鄔春明1, 王艷茹2(1．東北電力學(xué)院 信息工程學(xué)院,吉林 132012; 2．北華大學(xué) 公共基礎(chǔ)部,吉林132013)

        摘　要：闡述了病房呼叫系統(tǒng)的基本組成以及一些相關(guān)的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)�；贛SC—51單片機(jī)多機(jī)通訊的設(shè)計(jì)思路,以SC1128擴(kuò)頻通信芯片為基礎(chǔ),輔以外圍電路,設(shè)計(jì)了一個(gè)利用低壓載波傳輸數(shù)據(jù)的病房呼叫系統(tǒng);并基于Power Builder語(yǔ)言知識(shí)設(shè)計(jì)了病房呼叫系統(tǒng)的管理界面。

        關(guān)鍵詞：電力線 載波通訊 病房呼叫系統(tǒng) SC1128芯片 單片機(jī)

        近年來(lái),隨著通信技術(shù)的發(fā)展,人們?cè)陔娏�載波通信方面作了大量的研究工作。電力供電網(wǎng)絡(luò)四通八達(dá),低壓電力線連接千家萬(wàn)戶,構(gòu)成最普及的網(wǎng)絡(luò),利用它進(jìn)行數(shù)據(jù)通信,傳遞各種信息,不占用無(wú)線頻道資源,亦無(wú)需鋪設(shè)專用通訊線路,省工、省錢、維護(hù)簡(jiǎn)單、有著廣闊的應(yīng)用前景。

        傳統(tǒng)的病房呼叫系統(tǒng)普遍采用有線式,不僅布線安裝繁瑣、維護(hù)不便、利用率低,而且實(shí)時(shí)性差。雖然無(wú)線式呼叫系統(tǒng)沒(méi)有布線問(wèn)題,但它的可靠性差,而且無(wú)線電波會(huì)干擾其它醫(yī)療儀器設(shè)備,目前大多數(shù)醫(yī)院不采用無(wú)線呼叫系統(tǒng)。

        隨著電力載波技術(shù)的發(fā)展,應(yīng)用低壓電力線作為傳輸媒質(zhì),采用擴(kuò)頻、數(shù)字編碼、單片機(jī)控制等技術(shù)實(shí)現(xiàn)病房呼叫已成為可能。本文運(yùn)用電力載波技術(shù)設(shè)計(jì)了一種病房呼叫系統(tǒng)。

1 病房呼叫系統(tǒng)的基本要求

        臨床求助呼叫是傳送臨床信息的重要手段,病房呼叫系統(tǒng)是病人請(qǐng)求值班醫(yī)生或護(hù)士進(jìn)行診斷或護(hù)理的緊急呼叫工具,可將病人的請(qǐng)求快速傳送給值班醫(yī)生或護(hù)士,并在值班室的監(jiān)控中心電腦上留下準(zhǔn)確完整的記錄,是提高醫(yī)院和病室護(hù)理水平的必備設(shè)備之一。呼叫系統(tǒng)的優(yōu)劣直接關(guān)系到病員的安危,歷來(lái)受到各大醫(yī)院的普遍重視。它要求及時(shí)、準(zhǔn)確、可靠、簡(jiǎn)便可行、利于推廣。利用電力線載波通信技術(shù)、單片機(jī)多機(jī)通信和計(jì)算機(jī)監(jiān)控管理技術(shù)設(shè)計(jì)的具有呼叫、振鈴、顯示排隊(duì)、優(yōu)先權(quán)設(shè)定、存儲(chǔ)記錄等功能的病床呼叫系統(tǒng),滿足了醫(yī)院的病房管理和護(hù)理要求。

2 病房呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)組成與工作原理

        病房呼叫系統(tǒng)由若干個(gè)呼叫源(一般每張病床為一個(gè))、調(diào)制解調(diào)載波模塊、耦合電路和監(jiān)護(hù)系統(tǒng)組成,如圖1所示。當(dāng)呼叫源有呼叫信號(hào)時(shí),在監(jiān)控系統(tǒng)上有相應(yīng)的聲、光呼叫信號(hào)指示,并能顯示出呼叫編號(hào)。若采用并行總線擴(kuò)展方式,上百個(gè)呼叫源與主機(jī)之間的布線太復(fù)雜,故本系統(tǒng)利用單片機(jī)的串行通訊功能,使得主機(jī)到各個(gè)從機(jī)之間的信號(hào)通過(guò)電力線載波調(diào)制解調(diào)模塊,經(jīng)過(guò)～220V民用電力線傳輸,實(shí)現(xiàn)主機(jī)和從機(jī)之間的雙向數(shù)據(jù)傳送。

圖1 系統(tǒng)框圖

        系統(tǒng)采用主從結(jié)構(gòu),監(jiān)控系統(tǒng)(主機(jī))放在醫(yī)生值班室內(nèi)(可以通過(guò)接口電路與計(jì)算機(jī)相聯(lián),構(gòu)成監(jiān)護(hù)中心),當(dāng)病床有呼叫請(qǐng)求時(shí)進(jìn)行聲光報(bào)警,并在顯示器上顯示病床的位置。呼叫源(從機(jī))放在病房?jī)?nèi),病人有呼叫請(qǐng)求時(shí),按下請(qǐng)求按鈕,向值班室呼叫,并點(diǎn)亮呼叫指示燈。主機(jī)和從機(jī)之間通過(guò)電力線連接在一起。主機(jī)和從機(jī)通訊時(shí),主機(jī)依次向各從機(jī)發(fā)送地址信息,各從機(jī)接收主機(jī)發(fā)來(lái)的地址信息,如果和自己的地址相同,則向主機(jī)發(fā)送自己的報(bào)警信息,無(wú)報(bào)警信息時(shí),向主機(jī)發(fā)送一個(gè)空號(hào)(00)。

2.2 SC1128擴(kuò)頻通信芯片及收發(fā)電路簡(jiǎn)介

        SC1128芯片是面向電力線載波通信市場(chǎng)而開(kāi)發(fā)研制的專用擴(kuò)頻調(diào)制/解調(diào)器電路。由于采用了直接序列擴(kuò)頻、數(shù)字信號(hào)處理、直接數(shù)字頻率合成等新技術(shù),因此該電路應(yīng)用在電力線通信方面具有較強(qiáng)的抗干擾及抗衰減性能。SC1128芯片內(nèi)部集成了擴(kuò)頻/解擴(kuò)、調(diào)制/解調(diào)、D/A轉(zhuǎn)換和A/D轉(zhuǎn)換、內(nèi)置電子表、輸出驅(qū)動(dòng)、輸入信號(hào)放大、看門狗、工作電壓檢測(cè)以及與單片機(jī)(MCU)串口通信等功能。該芯片在小型多功能應(yīng)用系統(tǒng)中可以起到降低系統(tǒng)成本并提高系統(tǒng)功能的作用。

        SC1128芯片組成的收發(fā)電路框圖如圖2所示,信號(hào)由電力線經(jīng)耦合器、帶通濾波器和前級(jí)放大器進(jìn)入SC1128芯片。經(jīng)過(guò)處理后通過(guò)功率放大器和耦合器發(fā)送至電力線上,完成信號(hào)在電力線上的發(fā)送和接收。框一為耦合線圈,它可將框三中發(fā)射的信號(hào)耦合到電力線;又可將電力線上接收的信號(hào)耦合到框二�？蚨䴙榍凹�(jí)接收電路,它將接收的信號(hào)經(jīng)濾波、放大后,送入SC1128的一級(jí)運(yùn)算放大器(13腳)進(jìn)行處理�？蛉