基于NRF24L01病床無線呼叫系統(tǒng)

史旭丹

摘 要：無線病房呼叫系統(tǒng)是一種廣泛應用于社區(qū)醫(yī)療中心、鄉(xiāng)鎮(zhèn)醫(yī)院、養(yǎng)老院，方便病人聯系醫(yī)護人員的遠距離呼叫系統(tǒng)，能夠有效的提高醫(yī)院服務水平。本設計通過NRF24L01無線傳輸模塊通過從機實時采集病床的床號發(fā)送給主機，當主機接收到來自從機發(fā)送的信號時，蜂鳴器發(fā)光二極管發(fā)出聲光報警信號，提醒有病人呼叫，醫(yī)護人員按下主機的呼應鍵即可取消對應的呼叫。實現遠距離的信息傳輸。

關鍵詞：NRF24L01; STC89C52單片機; 無線病床呼叫

中圖分類號：TP311? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ?文章編號：1006-3315（2020）1-193-001

一、項目概述

1.項目研究目標及意義

近年來，信息通訊技術不斷更新換代加上人們日常生活中的需求，醫(yī)用呼叫控制系統(tǒng)已經進入了一個新的發(fā)展階段。開始朝著智能化方向發(fā)展，大部分的呼叫系統(tǒng)雖然擁有不錯性能和多樣化的功能，但安裝維護十分不易，且價格高昂。本文設計的基于NRF2041無線病床呼叫系統(tǒng)，可廣泛應用于病人輸液、病患護理，是提高中小型醫(yī)院管理水平和服務質量的絕佳選擇。

2.發(fā)展狀況

當前醫(yī)院管理模式已經從過去的人管模式，向著信息化、電子化快速發(fā)展。目前市場上存在著多種多樣的病床呼叫系統(tǒng)，主要可劃分為有線式和無線式兩大類。市面上的呼叫系統(tǒng)以有線式呼叫系統(tǒng)為主，其需要大面積鋪設線纜，涉及成本高、安裝復雜、不適用于中小型醫(yī)院養(yǎng)老院等缺點。本課題設計的無線式病床呼叫系統(tǒng)無需布線、結構簡單、操作方便、易于維護。

二、項目總體方案設計

1.總體方案

本項目由單片機主控制器電路、按鍵模塊電路、無線發(fā)送電路、無線接收電路、LCD1602液晶顯示電路、聲光報警電路和電源電路[1]七個部分組成。

2.主要功能

本課題由主機和從機構成。采用NRF24L01無線通信模塊，該模塊在2.4Ghz無線頻率上進行數據傳輸。本設計的實現形式為：當主機接收到從機發(fā)送的請求信號時，主機蜂鳴器和發(fā)光二極管發(fā)出聲光報警，監(jiān)護人員可以查看LCD顯示器上顯示的病床序號，并通過主機上的呼應按鍵關閉對應的呼叫。NRF24L01模塊具有自動重發(fā)的功能，能夠有效避免無線傳輸中無線信號丟失，信號干擾造成的意外事故。

三、項目軟件設計

1.主程序流程圖

1.1從機發(fā)送部分。從機發(fā)送部分的整個程序循環(huán)是：首先初始化配置NRF24L01模塊的CE和CONFIG寄存器設置其為發(fā)送模式，病床序號數據由STC89C52單片機采集并寫入發(fā)送數據寄存器，設置發(fā)送地址。最后通過NRF24L01將病床序號數據發(fā)送給主機，數據發(fā)送完畢后若發(fā)送堆棧為空，進入空閑模式。反之重新初始化進行下一次發(fā)射。

1.2主機接收部分。接收部分的總體思路如下：首先初始化配置NRF24L01模塊的CE和CONFIG設置其為接收模式，然后進入循環(huán)等待RX_DR中斷標志位置高。若接收到信號，IRQ變低，單片機就從接收寄存器讀取二進制數據，然后將數據轉換成十進制后在LCD1602液晶上顯示出來。

2.子程序設計

2.1無線發(fā)射模塊軟件設計。首先進行初始化操作，初始化包括設置單片機I/O和SPI相關寄存器兩部分其可以和nRF24L01通信。通過SPI總線配置射頻芯片使其進入正確的工作模式。發(fā)射數據時，首先將NRF24L01配置為發(fā)射模式。隨后將待發(fā)送數據的目標地址TX—ADDR和數據TX—PLD寫入NRF24L01緩沖區(qū)，延時后發(fā)射數據。

2.2無線接收模塊軟件設計。接收數據時，首先將nRF24L01配置為接收模式。接著延遲進入接收狀態(tài)等待數據的到來。當接收方檢測到有效地址和CRC時，就將數據包儲存在接收堆棧中，同時狀態(tài)寄存器中的中斷標志位RX—DR置高，產生中斷使IRQ引腳變?yōu)榈碗娖?，以便通知MCU去取數據。

參考文獻：

[1]江琳.基于NRF24L01的簡易病房呼救系統(tǒng)設計與實現[J] 電腦知識與技術：經驗技巧，2017

[2]史贊旸，李明達，方飛.基于單片機的智能溫室溫濕度控制系統(tǒng)的設計與實現[J]信息系統(tǒng)工程，2016（4）：44-44

[3]賀思婷，馬銘，許曉容.無線溫度采集預警系統(tǒng)設計[J]智能建筑，2017（11）：62-64