基于AT89C51单片机的无线病房呼叫系统设计

病房呼叫系统作为一种基本医疗陪护设备已逐步得到普及并不断得到改进。传统的病房呼叫系统采用PC 机联网监控和有线控制， 虽然具备很强的专业服务功能和监护能力， 但是其实现方法复杂， 前期投资和后期维护的费用都很高。

本文采用单片机实现无线数据传输通信和实时报警功能， 设计一套低成本通用型的病房呼叫系统。整个系统采用无线通信的方式， 降低了复杂的布线、安装检修和拆卸的难度, 并可监控多个病房且便于扩充升级。

1 系统方案设计

本设计采用从机和主机相分离的模式。从机安装于各个病房， 主机安装于医务室或值班室。多个从机处于等待外部呼叫信号的状态， 主机则时刻处于等待接收从机呼叫信息的状态， 并且从机与主机之间采用无线数据

传输通信。当病人按动安装在床头的从机按键时， 安装在护士站的主机收到信号后发出提示音， 同时发光二极管亮， 数码管显示呼叫病人的床位号和呼叫次数， 医生或护士根据显示床位号进行治疗与服务。

该病房呼叫系统的硬件设计主要包括主机硬件设计和从机硬件设计两部分。主机硬件设计包含了射频芯片

外围电路、显示部分、警报部分及AT89C51 芯片的简单外围电路的设计。从机硬件设计则包含射频芯片外围电路、外部输入电路及AT89C51 芯片的简单外围电路的设计。

1.1 主机硬件电路设计

本系统以AT89C51 为控制器， 采用射频芯片nRF401设计接收/发射电路，实现与从机的数据传输[1]。当nRF401芯片接收并处理完接收数据后或控制器向nRF401 芯片传输发送信息时，nRF401 芯片与控制器之间的通信采用的是异步串行通信的方式。在这种通信方式下， 单片机的RXD 端和TXD 端分别与nRF401 芯片的DOUT 端和DIN 端连接， 用作两者之间的数据串行传输通道。而P1.1 口与nRF401 芯片的TXEN 口连接，用来选择nRF401芯片的工作状态( 发射状态或接收状态)。P1.2 口与nRF401 芯片的PWR-UP 口连接， 用来控制nRF401 芯片的节电状态。P1.3 口与nRF401 芯片的CS 口连接， 用来选择nRF401 芯片的发射频率(该芯片有两种发射频率)。

此外，nRF401 芯片的ANT1 和ANT2 两个端口与发射天线连接。nRF401 外围电路如图1 所示， 为了便于使用较低成本的PCB 天线， 本设计中的天线接口设计为差分天线[ 2]。本系统主机硬件电路设计如图2 所示。