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病房呼叫系统论文
摘要
本设计的主要目的是实现一个当医院发生紧急情况时，病房之中又有多个病人需要护理的一个优先级别的电路。
用于医院病房需要呼叫具有优先级别的呼叫系统。
当有病人进行呼叫时，系统会自动先处理具有优先级别的病房的编号，同时产生光信号和声音信号。
另外在产生信号的同时系统会显示呼叫病人的病房编号。
这样医护人员可以根据呼叫信号的优先级别及时对每一位呼叫病人进行救治。
其中，医院可以对病人的病情的进行编号，病情最严重者具有最高级别的优先权，依次降低。
此呼叫系统的使用能让医院出现紧急状况时临危不乱，不仅使医护人员能够对病人的病情有一定的了解，还能对病人的突发情况进行及时有效治疗，让救护工作紧张有序的进行。
同时，医院可以在有本系统的情况下，更加合理有效的安排值班的医护人员，为医院节省大量人力、物力、财力。
本设计的指导思想是设计一个当病人紧急呼叫时，产生声光提示，并显示病人编号；然后根据病人病情进行优先级别设置，当有多人呼叫时，病情严重优先；医护人员处理完当前最高级别的呼叫后，清除已处理的最高级别的呼叫信号，系统按优先级别显示其他呼叫病人的编号。
本题目选择的目的是为了更好的为病人进行护理工作，对病情严重优先处理。
本设计主要是采用数字、模拟电路的一些基础原件来完成，结构简单，安装方便，价格低廉来完成病房紧急呼叫系统，当有多个呼叫时，病情严重的优先。
此设计能让普通的乡村医院使用，价格便宜，节约人力、财力资源，能更好的体现医院的本质---救死扶伤，为人民大众服务。
关键词：
74LHC148优先编码，由74LS248译码，555_TIMER_RATED,数码管
1绪论...........................................................4
1.1病房呼叫系统的研究背景........................................4
1.2病房呼叫系统的研究现状........................................5
1.3病房呼叫系统的研究意义........................................6
2方案设计........................................................7
2.1方案一.........................................................7
2.2整体设计思路...................................................7
2.3整体设计流程...................................................7
3课程设计过程....................................................7
3.1模块分配......................................................7
3.1.1指示灯显示模块................................................7
3.1.2优先显示模块..................................................8
3.1.3呼叫模块.....................................................14
4课程设计综合介绍................................................16
4.1整体设计实现...................................................17
5总结............................................................18
参考文献...........................................................19
1绪论
信息时代的医院管理已经从传统的人管理的模式向智能化、信息化、电子化、网络化的高科技管理的模式方向迅猛发展。
病房呼叫系统可实现对讲、呼叫、监听、广播、群呼、响铃、求救报警、信息贮存。
这样就为医院和患者都带来了方便。
