基于CAN总线的医疗呼叫系统设计与实现

论文摘要

医用呼叫系统是现时国内医院中非常需要的一种应用电子设备,具有相当的社会意义和重要的实用价值。所运用的医用呼叫系统既要考虑到医院的整体环境,又要有很好的实用性以及装饰性。它为病人和医护人员之间搭建起一个信息沟通的快速通道,使病房病员在紧要时可得到及时的治疗。本文论述了一种医疗呼叫系统的设计方案和实现方法。系统采用目前比较流行的工业现场总线CAN来完成病房患者呼叫控制器与医生所在的医护室主控之间的通信。文中给出了该系统的软硬件设计原则和通信协议。设计中解决了远端按键信号传输问题以及系统的低功耗等问题。本系统的硬件采用主从结构,由主机与从机两部分组成。从机实现病员呼叫功能,主机实现报警、LED显示和USB通信功能。主、从机都设计了信号发送接收电路。系统采用SJA1000作为CAN控制器,PCA82C250作为CAN总线收发器实现CAN通信电路的设计,从站的现场环境中采用DS18B20作为温度传感器。整个系统以单片机STC89C52为核心。由单片机控制的继电器来选择某一从机以进行语音信号的传输。软件上采用C51进行编程。系统采取了实时查询方式;显示部分采用MZLH04液晶显示模块,可以动态显示病房号、病床号;利用DS1302时钟芯片实现万年历功能;并采用24C02芯片存储系统的常用设置数据。在设计中,经过原理图设计、PCB设计与制版、元器件焊接和编程调试等过程,最后对系统进行了整体联机测试。结果表明,系统各功能模块工作状态良好,整个系统设计达到了预期的目的。本系统具有硬件简单,程序调试容易,功能强,可靠性高,功耗低,安装方便等特点,具有很强的实用价值。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第1章 前言
• 1.1 课题的背景及意义
• 1.2 课题研究概述及发展趋势
• 1.3 本课题研究的内容
• 1.4 论文的章节安排
• 第2章 CAN 总线技术规范及系统总体设计
• 2.1 CAN 总线的基本概念
• 2.1.1 CAN 的工作原理
• 2.1.2 CAN 总线的分层结构
• 2.1.3 CAN 总线的报文传送和帧结构
• 2.1.4 错误类型和界定
• 2.1.5 位定时与同步
• 2.2 系统总体设计
• 2.2.1 系统技术指标
• 2.2.2 系统总体设计方案
• 2.2.3 系统工作过程
• 2.3 本章小结
• 第3章 系统硬件平台设计
• 3.1 主控电路设计
• 3.2 CAN 通信接口电路
• 3.2.1 SJA1000 CAN 控制器
• 3.2.2 PCA82C250 CAN 总线驱动器
• 3.2.3 6N136 高速光耦
• 3.2.4 CAN 通信接口设计
• 3.3 系统主要模块电路
• 3.3.1 温度检测模块电路
• 3.3.2 时钟信号模块电路
• 3.3.3 显示模块电路
• 3.3.4 语音模块电路
• 3.3.5 报警电路
• 3.3.6 电源电路
• 3.4 PCB 设计制作
• 3.5 本章小结
• 第4章 系统软件设计
• 4.1 软件设计开发环境
• 4.2 系统软件总体框图
• 4.3 系统初始化
• 4.3.1 单片机初始化
• 4.3.2 CAN 控制器初始化
• 4.4 主程序模块
• 4.5 子程序模块
• 4.5.1 CAN 通信程序模块
• 4.5.2 温度采集程序模块
• 4.5.3 语音提示程序模块
• 4.5.4 键盘扫描程序模块
• 4.6 本章小结
• 第5章 系统调试及结果
• 5.1 CAN 节点通信调试
• 5.2 语音模块调试及设置
• 5.3 主机和从机的整体调试
• 5.4 本章小结
• 第6章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 攻读学位期间公开发表的论文
• 附录
• 致谢