基于无线传感网络的医院用呼叫系统的设计与研究

金光飞 何胜军 屈峰浩 白炳锋 钱卫明 袁振宏 张君昊

摘要：随着科技的进步与发展，人们对医疗水平的要求除了对医生的诊断水平有要求之外，对护士的服务水平和快速响应能力的要求也越来越高。目前，绝大部分医院用的病房呼叫系统是采用传统的有线呼叫系统。传统的有线呼叫系统，护士只能在护士站或过道等设置了呼叫装置的位置处才能够收到病房的呼叫请求，故无法随时随地的收到病房请求并在第一时间做出响应。这不仅会导致不符合医院服务的要求，如3甲医院要求护士在5分钟内要赶到病人旁边，甚至会贻误病情，造成严重后果。本系统通过基于基站和终端所搭建的无线传感网络，能够较好地兼容现有的有线呼叫系统，从而使得医护人员能够及时地对患者的呼叫请求进行接收并响应。

关键词：医院;呼叫系统;无线传感网络

一、项目背景

就浙江省而言，现有各大医院约1687家，通过调研，其中的絕大多数所采用的的呼叫系统均为传统的有线呼叫系统。该种有线呼叫系统，通常是在病房与护士站之间布设通信设备，从而使得患者在病床处的呼叫能够较佳地传达至护士站处。护士站处的医护人员在收到呼叫请求时，能够及时作出回应并前往处理。该种有线式的呼叫系统因摆放位置固定，故局限性很大。例如，在护士站处的护士外出前往患者处时就不能够很好地接收到其余患者的呼叫请求。

虽然现有市面上也出现了一些基于WiFi的无线呼叫系统的产品，但因其信号网络是基于局域网概念，故而存在成本高、传输距离较短、信号穿透能力极差、性能不稳定等缺点。

二、项目目标

基于现有医院用无线系统所存在的诸多弊端，本文作者致力于研究出一套全新的医院用呼叫系统，并能够达到下述的目的：

1、能够摆脱线路及安装位置的限制，使得医护人员能够随时随地的接收病患的呼叫请求并作出响应;

2、能够很好地兼容医院现有的无线呼叫系统，使得两个系统能够并存运行。

三、项目方案

本文中通过基站与终端之间建立的无线传感网络来实现上述的项目目标。如图1所示，为本文中的系统的示意图。

结合图1所示，本文中的呼叫系统包括用于与医院呼叫系统进行通信的基站以及多个终端，所述多个终端与基站共同构建无线传感网络;基站用于接受医院呼叫系统处的呼叫信息并发送给所述多个终端。通过本文中的呼叫系统，能够在现有的医院无线呼叫系统的基础上增加一套额外的无线呼叫系统。通过采用医护人员携带终端的方式，使得医护人员能够无论在何时何地都能收到任意病房的呼叫与请求，从而较佳地避免了护士不在护士站或者是在其他病房服务时收不到其它病房的呼叫请求的问题。

本文中的基站包括基站主控单元和基站无线通信单元，基站主控单元用于对医院呼叫系统处的呼叫信息进行处理，基站无线通信单元用于实现基站与所述多个终端间的一对多通信。从而能够较佳地实现基站与终端间的通信。

本文中的终端包括终端无线通信单元、终端主控单元、供电单元、显示单元、第一指示灯、确认按键和第二指示灯，终端无线通信单元用于与基站无线通信单元进行配合，终端主控单元用于对基站处发送的呼叫信息进行处理并产生用于发送给显示单元的显示指令和用于发送给第一指示灯的第一指示指令，供电单元用于提供终端的工作电源，显示单元用于在收到显示指令时对呼叫信息进行显示，第一指示灯用于在收到第一指示指令时点亮，确认按键用于向终端主控单元发送确认指令，终端主控单元能够在收到确认指令时控制第一指示灯熄灭、第二指示灯点亮，同时向基站进行反馈，基站能够在收到反馈信息时控制停止向其余终端发送呼叫信息。通过上述设置使得，使得医护人员能够较佳地收到呼叫信息并及时作出响应。

本文中，基站主控单元和终端主控单元均基于STM32F103TZET6芯片进行设计。通过采用意法半导体公司的STM32F103TZET6芯片，能够根据芯片自身定义的无线网络群搭建基站与终端间的无线传感网络，从而成本较低且便于实现。另外，基于该种方式所搭建的无线传感网络，使得每一个终端都有一个独立的地址和频道，从而能够较佳地提高系统的稳定性。

本文中，基站无线通信单元和终端无线通信单元均基于nRF905芯片加以实现。通过利用nRF905芯片的基于433MHz频道的2.4G信号，使得信号的传输能够具有较佳的穿透性，从而，能够较佳地保证信号的传输的实时性和稳定性。另外，由于该技术在现有中的运用非常成熟，故而技术上易于实现。

本文中的系统在具体使用时，患者能够通过病床处的医院呼叫系统进行呼叫，之后医院呼叫系统能够将呼叫信息发送至基站处，之后基站能够将收到的呼叫信息发送至所有的终端处，之后医护人员能够在相应终端处对收到的呼叫信息进行响应。

其中，终端在收到呼叫信息时能够通过显示单元显示呼叫信息并控制第一指示灯亮起。医护人员能够通过按下相应终端的确认按键对呼叫信息进行响应，同时终端主控单元控制该终端处的第一指示灯熄灭，第二指示灯亮起，并将响应指令发送给基站，基站控制其余终端停止动作。通过上述设置使得，使得医护人员能够较佳地收到呼叫信息并及时作出响应。

四、项目结论

通过上述的设计使得，终端能够被医护人员随身携带，故而能够随时随地的接收到患者的呼叫请求，估计能够较佳地提升医护人员的工作效率，并能够很大程度地降低了护士工作过程中的人为性出错概率。另外，由于本文中所提出的系统能够很好地兼容医院现有的有线呼叫系统，故而其在实际推广运用时，不需要拆除既有的无线呼叫系统，从而能够很好地得到推广，且不会因新系统的布置而导致医院呼叫系统的缺失和瘫痪。

本文属于项目原创记录。

（作者单位：衢州职业技术学院）