单片机医院无线护理系统的设计
摘 要本文介绍了一种以STC15L204EA单片机设计的医院无线护理系统。该系统有单片机系统、无线收发系统、功能开关及上位机开发等组成。该系统所用到的无线模块采用的是SI4432的芯片，利用单片机连接USB转串口与电脑上位机界面进行通讯。它不仅价格低廉，而且性能稳定。该系统的工作原理是当分机按键呼叫时，主机接收到信号并能指示灯报警，同时上位机界面显示呼叫的号码，上位机可删除呼叫过的号码。经研究表明，该系统使用方便，快捷，安全可靠，可应用于医院、餐厅、KTV等地方。在市场经济体制中，尤其是在服务行业中，更加能够省人，省钱，省时，更加能够提高企业的工作效率，提高服务形象，保证更好的经济效益。可以作为电子产品进行开发研制，并具有很好的推广价值。
目 录
1.引言 1
1.1课题背景与来源 1
1.2 课题意义 1
1.3 课题设计的内容和方案 2
2.系统概述 3
2.1 系统组成 3
2.2 系统的功能介绍及操作说明 3
3.硬件组成与设计 5
3.1 整体电路图 5
3.2 主控芯片单片机 6
3.3 无线收发模块 8
3.4 USB转串口模块 12
4.软件设计 17
4.1 主机程序 17
4.2 分机程序 18
4.3 上位机程序 19
5.系统测试与分析 24
5.1系统的设计过程 24
5.2模块间的调试 24
5.3系统测试达到的技术指标 27
6.总结和展望 28
6.1 论文总结 28
6.2课题展望 28
参考文献 29
附录一 30
附录二 39
附录三 48
附录四 57
致谢 59
1.引言
1.1课题背景与来源
自从有了单片机到现在大约有三十多年了，用其做出来的产品琳琅满目，产家遍布世界各地，功能更是五花八门。单片机具有着集成度高、功能强、可靠性好、体积小、功耗低、使用方便、价格低廉等
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
一系列优点，在人们工作和生活中起到着重要的作用，几乎是无处不在。单片机在应用方面正在慢慢的向工业控制和通讯等行业迅速的发展甚至到企业单位、家庭也有涉及。现在人们最常用的就是MCS51系列单片机及其兼容设备，用单片机作为通信系统的产品也越来越多。[1]
随着人们生活水平的不断提高，很多服务性行业也在蓬勃的发展，人们对这些行业的服务态度要求也越来越高，行业间的竞争也越来越激烈，很多的服务型企业跟不上时代发展而逐渐被时代所淘汰。现在国内的很多医院使用还是有线的呼叫系统，一些小医院连有线的呼叫系统都没有，这严重影响医院的声誉，还给病人及病人的家属带来麻烦。有时候出现突发事件，都找不到护士。一些打完点滴了家属找不到医生，甚至直接在医院里大声的喊医生，严重影响着医院安静的环境，破坏病人静养的心情。而有线的呼叫系统由于不可移动，布线复杂，不美观，难以修复等一系列的问题而渐渐跟不上服务的质量。医院急需要一款便捷、高性能的呼叫系统。[2]
1.2 课题意义
人们需求一款适用在服务行业的无线呼叫系统，要能提高人们的生活质量。对医院这些行业来说，安静的环境可以让自己更加具有竞争优势，提高了工作人员的工作效率，更能为企业节约了大量的人力，财力。对医务人员来说，方便快捷的呼叫系统的出现，也就没有人在大声的喧哗，维持了医院的良好及安静的环境，及时的给病人带来所需要的服务。对病人及家属来说，这更加方便的为他们服务是他们乐意的，即便病人没有家属陪伴的情况下也能及时通知到。仅需按下从机上的按钮，无论是在床上、通道或是厕所，都能发送呼叫信号。护士只需要在总机旁就能够看到是哪个房间在进行呼叫。该系统的设计主要分为两部分，分别为主机和分机，它操作简单、故障率低、移动方便，使用无线呼叫器，病人也就不需要再四处寻找护士，只需按下呼叫器上按钮，护士就能及时的解决你所遇到的麻烦。安静和舒适的环境令人向往。功耗低，小型化，环保，美观，高效的无线通信系统方面的应用在医院等行业将越来越受人们的关注。[3]
