史旭丹

摘 要：无线病房呼叫系统是一种广泛应用于社区医疗中心、乡镇医院、养老院，方便病人联系医护人员的远距离呼叫系统，能够有效的提高医院服务水平。本设计通过NRF24L01无线传输模块通过从机实时采集病床的床号发送给主机，当主机接收到来自从机发送的信号时，蜂鸣器发光二极管发出声光报警信号，提醒有病人呼叫，医护人员按下主机的呼应键即可取消对应的呼叫。实现远距离的信息传输。

关键词：NRF24L01; STC89C52单片机; 无线病床呼叫

中图分类号：TP311           文献标识码：A       文章编号：1006-3315（2020）1-193-001

一、项目概述

1.项目研究目标及意义

近年来，信息通讯技术不断更新换代加上人们日常生活中的需求，医用呼叫控制系统已经进入了一个新的发展阶段。开始朝着智能化方向发展，大部分的呼叫系统虽然拥有不错性能和多样化的功能，但安装维护十分不易，且价格高昂。本文设计的基于NRF2041无线病床呼叫系统，可广泛应用于病人输液、病患护理，是提高中小型医院管理水平和服务质量的绝佳选择。

2.发展状况

当前医院管理模式已经从过去的人管模式，向着信息化、电子化快速发展。目前市场上存在着多种多样的病床呼叫系统，主要可划分为有线式和无线式两大类。市面上的呼叫系统以有线式呼叫系统为主，其需要大面积铺设线缆，涉及成本高、安装复杂、不适用于中小型医院养老院等缺点。本课题设计的无线式病床呼叫系统无需布线、结构简单、操作方便、易于维护。

二、项目总体方案设计

1.总体方案

本项目由单片机主控制器电路、按键模块电路、无线发送电路、无线接收电路、LCD1602液晶显示电路、声光报警电路和电源电路[1]七个部分组成。

2.主要功能

本课题由主机和从机构成。采用NRF24L01无线通信模块，该模块在2.4Ghz无线频率上进行数据传输。本设计的实现形式为：当主机接收到从机发送的请求信号时，主机蜂鸣器和发光二极管发出声光报警，监护人员可以查看LCD显示器上显示的病床序号，并通过主机上的呼应按键关闭对应的呼叫。NRF24L01模块具有自动重发的功能，能够有效避免无线传输中无线信号丢失，信号干扰造成的意外事故。

三、项目软件设计

1.主程序流程图

1.1从机发送部分。从机发送部分的整个程序循环是：首先初始化配置NRF24L01模块的CE和CONFIG寄存器设置其为发送模式，病床序号数据由STC89C52单片机采集并写入发送数据寄存器，设置发送地址。最后通过NRF24L01将病床序号数据发送给主机，数据发送完毕后若发送堆栈为空，进入空闲模式。反之重新初始化进行下一次发射。

1.2主机接收部分。接收部分的总体思路如下：首先初始化配置NRF24L01模块的CE和CONFIG设置其为接收模式，然后进入循环等待RX_DR中断标志位置高。若接收到信号，IRQ变低，单片机就从接收寄存器读取二进制数据，然后将数据转换成十进制后在LCD1602液晶上显示出来。

2.子程序设计

2.1无线发射模块软件设计。首先進行初始化操作，初始化包括设置单片机I/O和SPI相关寄存器两部分其可以和nRF24L01通信。通过SPI总线配置射频芯片使其进入正确的工作模式。发射数据时，首先将NRF24L01配置为发射模式。随后将待发送数据的目标地址TX—ADDR和数据TX—PLD写入NRF24L01缓冲区，延时后发射数据。

2.2无线接收模块软件设计。接收数据时，首先将nRF24L01配置为接收模式。接着延迟进入接收状态等待数据的到来。当接收方检测到有效地址和CRC时，就将数据包储存在接收堆栈中，同时状态寄存器中的中断标志位RX—DR置高，产生中断使IRQ引脚变为低电平，以便通知MCU去取数据。

参考文献：

[1]江琳.基于NRF24L01的简易病房呼救系统设计与实现[J] 电脑知识与技术：经验技巧，2017

[2]史赞旸，李明达，方飞.基于单片机的智能温室温湿度控制系统的设计与实现[J]信息系统工程，2016（4）：44-44

[3]贺思婷，马铭，许晓容.无线温度采集预警系统设计[J]智能建筑，2017（11）：62-64