病床呼叫系统是病人请求值班医生或护士进行诊断或护理的紧急呼叫工具，可以将病人的请求快速传递给值班医生或护士，是提高医院和病室护理水平的必备设备之一。
临床呼叫求助装置是传送临床信息的重要手段，关系病员安危，本设计是传统的有线呼叫系统。
传统的有线呼叫系统历来受到各大医院的普遍重视，它的优点是简便可行，方便可靠，几乎不受外界的任何干扰，所以此产品也受到医院及病人的认可，有一定的竞争力，使用范围广泛[9]。
1.1病房呼叫系统的研究背景
在这个瞬息万变、竞争激烈的时代，选择一个优越的工具往往能提升企业在这个市场上的竞争力。
尤其医院的竞争越来越激烈，商业医院的生存是第一位的，提升档次和服务质量迫在眉睫，陪护问题一直是医患矛盾的主体，也是长期困扰卫生系统服务质量的大问题，使用病房呼叫系统，方便病人更快找到医生，以节约病人的宝贵时间。
系统主要用于医院、门疹、养老院等场所。
可大大降低护理成本，增强护理的及时性和有效性，而且无需布线、安装极其简便。
以前当病人需要服务时就不得不亲自到值班室去叫。
安装该呼叫系统后，在病人与护士之间架起一座及时沟通的桥梁。
使用呼叫服务系统可在减少护理人员的同时，保证病员随时能够得到服务，让每个病人及时得到最佳保护。
病房呼叫管理系统在全国大型医院病房中都有广泛的应用，它便于病人方便快捷的呼叫护士，缩短人工呼叫的时间。
当今病房呼叫系统正在逐步的向智能化发展，它可以和录像机一起使用，当病人按下开关时，在护士值班室的大屏幕上能打开该病房，以此护士能观察到该病人的需要。
并且，可以安装一个对讲机，能够使病人和护士进行对话。
信息时代的医院管理已经从传统的人管模式，向智能化，电子化，信息化，网络化的高科技管理模式的方向迅猛发展，“病房呼叫系统”可实现医院病房的
智能化管理，可实现呼叫，报警，信息储存，显示等功能。
为医院和患者都带来方便。
1.2病房呼叫系统的研究现状
随着全球老龄化进程的加快，全球生存环境的恶化。
以及人类对健康关注的增加，医疗行业正快速膨胀。
由于医疗行业的客户是患者，医疗行业比任意一个行业需要提高客户满意度。
患者希望得到最佳质量的护理和服务，他们的生命就掌握在服务提供者的手里，所以他们提出要求的苛刻程度超过其他任何客户。
如何更好的满足患者的要求，提高患者的满意度，是从事医疗行业的所有管理人员应该思考的问题。
呼叫系统由一批服务人员组成的服务机构，通常利用计算机通讯技术，处理来自企业、顾客的电话垂询，尤其具备同时处理大量来话的能力，还具备主叫号码显示，可将来电自动分配给具备相应技能的人员处理，并能记录和储存所有来话信息。
如果病房床头或卫生间的病人由于某种原因按呼叫按钮，护士站的主机就发出声光报警信号同时LED屏幕上就会显示呼叫病人的床位号，此时护士看到显示的床位号。
可以按下响应键通知病人呼叫成功，并对LCD显示的呼叫信息清除，以备其他呼叫显示。
该系统具有很强的实用性，一般的中小型医院的住院部都有几个到几十个病房不等，还有的可能病房不在一座楼上，MAX485的传输数据的距离可达数千米，利用MAX48典型的一个以客户服务为主的呼叫中心可以兼具呼入与呼出功能，当处理顾客的信息查询、咨询、投诉等业务的同时，可以进行顾客回访、满意度调查等呼出业务。
呼叫系统做的比较突出的企业如北京吉亚通信工程有限公司成立于1994年，注册资金268万美元，由香港友利电讯集团与北京吉通电信有限公司投资兴办，是国内最早涉足计算机通信集成（CTI）和呼叫中心（CallCenter）领域，专业从事系统建设和开发的企业之一。
1.3病房呼叫系统的研究意义
随着人们对医疗设施及服务要求的提高，为解决护理站护士到病室内进行治疗护理时，听不到其他病室患者呼叫的蜂鸣声，而造成危急患者得不到及时抢救的问题。
医用无线呼叫系统，通过无线信号发射模块发出呼叫信号传输至信息处理中心，处理后发送至大屏幕显示板，显示呼叫病房、床号，同时，当病人寻呼护士站一定时间没有响应时，
系统将自动寻呼医生或者护士，并引入呼叫监督系统，从而保证患者的及时治疗，提高了医院的治疗水平及管理水平，并具有广泛推广性。
传统的病房呼叫系统采用的都是有线传输，很难做到隐蔽和美观，而且布线复杂，布线费用较高，易出故障，安装维护都不方便，抗电气干扰能力也不强，目前医院使用的病房呼叫系统多为有线呼叫系统。
无线呼叫系统没有上述缺点，安装方便，成本低，使用简单。
在人们生活水平的日益提高，特别是健康，在人们生活中的地位越来越重要的前提下，人生病时对治疗的服务要求也今非昔比，现代化的医疗设施是医院必不可少的硬件设备，医护人员与患者之间的联系也不应再是传统的方式，因此呼叫系统应运而生。
