O 引言

醫院護理呼叫系統是現代化醫院實現信息化、現代化管理的重要組成部分，可以有效地提升醫院形象，強化機構管理，保證服務質量。如何利用先進的信息技術為醫院服務，更大程度地提高醫院的服務質量，是醫院信息化建設中的一個重要著眼點。本文設計的呼叫系統，大大降低了醫護人員的勞動強度，提高了醫院的工作效率和服務水平，增強了醫院的競爭實力，節約了管理成本，使機構管理變得更加順暢。

1 DTMF的呼叫對講系統工作原理

整個系統示意圖如圖1所示。系統的主機與分機都采用單片機控制，主機通過單總線方式與各病床相連，具有呼叫對講功能。分機呼叫主機時，接受器將分機發來的 DTMF、信號編碼成4位二進制碼送入單片機內部，主機通過解碼器接收分機并譯碼后，控制振鈴電路、LED顯示與發光二極管指示進行聲光提示，話機摘機后便可通話；主機呼叫分機時，分機接收到主機撥打的號碼后，號碼與各自所固有的號碼相比較，如果號碼相同，則接通電話機通話。本系統的走廊顯示屏可以顯示呼叫床位號，當前呼叫個數，呼叫護理級別，無呼叫時顯示實時時間。

2 DTMF信號的介紹

雙音多頻傳輸(Dual Tone Multi-Frequency，DTMF)是一種新型的撥號信息的傳輸方式，它利用兩個音頻的組合來對一個撥號鍵進行編碼，其中兩個音頻分別來自不同的頻率組：低頻組(697～941 Hz)和高頻組(1 209～1 633 Hz)，每組頻率包括4個不同的頻率，它們構成16種組合，代表了O～9，*，#，A，B，C和D鍵，如表1所示。

3 系統的硬件設計

本呼叫對講系統在機構上可分為三個區，即醫護人員值班室、走廊和病房。主機、電話機和顯示及指示屏都安裝在醫護人員值班室，走廊上安裝有LED數碼管，分機安裝在病房。系統原理框圖如圖2所示。

3．1 系統工作原理

主機是整個系統的核心，它一方面負責分機與電話機號碼的接收與發送，另一方面控制分機與電話機的接通與斷開，據病人的病情，設置特護、1級、2級三種護理級別，控制床位與時間顯示、級別與呼叫指示、摘掛機檢測電路及顯示屏的顯示等。


在系統中，分機呼叫主機時，接收器將分機發來的DTMF信號進行編碼，譯成4位二進制碼并進入單片機內部，發送器再將數據總線上的4位二進制碼譯解成 DTMF信號輸出；主機將發送的數據進行存儲；CPU的數據鎖存后通過譯碼器譯出對應的數碼與位碼，由數碼管顯示分機號碼與時間；電話機摘機應答后，CPU檢測到摘機信號，振鈴信號清除，主機與分機通話，通話完畢主機掛機。主機呼叫分機時，電話機摘機后，CPU通過DTMF解碼后接收到所撥分機號后，將此分機號發給分機；如果幾個分機同時撥打主機，主機接聽護理級別高的分機并與之通話，普通護理級別只做顯示指示處理。

3．2 系統主要硬件設計

3．2．1 DTMF信號發送電路

DTMF發送電路主要是由HT9200A／B承擔，它將主機送來的8421碼編成DTMF信號經放大處理后傳送給分機或電話機。發號電路如圖3所示。


3．2．2 DTMF信號接收電路

收號電路是將電話機送來的DTMF信號譯解成4位二進制碼，以便主機讀取。它實質是一個解碼的過程，DTMF信號的解碼主要由MT8870承擔。 MT8870與AT89C52單片機接口電路如圖4所示。

其工作原理如下：MT8870如接收到一有效的DTMF信號，EST端首先變為高電平，經積分電路使控制輸入端ST升高。若ST端電平低于門限電平時，MT8870內部的4位二進制代碼保持不變，STD端保持低電平；若ST端高于門限電平，MT8870內部的4位二進制代碼被更新，STD輸出由低電平變為高電平，向AT89C52發出中斷申請，通知單片機主控臺現在已有控制信息發出，AT89C52接到中斷申請后，送到MT8870的STD，STD 端做出相應的反映，并通過P0．O～PO．3讀取MT8870的譯碼數據，根據譯碼數據內容相應控制顯示器、發光二極管等的顯示及指示。而無效的DTMF 信號(電話線雜音、人們的語音信號等)或DTMF信號連續失真是不會引起MT8870的STD端變化的。

3．2．3 摘、掛機檢測電路

電話機在待機狀態下，40V直流電源是供電話機線路板使用的工作電壓。實際上摘機后電話機兩端電壓只需6～12V左右，剩余電壓都落在電話機遠程通信線路上了。本裝置由于線路很近，其阻值很小，因此設置有恒流源電路來代替電話機的遠程通信電路的高電阻值。這就是如圖5所示的摘、掛機電路。

由R1，R2，Q1，D1組成恒流源電路，其電流為(VD1-VBE1)／R2，該電流經D2，D3，D4正向穩壓產生2．1V的電壓給GDl光電耦合器提供發光能源，待機狀態(掛機)下電話機的HUAJI1和HUAJI2節點開路，恒流源電路和光耦電路均不工作，光耦截止，經U1A，UlB輸出高電平；工作狀態(摘機)下電話機的HUAJI1和HUAJl2節點形成通路，恒流源電路和光耦電路開始工作，光耦左側電流為(VD2+VD3+VD4- VGD1)／R3=(O．7+O．7+O．7-1．8)／120=2．5 mA，滿足光耦工作條件(1～50 mA)，其內部發光二極管發光，光電三極管導通，經U1A，U1B輸出低電平?？梢?，摘機和掛機能分別使U1B輸出不同的電平，以便使單片機區別出電話機的摘掛機狀態。恒流源電路使得電話機在摘機狀態下的工作電流始終保持在(VD1-VQBE1)／R2=(12-O．7)／1．5=7．5 mA，滿足電話機正常工作條件。單片機通過檢測INTl的高低電平來判斷摘掛機。

3．2．4 語音通話電路

圖6是主機向分機發送通話信號的放大電路，采用LM386低電壓音頻功率放大器。

4 結語

本文的研究主要側重于設計一個實用、低成本的病房護理呼叫對講系統，應該說通過一系列的努力已經達到了設計目標。但是對醫院護理呼叫系統的研究是一個不斷向前發展的課題，因此需要在此基礎上進一步研究，力求使系統更加完善，增加如廣播功能、語音報號功能、輸液完畢警告等功能。