基于51单片机的医院住院呼叫系统设计

盘新辉

(湖南科技学院 智能制造学院,湖南 永州 425199)

0 引言

随着电子信息技术的发展,医院也逐渐将相关技术应用到住院部门。住院部最重要的一个信息化配备就是呼叫系统。为了全面提高医患及时沟通的效率,呼叫系统具有十分重要的地位[1]。目前,医院对数字化覆盖到基层科室非常重视,全院数字化覆盖将为病人提供更多、更优质的医疗服务,同时也提高医护人员的工作效率。医院智慧医护呼叫系统是现代化医院实现信息化、现代化管理的重要组成部分,可以有效地提升医院形象,强化机构管理,保证服务质量,减少医疗纠纷[2-3]。如果将当下众多高科技电子技术,比如互联网+、物联网、可穿戴和IP通信呼叫技术等应用到医院的每个部门,将大大提高医生工作的效率,并且可以为医院提供更好的环境,将管理人员进行缩减,节省开支,降低一些能源的消耗,从而为我国建设更好的医疗服务提供保障[4]。

1 需求分析

众多行业当中,医院搭建呼叫系统不只是单纯想提高服务质量,更重要的是利用呼叫系统的功能解决当前医院存在的痛点。第一,在医院住院呼叫系统中需要保存好就医者的姓名、病种、住院信息、联系方式等一些资料。这些资料可以由医护人员通过Excel直接导入系统,当然也可以直接由医院的病例系统或者医院其他系统将这些资料进行分享,从而实现信息的共享。第二,该系统还应该支持医院去电随访的录音和弹屏功能。因为患者太多,医护人员不一定能记住所有患者信息,如果在去电的时候能够自动弹出患者相关信息,就可以大大方便医护人员的工作。而且应具备录音功能,能够方便医院随时调出录音,从而更好地为患者服务。第三,IVR智能语音导航。医院可根据自身情况设置热线语音导航。热线语音导航,是提高患者或家属咨询效率的重要途径,也是该系统的重要组成部分。第四,后台功能。该功能是系统的更高层次的要求,是在当前大数据背景下需要提供的重要功能。它可以提供对患者相关数据的采集、分析和信息处理,为后期提供一定的高层决策支持。

2 设计与实现

2.1 设计原则

医院住院呼叫在医院的住院部是具有重要意义的。患者在住院期间,输液过程中的药水置换,患者紧急情况的呼救等对患者是极其重要的,而呼叫系统就承担着这个重要的职责,也是医患保持良好沟通的重要工具。如果呼叫系统在运行过程中出现故障,势必造成极其恶劣的结果。而且呼叫系统比其他系统的要求更高,呼叫系统要保持24小时的可靠、稳定、纠错等性能,还应该具备简单容易操作的功能。利用电力线载波通信技术、单片机多机通信和计算机监控管理技术设计的具有呼叫、振铃、显示排队、优先权设定、存储记录等功能的病床呼叫系统,满足医院的病房管理和护理要求。

2.2 总体设计

医院住院呼叫系统的组成包括4个部分。其一是安装在病房的呼叫源,几个病人就应该有几个呼叫源;其二是医护端的监护系统;剩下的两个部分是耦合电路及调制解调载波器。当有病房的病人按下了呼叫器,监护系统则发出呼叫声音,呼叫的声音应该包含病床号码,而且还应该有光闪提醒医患注意,本系统利用单片机的串行通信功能,使得主机到各个从机之间的信号通过电力线载波调制解调模块,经过民用电力线传输,实现主机和从机之间的双向数据传送。若采用并行总线扩展方式,上百个呼叫源与主机之间的布线会太复杂。

病房呼叫系统设计几乎是医院建筑工程中的必修课,其质量和效率直接关系到医院的医疗服务水平,同时,病房呼叫系统设计也是一项技术含量很高的工作,需要相关技术人员和院方、施工方共同配合,才能很好地完成。

2.3 系统结构

本设计是基于AT89C51单片机的病房呼叫系统。该系统以Atmel公司的AT89C5单片机作为主控制器,包括键盘输入电路、显示电路以及晶振复位等。

在线材选择上,选用RVS2∗0.5铜芯线,也叫双绞线、麻花线,当走气体设备带时同强电线离的近时选择RVV屏蔽线。线材材质选择“国标”,线材杂质过多会影响通话质量。线材选择常见问题是用电话线、网线、4芯线并两根线,在布线分机少的情况下能带通系统,虽通话质量好,但杂音重。

在布线接线方法上,医用呼叫系统采用总线制布线,一根主线从主机出来并联所有分机。常见有布成分线制,不仅浪费线材,而且主机不能正常工作。系统线材不分正负极,但在处理接线点时选用正规胶布分别裹缠,勿交叉。另外,呼叫手柄的选择也要进行充分考虑,分机带有手柄,手柄线长90 cm,安装分机时先根据床高考虑分机位置,以手柄正好到枕边距离为佳。

2.4 硬件部分

系统利用单片机AT89C51作为呼叫系统的核心,外围电路有:单片机最小系统模块、按键模块、显示模块、响铃模块、复位模块以及其他各应用电路。在该系统中,用“4×4”按键模拟16个床位,且1602LCD可以显示被呼叫床位的编号。同时设定了一个初始值,在没有按键被按下时,1602LCD显示“LCD NUMBER 00”。当“4×4”按键中任意一个被按下时,显示床位号。设定响铃模块,以提醒有按键按下。对于有人按下按键,本文采用的是发光二极管闪光来通知护士。目前该设计部分,只设计了一个复位键,该复位键会将系统还原为初始状态,这会带来一些问题,因为它不是针对某一个床位的呼叫来进行复位,由于器材的限制,在后续将进行改正。

2.5 软件部分

软件部分主要是进行程序设计。在这个部分主要设计出16张床位的住院呼叫系统。程序的逻辑需要患者按下病床上的呼叫按钮,通过电路逻辑控制,识别出病床的号码,传送到监控系统。在护士端,接收到传送过来的呼叫信息,发出呼叫的人声并带上病床的号码,并且在系统板相应的位置显示灯闪。当护士按下按钮,在病床位置能够将灯闪消除,呼叫消除,表示护士端已经接收到呼叫信息,以此来告知病床病人。当然,程序需要自动判别,也需要具有延时的功能,从而更好地为患者服务。

2.6 系统测试部分

本文按照最开始的设计电路将板子焊接好以后,系统不能按预期开始工作。对线路进行全面排查,包括是否有短路现象、是否有虚焊的情况。排查出高低线短接的错误,将该错误纠正后,故障也被排除,系统能够进行正常工作。至此,将实现的代码烧写入系统板,测试中发现不能正常呼叫出病床的号码。对软件部分进行单元测试,发现程序的逻辑出现问题,没有对病床号码进行正常的转接。最后,经过对硬件和软件部分的多次测试和仿真后,系统板最终能够按照预期的计划进行呼叫和显示,实现了最初的设定目标。

3 结语

本文设计实现了一个医院住院呼叫系统。虽然在设计电路的过程中遇到了许多阻碍,但是通过查阅大量的资料,不断进行改进,最终实现了设计的目标。