基于PLC的病房呼叫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

針對傳統(tǒng)病房呼叫系統(tǒng)存在的不足，本文設(shè)計(jì)了一款基于PLC的病房呼叫系統(tǒng)。當(dāng)病人通過按鍵請求醫(yī)護(hù)人員幫助時(shí)，病房呼叫系統(tǒng)將相關(guān)請求信息通過電力載波傳輸給上位機(jī)系統(tǒng)，醫(yī)護(hù)人員根據(jù)當(dāng)前請求信息給予病人相應(yīng)的幫助。

本文根據(jù)病房呼叫系統(tǒng)實(shí)際功能需求對病房呼叫系統(tǒng)硬件電路進(jìn)行設(shè)計(jì)。系統(tǒng)硬件電路主要由電源模塊、電力載波發(fā)送模塊、電力載波接收模塊、時(shí)鐘模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊、呼叫按鍵模塊、串口模塊和看門狗模塊等組成，其整體硬件電路如圖1所示。

圖１病房呼叫系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖

文中設(shè)計(jì)的系統(tǒng)有效解決了傳統(tǒng)病房呼叫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、施工難度大、擴(kuò)展能力差等問題。當(dāng)病人需要醫(yī)護(hù)人員幫助時(shí)，病人通過病房呼叫系統(tǒng)將呼叫請求信息傳輸給相應(yīng)的主治醫(yī)生或護(hù)士，主治醫(yī)生或值班護(hù)士接收到請求信息后，通過病房呼叫系統(tǒng)給予相應(yīng)的應(yīng)答，從而穩(wěn)定病人情緒，提高醫(yī)療整體服務(wù)水平。

病房呼叫硬件電路主要由以下功能模塊組成，分別為電力載波發(fā)送模塊、電力載波接收模塊、電源模塊、串口模塊、人機(jī)交互模塊等。

對于任何一套系統(tǒng)，電源模塊整體穩(wěn)定性決定了系統(tǒng)整體可靠性和穩(wěn)定性。由于系統(tǒng)體積限制和實(shí)際功能需求，本文設(shè)計(jì)了一款高性能開關(guān)穩(wěn)壓電源。該電源選用美國POWER公司開發(fā)的TOP224Y芯片作為電源主控芯片，其電路如圖2所示。

圖２開關(guān)電源設(shè)計(jì)電路

開關(guān)穩(wěn)壓電源工作原理如下：220V交流電源經(jīng)過整流橋和濾波電容輸出波動(dòng)的直流電源，該電源直接輸出給TOP224Y芯片的漏極引腳，TOP224Y芯片導(dǎo)通，電源電壓通過變壓器Q20初級線圈與源極形成回路，Q20次級線圈輸出電源電壓，同時(shí)系統(tǒng)利用整流二極管和濾波電容對輸出的電源電壓進(jìn)行整流濾波處理。為了保證開關(guān)電源輸出穩(wěn)定的電源電壓，本系統(tǒng)采用變壓器次級線圈對輸出的電源電壓進(jìn)行采樣，當(dāng)采集電壓大于12V時(shí)，光耦發(fā)光體導(dǎo)通，TOP224Y芯片關(guān)閉漏極引腳，從而降低開關(guān)電源輸出的電壓大小。由于變壓器初級線圈具有儲能作用，其在TOP224Y高頻開關(guān)過程中容易產(chǎn)生較高的尖峰脈沖，為了保證系統(tǒng)能夠正常T作，系統(tǒng)設(shè)計(jì)了由電阻R28、電容C32和二極管D36組成的吸收回路對尖峰脈沖進(jìn)行吸收處理，從而有效避免開關(guān)電源因尖峰脈沖造成TOP224Y芯片的損壞。