基于STM32的无线病房呼叫管理系统的设计

李帅男

摘要：本设计是针对传统有线呼叫系统所存在的各种不足而设计的一个无线病房呼叫系统，其主要以单片机STM32F103为核心进行控制，系统分为接收主机和呼叫分机两大部分，使用Zigbee无线收发模块CC2530进行组网，实现主机和分机之间的通讯。病人通过从机进行呼叫，通过无线网传给主机，并通过液晶显示屏可以顯示出呼叫的病床号，从而使医生可以快速地救助有需要的病人。

关键词：STM32；CC2530；无线收发模块；呼叫系统

中图分类号：TP23 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2018）09-0167-02

1 绪论

伴随着科学技术的飞速发展，现代医院的医疗水平也得到了飞快的提高。可是在现代众多的医院里面，有很多医院并不具备这样能够满足人们需求的病房呼叫管理系统。通常在很多时候，医院里的病人在遇到突发病情，需要医生救助的时候，往往会出现无法及时地联系到医院护士或者医生的情况。所以，一个良好的病房呼叫管理系统无论是对于病人还是对于医院来说都是非常重要的[1]。

2 系统硬件电路的设计

2.1 系统整体框图

本系统主要可以分为主机和从机两大部分组成。主机由医院护士或值班医生持有，医生或者护士可以通过主机接收到病人的呼叫信号，然后及时给予病人相应的救助；从机由医院里的病人持有，病人如果遇到突发情况，需要帮助时，只需要按下从机上的呼叫按键，便可以呼叫医生或者护士了[2]。选用Zigbee中的CC2530无线收发模块进行组网，来实现主机和从机之间的通讯信息和通讯命令的传输。主机以及从机上都分别装有CC2530无线串口收发模块。CC2530无线串口收发模块与STM32之间进行串口通信。病人在按下呼叫按键进行呼叫的时候，从机STM32控制器将呼叫信号通过串口通信传给CC2530无线串口收发模块。无线收发模块在接收到信息后，通过无线传感网，将信息传递给主机的无线收发模块，最后传递给主机STM32终端控制器，主机控制器会控制外围各功能模块电路做出相应的反应。如果存在多个病人同时按下呼叫按键，那么液晶显示屏会依次显示出呼叫的病人的病床号，同时报警小灯会被点亮，蜂鸣器报警会发出声音来提醒医院的值班医生或者护士。无线病房呼叫系统的组成框图如图1所示。

2.2 STM32f103单片机的介绍

STM32中f10x系列的处理器是基于ARM Cortex-M3内核，依据它的性质和功能的区别，可以分为4个不一样的类别。即：基本型f101系列单片机，USB基本型f102系列单片机，增强型f103系列单片机以及互联网型F105和F107系列单片机。我们设计无线病房呼叫管理系统所使用的就是STM32嵌入式单片机f103系列中的C8T6芯片[3]。STM32嵌入式单片机f103系列的内核的工作频率最高可以到达72MHz。单片机内部配备有高速存储器，还有众多的IO端口以及外围设备，比如说DMA、电机控制PWM、温度传感器等。除此之外，还包括两个12位的模数转换器，两个通用型的16位定时器，两个集成线路总线，两个串行外设接口，三个通用异步收发器，一个通用串行总线，以及一个控制器局域网络等等[4]。

2.3 关于Zigbee的介绍

关于无线网模块，我们使用Zigbeecc中的2530无线串口收发模块进行组网。 Zigbee是建立在IEEE802.15.的协议的基础之上的一种新兴的无线网络双向通讯技术。它的主要功能是体现在近距离的无线网连接上。所谓的协议栈，其实就是在无线网中每一层协议组合到一起的整体。它能够明确地体现出一个网络文件是如何进行传输的。可以说Zigbee网络中的组网设备按照功能分类可以分为两种，一种是全功能设备（简称FFD），这种设备可以实现Zigbee协议栈里的全部功能。另外一种是精简功能设备（简称FRD），顾名思义，这种设备是根据需要，只实现协议栈里的一部分功能，并不是全部[5]。

3 系统软件设计

呼叫系统的软件设计大体上分成主机、从机以及CC2530这3个主要方面。我们选择使用Keil uVision5软件进行运行程序。

当呼叫系统上电，开始工作以后，就会立即最先检测电源的状态，初始化STM32单片机，1602液晶显示屏，LED指示灯以及蜂鸣器等设备模块。当所有的设备电路模块都正常了，然后就等待看是否有中断发生，主控制器开始检测有没有呼叫信号传入。如果病人按下呼叫按键，呼叫信号就会传入，然后就开始运行子程序。主机系统程序流程图如图2所示。

4 结语

我们的无线病房呼叫管理系统大体上可以分成两大组成部分，即主机部分和从机部分。系统的主机部分可以安装在护士站或者交给值班医生，用来接收病人的呼叫信息。从机部分可以安装在病房中或者转交给病人保管，可以让病人在需要的时候按下呼叫按键进行呼叫医生，确保了患者的人身安全。

参考文献

[1]张华林，林达明.无线病房呼叫系统的设计[J].国外电子元器件，2006，（8）：22-25.

[2]孔英.智能病房管理系统的构建[J]. 济宁医学院学报，2016，（03）：215-217.

[3]周江.STM32单片机原理及硬件电路设计研究[J].数字技术与应用，2015，（11）：1.

[4]肖广兵.ARM嵌入式开发实例——基于STM32的系统设计.电子工业出版社，2013（4）：23-34.

[5]李宏佳.嵌入式ZigBee网络的研究应用及其与Internet的融合[D].青岛：青岛科技大学，2008：1-33.