1.3 课题设计的内容和方案
主要功能：
设计一个基于单片机医院无线呼叫系统，包含以下功能：
1.从机呼叫，主机能通过电脑显示从机呼叫的号码;
2.电脑上最先呼叫的号码位于最首端；
3.电脑收到从机呼叫的号码，并能删除；
4.从机与从机之间互不干扰，互不串号
2.系统概述
2.1 系统组成
整个系统共包括两个部分，分别为主机部分和从机部分。主机主要由以下模块组成分别为单片机系统、无线收发模块以及功能按键。
主机框图如图21
图21 主机系统组成框图
从机系统与主机系统相对来说比较简单，只有一个发射模块和按钮，它的框图如图22
图22 从机系统组成框图
2.2 系统的功能介绍及操作说明
本系统的特点和所能实现的功能以及具体的操作说明有：
1.当无操作时也就是病房里没有发出任何信号时，主机也就收不到任何信号，主机指示灯不亮，主机连接电脑的可视界面也没有显示呼叫的号码。
2.一旦病房有情况，也就是病房的分机按键按下时，通过无线收发模块就会发射信号，医护站的主机上就会收到呼叫的信号，主机二极管就会亮一次，提示有病人正在发出呼叫信号。
3.每个分机的地址是不一样的，不会发生分机互相间的干扰，串码现象，同时，还可以进行扩展。发射模块有四个端口是直接和单片机的功能口相连接的，通过单片机发射的高四位码和低四位码，至少会出现2的8次方种地址编码。[4]
4.电脑上可视界面可以显示呼叫的号码，当收到信号时自动显示在第一行，如果已有呼叫的号码，则已显示的号码显示在下一行。
3.硬件组成与设计
硬件设计包括整个系统的电路图，系统的主机和分机部分，还有各个模块的详细电路图和功能模块，以及一些芯片的详细材料。
3.1 整体电路图
整体电路图包括主机电路图和从机电路图，主机原理电路图如下图31所示。主机电路图就是单片机模块与无线模块的连接图，在设计中要考虑电源的要求。电源是整个系统的心脏，YB30无线模块这边要达到200mA以上的电流，电压要3到3.3V左右，因此采用3节1.5V电池为本系统供电。[5]
图31 主机电路图
经过如上电路图，进行正确的组装成的模块如图32所示
图32 模块整体示例
目 录
1.引言 1
1.1课题背景与来源 1
1.2 课题意义 1
1.3 课题设计的内容和方案 2
2.系统概述 3
2.1 系统组成 3
2.2 系统的功能介绍及操作说明 3
3.硬件组成与设计 5
3.1 整体电路图 5
3.2 主控芯片单片机 6
3.3 无线收发模块 8
3.4 USB转串口模块 12
4.软件设计 17
4.1 主机程序 17
4.2 分机程序 18
4.3 上位机程序 19
5.系统测试与分析 24
5.1系统的设计过程 24
5.2模块间的调试 24
5.3系统测试达到的技术指标 27
6.总结和展望 28
6.1 论文总结 28
6.2课题展望 28
参考文献 29
附录一 30
附录二 39
附录三 48
附录四 57
致谢 59
1.引言
1.1课题背景与来源
自从有了单片机到现在大约有三十多年了，用其做出来的产品琳琅满目，产家遍布世界各地，功能更是五花八门。单片机具有着集成度高、功能强、可靠性好、体积小、功耗低、使用方便、价格低廉等
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
一系列优点，在人们工作和生活中起到着重要的作用，几乎是无处不在。单片机在应用方面正在慢慢的向工业控制和通讯等行业迅速的发展甚至到企业单位、家庭也有涉及。现在人们最常用的就是MCS51系列单片机及其兼容设备，用单片机作为通信系统的产品也越来越多。[1]