病房呼叫系统是在为提高医院管理水平和服务水平的辅助设施，该系统需要24小时连续工作，要求故障要低，性能要稳定，质量要可靠。
该病房呼叫系统是以单片机为核心，整个系统只需一条两芯屏蔽线，主机通过向各分机提供的电源线实现数据通信和语音通信，最多可容纳100台分机，采用多种软、硬件抗干扰措施，使得系统抗干扰能力强、实时性好、可靠性高、成本低。
2系统设计方案：
2.1方案一
1）.用1~5个开关模拟5个病房的呼叫输入信号，:
5号优先级最高；5~1优先级依次降低；
2）.用一个数码管显示呼叫信号的号码；没信号呼叫时显示0；又多个信号呼叫时，显示优先级最高的呼叫号（其它呼叫号用指示灯显示）；
3）.凡有呼叫发出呼叫声，并在医护人员手动关掉蜂鸣器；
4）.对低优先级的呼叫进行存储，处理完高优先级的呼叫，再进行低优先级呼叫的处理（附加）。
2.2整体设计思路
根据设计要求，我们将设计分为几个模块来设计，分别为：
指示灯显示模块，优先显示模块，呼叫模块。
2.3整体设计流程
（1）整体流程图
3课程设计过程
3.1模块分配
3.1.1指示灯显示模块
将病房呼叫信号输入到发光二极管中，使发光二极管发光。
如图
（2）：
（2）指示灯指示模块
3.1.2优先显示模块
由设计要求，数码管要显示优先级最高的病房的呼叫信号，所以我们须得对病房呼叫信号进行选优。
出于设计考虑，优先级最高为5，然后为4，依次到1，开关输入从74HC148DW的D1~D6口输入。
如图（3）所示：
（3）优先选择模块
此电路由模拟开关、优先编码器74HC148，译码器74LS248、非门74LS04和数码管等组成。
模拟开关初始状态为全高电平。
将模拟开关的所有输入端,EI接高电平Vcc.74HC148的输出A0、A1、A2分别接入译码器74LS48的A,B,C；D接地。
译码器74LS248的输出A---G对应接共阴数码管的a---g。
非门74LS04当输入0输出1，当输入1输出0，以此来触动优先编码器74LS148工作。
非门74LS04引脚和功能表如图（4）所示：
图（4）非门74LS04引脚和功能表
利用优先编码器74HC148使电路实现5为最高优先级然后为4，依次到1。
优先编码器74LS148的引脚和功能表如图（5）所示：
图（5）优先编码器74LCH148的引脚和功能表
译码器74LS248对输入信号进行译码，驱动数码管工作，并显示所编译的数字。
译码器74LS248功能图如图（6）所示。
74LS248的功能表
74LS248数码管
图（6）译码器74LS48功能图
数码显示器是用来显示数字、文字或符号的器件，现在已有多种不同类型的产品，广泛应用于各种数字设备中，目前数码显示器件正朝着小型、低功耗、平面化方向发展。
数码的显示方式一般有三种：
第一种是字形重叠式，它是将不同字符的电极重叠起来，要显示某字符，只须使相应的电极发亮即可，如辉光放电管、边光显示管等。
第二种是分段式，数码是由分布在同一平面上若干段发光的笔划组成，如荧光数码管等。
第三种是点阵式，它由一些按一定规律排列的可发光的点阵所组成，利用光点的不同组合便可显示不同的数码。
数字显示方式目前以分段式应用最普遍，图（6）表示七段式数字显示器利用不同发光段组合方式，显示0～15等阿拉伯数字。
在实际应用中，10～15并不采用，而是用2位数字显示器进行显示。
其七段数字显示器发光组合图如下所示，它是通过74LS248对其A.B.C.D.E.F.G段二极管的明暗进行控制，最后使得其显示出一定的数字模式，如图（7）所示：
图（7）七段数字显示器显示数字
数码管引脚如图（8）所示：
图（8）数码管引脚
3.1.3呼叫模块
利用74LS30，555_TIME_RATED集成时基电路组成脉冲启动型多谐振荡电路，产生一定频率信号驱动蜂鸣器呼叫。
电路如图（9）所示：
图（9）呼叫模块
与非门74LS30当有一个输入0，其输出1，触动555_TIME_RATED工作。
与非门74LS30引脚如图（10）所示
图（10）与非门74LS30引脚
555电路是一种常见的集模拟与数字功能于一体的集成电路。
只要适当配接少量的元件，即可构成时基振荡、单稳触发等脉冲产生和变换的电路，其内部原理图如图（11）所示，其中
（1）脚接地，
（2）脚触发输入，（3）脚输出，（4）脚复位，（5）脚控制电压，（6）脚阈值输入，（7）脚放电端，（8）脚电源。
555集成电路功能如表3.12.1所示。
表3.12.1：
低*
高
高
高
×
×
<1/3
