人员手中。此外，为了提高系统的可靠性和灵活性，还需要进行错误处理和调试，保证系统稳定运行。总之，基于单片机的病房呼叫系统的软件程序设计需要充分考虑到医院实际需求和用户体验，以实现更好的服务质量和效率。5系统的测试PAGE23 5系统的测试5.1软件硬件调试本次医院病房无限呼叫系统的软硬件调试的步骤大致分为以下几步：1.确定调试目标：确定需要进行调试的软硬件系统、调试的位置和调试目标。2.搜集信息：通过调试工具、日志、异常信息等方式搜集软硬件系统的数据。3.设置断点：在需要调试的位置设置断点，以便可以逐步调试程序。4.跟踪调试：通过调试工具、观察程序的运行状态、查看变量和数据的值等方式来跟踪调试。5.模拟环境：可以通过模拟测试环境来进行软硬件调试，包括网络、硬件设备、传感器等，以便更好地模拟真实环境。6.重现问题：通过重现问题来发现问题的原因，以便解决问题。7.分析问题：分析问题的根本原因，确定解决方案。8.测试解决方案：通过测试解决方案来确保问题已被解决。9.记录与优化：记录调试过程，总结经验，不断优化调试方法，提高效率。通过以上全面的调试工作，可以确保本系统硬件电路和软件程序都能正常运行，一些显而易见的错误能及时修正。5.2实物展示经过了半年左右的设计与制作工作，本系统已经具备了相应的功能，在进行了全面的硬件调试以及反复的软件调试后，本系统可以稳定的运行了，本病房呼叫系统的实物图如下图5.1所示：图5.1病房呼叫系统实物图如上图5.1所示，本病房呼叫系统已经焊接完毕，并且可以进行上电测试。从上图我们可以清晰的看到本系统的各硬件电路模块的连接方式，本次设计分为主机和从机两部分，下面将对此进行介绍。图5.23号病床呼叫界面如上图5.2所示，此时本系统中所模拟的3号床位正在按下呼叫按钮，从机的显示屏上能够实时地显示出叫号情况。图5.32、3号病床同时呼叫界面如上图5.3所示，此时本系统中所模拟的2号和3号床位同时按下了呼叫按钮，我们可以看到此时系统依然能够准确的将呼叫信息展示出来，并且没有发生数据冲突的情况。5.3本章小结基于单片机的病房呼叫系统在设计完成后，需要进行调试和测试。首先，需要检查电路连接是否正确、元器件是否损坏等硬件问题。其次，需要对程序进行逐步调试，通过模拟不同场景和情况，检查系统的功能是否正常。例如，检测呼叫按钮是否能够正确触发呼叫、传感器模块是否能够准确检测到移动物体、信息传输是否及时有效等。此外，还需要注意调试过程中产生的错误信息和异常情况，及时记录并进行处理。最终，可以进行整体测试和实际应用测试，检验系统是否满足医院的实际需求，并进行优化和改进。总之，基于单片机的病房呼叫系统的调试过程需要严谨认真，以确保系统的可靠性和稳定性。结论结论结论病床呼叫系统是一种用于医院病房的智能化设备，它可以让患者在需要护理时通过操作按钮或触摸屏幕向医护人员发出呼叫，让医护人员及时到达病房进行护理。在使用病床呼叫系统时，可能会出现各种故障或问题，需要进行调试和维护。本次设计就病床呼叫系统的设计与制作以及调试方法和注意事项进行总结和记录。本病房呼叫系统利用两个STC89C52单片机进行全局控制，利用单片机的数据交互以及数据控制功能实现了本病房呼叫系统的相应功能，利用NRF24L01无线模块实现了主机和分机系统的无线数据传输能力。在本次设计过程中，笔者清晰的认识到了自己在学习中的不足，在硬件模块选型的时候遇到了很大的困难，电路系统设计不光要对课本上所学习的知识的掌握，更需要对相关知识的熟悉，要具备举一反三的能力，这样才能顺利的完成本系统设计，除此之外，软件编程也需要过硬的语言编写能力。通过本次设计，让我学习到了课堂上所学习不到的东西，同时也希望本次的病房呼叫系统设计能真正运用到实际生活中。参考文献参考文献[1]李一霖,戴欣,张茜,等.基于单片机的无线病房呼叫系统设计[J].通讯世界,2022,29(5):124-126.[2]沃军.一种带智慧病房呼叫系统的护士腕表:,CN215895238U[P].2022.[3]耿伟霞.病房呼叫系统的设计与研究[J].电子世界,2021(24):178-179.[4]徐章龙.一种病房呼叫系统:,2021.[5]郭春梅,周兴朝.基于语音识别的病房呼叫系统的分类呼叫设计[J].医疗装备,2021.[6]欧阳沙媛,谭慧,黄尔佳,等.一种病房智能呼叫系统:,CN212433890U[P].2021.[7]杨斐敏,方卓宇.病房无声呼叫系统:,CN215576851U[P].2022.[8]魏莱.医院病房语音呼叫系统设计与实现[D].电子科技大学,2016.[9]钱浩1姜麟2李丽侦1光文华1.基于单片机的病房无线呼叫系统设计[J].计算机技术与发展,2014(3).[10]陆军燕.一种护理病房的计时呼叫系统:,CN114267141A[P].2022.[11]崔俊杰,季慧,蒋天宜.一种智慧病房AI智能语音呼叫对讲装置:,CN216414491U[P].2022.[12]肖瑚翔.一种医院病房用的呼叫应答系统:,CN216960081U[P].2022.[13]边文伟,伍明,詹国伟,等.一种智慧病房系统:,CN114567701A[P].2022.[14]吴俊宏.一种智慧病房交互方法,系统及储存介质:,CN114882983A[P].2022.[15]钟达慧,马琳玉,刘洋,等.一种病房呼叫系统:,CN113012371A[P].2