1.2 病床呼叫发展状况

呼叫系统已经从问世发展到现在，应用方面已经相当成熟。国内的许多呼叫系统公司发展已经相当成熟。而医院也要迎合新世纪信息化时代的发展，也需要从传统的人力管理方式转变为信息化、电子化高科技管理方式发展。“无线病房呼叫系统”可以实现上述的部分高科技管理方式，新型的呼叫方式将为病人以及医院都带来便利，且提高治疗质量。

现如今市场上大概只有三成的医院拥有成熟先进的新型呼叫系统。而当前市场上售卖的呼叫系统，型号类型各种各样，功能也是不尽相同，但是笼统地可以分为有线和无线两种。传统上的有线性呼叫系统，存在着许多缺点，通电线、信号接收发送线，各种线路拆分安装导致安装线路极多，同时故障多发。而新型的无线呼叫系统由于采用无线信号传输，故而可以克服以上问题。

1.3 病房无线呼叫研究内容

本设计中使用的主要方案是使用STC89C52微控制器来控制NRF24L01芯片，并基于二者的结合实现无线呼叫。NRF24L01是一种工作频率位于2.4GHz频段的芯片，兼具功耗低传输稳定的优点。主机在接收数据后进行处理并在液晶上显示数据，从机主要是对距离数据进行采集，经过52单片机处理后，再使用NRF24L01无线通信模块实现数据的无线传输，主机接收并由微控制器处理，在LCD1602显示器上显示数据结果。本设计采用的STC89C52微控制器，此单片机有如下优点：

·  系统安全可靠

·  系统容易构建，可以快捷地实现指定功能

·  系统容易调整，性价比高

本系统的主要和从属部分都基于STC89C52微控制器。

2 无线呼叫方案设计

    本无线病床呼叫系统按照功能划分为主机和从机两部分。其中关键的无线呼叫模块采用NRF24L01接收发送信号。主机主要工作是处理数据和显示数据，及控制声光报警器报警，而从机主要工作是采集病床数据并进行传输。发射接收距离最多可达100m。主要工作流程：从机传输数据到主机，主机接收到数据后将其显示在LCD屏上，并且控制报警模块发出报警，护理人员在听到报警后则可以按下主机上的呼叫键取消报警。NRF24L01芯片具有自动重新发送和自动检验数据功能，而且自身可以自动应答回复，不用占用MCU工作量。

本无线呼叫系统共有六个模块：中心控制模块、按键电路模块、收发数据模块、显示模块、报警模块和电源模块。结构框图如图：

图2-1 医院病床无线呼叫系统结构框图

3 无线收发芯片简介

3.1 无线收发数据模块

此模块主要由NRF24L01芯片及其相关组合电路组成。NRF24L01芯片是一种单向收发芯片，可以通过SPI将数据写入芯片，每秒可写入的数据最多为10Mb,每秒可传输的数据最多可为2Mb，可以自动应答数据并自动发射数据。而且该芯片功耗低，自身带有空闲模式和掉电模式更加节能。

3.1.1 NRF24L01概述　 

NRF24L01是一款新型独立芯片（RF收发器），工作频率高达2.5GHz。 该芯片包括晶体振荡器电路的倍频器，功率放大器和其他功能模块。 NRF24L01消耗较少的电力。当功率为-6dBm时，电流消耗仅为9mA，在接收模式下仅消耗12.3mA。它在空闲模式和省电模式下更节能。

NRF24L01芯片主要特征： 

1、GFSK（高斯频移键控）调制，集成连接硬件； 

2、自动应答处理数据； 

3、芯片上自动校验数据（CRC）； 

4、数据传输速率：1Mb/s-2Mb/s；

5、SPI写入速率灵活可变，最多一秒可写入的数据为10Mb；