>1/3
×
>2/3
<2/3
<2/3
低
低
高
原状态
导通
导通
截止
原状态
注：
1.（5）脚通过小电容接地。
2.*栏对CMOS555电路略有不同。
图3.12.2是555振荡电路，从理论上我们可以得出：
振荡周期：
...........................…….....3.12.1
高电平宽度：
..........................…….....3.12.2
占空比：
=
............................................…......3.12.3
蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。
我们本次设计就是用这种设备来模拟，它的外形常见的又以下几种，一般呈圆柱状，下面两针长短不同，长的就为正极，短为负极，我们只要在正负极加上正向电压其便可以发出声响。
4课程设计综合介绍
整体原理图
4.1整体设计实现
仿真方法介绍：
此电路我们需要仿真的东西不多，首先将各个模块连接到一起后,注意检查各个部分是否连接正确和连接端是否连接好。
注意我们所需要的芯片参数是否正确，电解电容的极性是否连接正确，在测试看看各管脚的电平是否符合我们理论上达到的值，同时观察各个集成器件的各个管脚的电平变化情况，以及数码显示器的显示是否正确.如有不正确的就将其逐个问题解决了再进行后面的调试，直到所有问题都解决了为止。
本次仿真使用了MUltisim12.0
仿真时，首先触发一个病人信号，看是否产生声、光报警，并且蜂鸣器声音响，数码管是否显示对应的病人编号；直到完成了此功能，进行下一向调试。
下一向调试触发多个病人信号，同样看是否产生声、光报警，并且蜂鸣器声音响，数码管是否显示最优先的病人编号；如能完成此功能那么它是正确的。
本设计整体功能如下：
（1）当病人按下呼救信号按钮，呼救灯亮，同时显示病人编号，蜂鸣器发出呼救声，等待医护人员来护理。
（2）按照病人的病情划分出优先级别，有多个病人同时呼救时，系统优先显示最高级别的呼救编号。
（3）当医护人员处理完最高级别呼救后，把该病房开关关闭，系统按优先等级显示下一个优先级高的病人编号。
5总结
本次课程设计，我按要求设计出了所有要求的功能。
能在数码管上按优先级显示1到5的病房号，蜂鸣器呼叫。
当无输入时无显示。
当有多路输入时，显示最高级病房号，多路的病房指示灯全亮。
本设计是为在病人紧急需要时能很快进行救治的呼叫系统,增强医护人员更好的监护病人。
此系统的优点特色在于可以设立呼叫优先等级而不是单纯的病人呼叫，这样避免在有多个病人同时呼叫时，医护人员不知道应该先救治哪个。
利用本系统设立呼叫等级后，当有多个呼叫信号时，呼叫系统会自动先显示最高级别的的呼叫，使病情严重的病人得到优先救治。
这样让所有病人都能够获得救治，这种由医院根据病人病情设立的具有呼叫等级的系统系统可有效控制因病人突发病情而医护人员却未能及时救治导致病人病情严重甚至死亡的严重后果。
同时这种病情严重者优先的呼叫系统也体现了人性的美德和医院救人的精神。
本次的设计期间有遇到一些问题：
1、在设计初期对于优先模块，我没有按照1到5从高到低的优先级，而是做成1到5从低到高的优先级。
2、在最后的运行时，接上电源后蜂鸣器一直鸣叫，然后我就在与非门的输出信号到555的连线上加一个开关，当医护人员发现有呼叫就把开关关掉
经过本次设计，深化了对各种门电路、触发器以及芯片的认识，熟悉了multisim软件的使用。
同时，逻辑思维以及信息检索的能力也得到了很大的提高。
谢辞
在本次论文设计过程中，王俊义老师对该论文从选题，构思到最后定稿的各个环节给予细心指引与教导,使我得以最终完成毕业论文设计。
其中还得到众多老师的关心支持和帮助。
在此，谨向老师们致以衷心的感谢和崇高的敬意！
论文的顺利完成，也离不开其它同学和朋友的关心和帮助。
在我弄不懂的时候我请教了这方面比较懂的同学，他们的认真指导让我最终完成了课设。
在整个的论文写作中，同学和朋友积极的帮助我查资料和提供有利于论文写作的建议和意见，在他们的帮助下，论文得以不断的完善，最终帮助我完整的写完了整个论文。
另外，要感谢在大学期间所有传授我知识的老师，是你们的悉心教导使我有了良好的专业课知识，这也是论文得以完成的基础。
最后，我要向百忙之中抽时间对本文进行审阅，评议和参与本人论文的各位老师表示感谢。
参考文献
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