随着人们生活水平的不断提高，很多服务性行业也在蓬勃的发展，人们对这些行业的服务态度要求也越来越高，行业间的竞争也越来越激烈，很多的服务型企业跟不上时代发展而逐渐被时代所淘汰。现在国内的很多医院使用还是有线的呼叫系统，一些小医院连有线的呼叫系统都没有，这严重影响医院的声誉，还给病人及病人的家属带来麻烦。有时候出现突发事件，都找不到护士。一些打完点滴了家属找不到医生，甚至直接在医院里大声的喊医生，严重影响着医院安静的环境，破坏病人静养的心情。而有线的呼叫系统由于不可移动，布线复杂，不美观，难以修复等一系列的问题而渐渐跟不上服务的质量。医院急需要一款便捷、高性能的呼叫系统。[2]
1.2 课题意义
人们需求一款适用在服务行业的无线呼叫系统，要能提高人们的生活质量。对医院这些行业来说，安静的环境可以让自己更加具有竞争优势，提高了工作人员的工作效率，更能为企业节约了大量的人力，财力。对医务人员来说，方便快捷的呼叫系统的出现，也就没有人在大声的喧哗，维持了医院的良好及安静的环境，及时的给病人带来所需要的服务。对病人及家属来说，这更加方便的为他们服务是他们乐意的，即便病人没有家属陪伴的情况下也能及时通知到。仅需按下从机上的按钮，无论是在床上、通道或是厕所，都能发送呼叫信号。护士只需要在总机旁就能够看到是哪个房间在进行呼叫。该系统的设计主要分为两部分，分别为主机和分机，它操作简单、故障率低、移动方便，使用无线呼叫器，病人也就不需要再四处寻找护士，只需按下呼叫器上按钮，护士就能及时的解决你所遇到的麻烦。安静和舒适的环境令人向往。功耗低，小型化，环保，美观，高效的无线通信系统方面的应用在医院等行业将越来越受人们的关注。[3]
1.3 课题设计的内容和方案
主要功能：
设计一个基于单片机医院无线呼叫系统，包含以下功能：
1.从机呼叫，主机能通过电脑显示从机呼叫的号码;
2.电脑上最先呼叫的号码位于最首端；
3.电脑收到从机呼叫的号码，并能删除；
4.从机与从机之间互不干扰，互不串号
2.系统概述
2.1 系统组成
整个系统共包括两个部分，分别为主机部分和从机部分。主机主要由以下模块组成分别为单片机系统、无线收发模块以及功能按键。
主机框图如图21
图21 主机系统组成框图
从机系统与主机系统相对来说比较简单，只有一个发射模块和按钮，它的框图如图22
图22 从机系统组成框图
2.2 系统的功能介绍及操作说明
本系统的特点和所能实现的功能以及具体的操作说明有：
1.当无操作时也就是病房里没有发出任何信号时，主机也就收不到任何信号，主机指示灯不亮，主机连接电脑的可视界面也没有显示呼叫的号码。
2.一旦病房有情况，也就是病房的分机按键按下时，通过无线收发模块就会发射信号，医护站的主机上就会收到呼叫的信号，主机二极管就会亮一次，提示有病人正在发出呼叫信号。
3.每个分机的地址是不一样的，不会发生分机互相间的干扰，串码现象，同时，还可以进行扩展。发射模块有四个端口是直接和单片机的功能口相连接的，通过单片机发射的高四位码和低四位码，至少会出现2的8次方种地址编码。[4]
4.电脑上可视界面可以显示呼叫的号码，当收到信号时自动显示在第一行，如果已有呼叫的号码，则已显示的号码显示在下一行。
3.硬件组成与设计
硬件设计包括整个系统的电路图，系统的主机和分机部分，还有各个模块的详细电路图和功能模块，以及一些芯片的详细材料。
3.1 整体电路图
整体电路图包括主机电路图和从机电路图，主机原理电路图如下图31所示。主机电路图就是单片机模块与无线模块的连接图，在设计中要考虑电源的要求。电源是整个系统的心脏，YB30无线模块这边要达到200mA以上的电流，电压要3到3.3V左右，因此采用3节1.5V电池为本系统供电。[5]
图31 主机电路图
经过如上电路图，进行正确的组装成的模块如图32所示
图32 模块整体示例
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