基于单片机的病床呼叫系统的设计与实现

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系统介绍：

病床呼叫系统是医疗设施中的重要组成部分，旨在帮助病人在需要时快速呼叫护理人员。然而，传统的病床呼叫系统存在一些问题，如布线复杂、维护成本高等。本文提出了一种基于单片机的病床呼叫系统设计与实现方案，旨在解决传统系统存在的问题。

在该系统中，采用了单片机作为主控制器，利用其低成本、低功耗、高可靠性等优势。患者可以通过病床上的按钮发出呼叫信号，单片机接收到信号后，通过WiFi无线通信技术将呼叫信息发送给护理人员的监护室的显示屏。护理人员收到呼叫信息后，可以及时响应并提供服务。

通过实际测试和应用，取得了良好的结果。该系统极大地简化了病床呼叫系统的布线，降低了维护成本，并且提高了响应速度和服务效率。同时，由于采用了单片机技术，系统具有较高的稳定性和可靠性，可以长期稳定运行。因此，本文提出的基于单片机的病床呼叫系统设计与实现方案在提高医疗服务效率和患者护理质量方面具有重要的实际意义。

整体架构

该系统由STM32单片机、按键模块、OLED显示屏模块组成、LED灯模组、蜂鸣器模组、WIFI模组等。本系统以上位机为核心，通过无线通信模块和微控制器进行通信。

系统的整体框图，如图2.1所显示。

图2.1 系统整体框图

从技术结构上讲，该体系可分为感知层、网络层和应用层三个层次。

1.感知层：是由各个传感器和传感器网关构成，其主要任务是对病床上的呼叫信号进行实时的获取，并与其它的传感器进行数据交换，并通过持续的感测来完成该系统的主要功能。

2.网络层：是利用WIFI通信的形式对检测到的病房呼叫信号进行编码、认证和传输，反馈到应用层，形成同步感知，实时同步检测病房呼叫信号。

3.应用层：提供该系统上位机部分，实时检测病房呼叫信号，也可以手动调节系统相关功能。

硬件电路设计

单片机电路设计

病床呼叫系统是一种医学装置，当患者要求得到医务工作者的协助时，可以向其发送信息。以STM32F103C8T6为核心的病床呼叫系统在实际应用中应充分考虑系统的稳定性、可靠性及实用性。下面是对STM32F103C8T6单片机引脚的描述：

PA0-PA7：它们都是GPIO管脚，可以用来与各种各样的外设和感应器相连。在设计病床呼叫系统时，可以用来连接按钮、指示灯等。

PB0-PB7：与PA0-PA7相似，也是GPIO引脚，用于连接外部设备。

PB8-PB11：这些引脚也是GPIO引脚，用于连接外部设备。

NRST：复位引脚。在重启系统时，请连上重启按钮。

PC13-PC15，PA13，PA14：这些引脚也是GPIO引脚，用于连接外部设备。

VCC，GND，PA8，PA9，PA10：GND是地，VCC是正极，PA8-PA10是GPIO引脚。

PA11：USB DM引脚，用于USB通信。

PA12：USB DP引脚，用于USB通信。

在设计病床呼叫系统时，根据需要选择适当的引脚用于连接按钮、指示灯、蜂鸣器等外部设备，并根据系统需求配置GPIO的输入输出模式和中断。同时，保持系统的电气和信号完整性，以确保系统的稳定性和可靠性。

图 3.1 STM32 F103C8T6管脚图

 按键模块电路设计

本系统中按键模块电路设计图如图3.2所示，所述按键管脚的两端间距较大，其预设为接通状态，而所述距离较短的预设为断开状态，若按压所述按键，则所述初始接通状态为断开；最初的截止状态变成了接通。因为机械点的弹力，所以在关闭时不会立即平稳地打开，关闭时也不会立即关闭，所以在关闭与关闭的瞬间都会有一系列的颤动。振动的长度取决于键的机械性能，通常在5毫秒至10毫秒之间。键盘的稳定关闭时间取决于操作者的键盘动作，通常在零点一到几秒之间。按键的抖动可能导致错误的键被多次读取。为保证单板机只完成一次操作，需要对其进行去抖。

按键去抖可分为硬件去抖和软件去抖两种。为了简化电路，一般都是通过软件去抖。我们的主板也是使用了软件去抖，