基于ZigBee的无线病房呼叫系统主控中心的硬件设计

摘要

病房呼叫系统是病人与值班医生通信的基本手段，占据着重要的位置。对于古老的病房呼叫系统来说，几乎都是采用有线方案，有线方案一般存在布线苦难，不便于安装和维修，而且有线方案不具备移动呼叫功能，使很多病人延误了救治的良机，即使那些已经应用无线通信技术的病房呼叫系统，也往往存在功能相对单一，不能满足现代化的要求。因此，一种新型的无线病房呼叫系统有待研发以用来改善这些缺点。
　　 首先，本文分析了我国医院对病房呼叫系统的实际需求，针对医院所需的安全性、稳定性、灵活性、低功耗、成本等因素设计了本文的无线病房呼叫系统的总体解决方案。该方案克服了传统有线方案中无法方便的增加或减少系统节点，具有病人可随身携带及方便使用的特点，可以提高医护人员的工作效率及对病人的服务水平，保证了病人的安全。我们使用无线通信技术ZigBee做为病房呼叫系统的通信技术。并使用广泛应用的ARM9做为中心处理器。处理器芯片采用三星公司的S3C2410，该芯片接口丰富、功能强大满足系统要求。无线收发芯片则采用基于ZigBee协议的CC2420芯片。并在系统中加入了网络功能，通过网络可以方便的实现医院领导对中心护士站的窦时监控，以及对中心数据的实时查阅。网络芯片选用了常用的CS8900网络芯片，方便了软件的开发与升级。系统丰富了显示接口，使用了美国ADI公司生产的高速视频数模转换芯片ADV7120，作为LCD转VGA接口的转换芯片，系统可以同时支持VGA显示和LCD显示，满足了应用需求。
　　 对系统采用模块化设计，便于开发和升级，主要包括2.4GHz无线通信模块、Flash存储模块、电源模块，按键模块，USB传输模块、VGA显示模块、网络模块。模块之间即能独立的完成自己的功能又可以通过CPU紧密结合。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 课题研究目的与意义

1.2 国内外研究现状及发展趋势

1.2.1 病房呼叫系统国外现状与发展趋势

1.2.2 病房呼叫系统国内现状与发展趋势

1.3 课题主要研究内容

第2章 系统相关技术概述

2.1 ZigBee技术概述

2.1.1 典型短距离无线数据网络技术比较

2.1.2 ZigBee短距离无线通信标准

2.1.3 CC2420/2430典型ZigBee芯片介绍

2.2 ARM处理器概述

2.2.1ARM处理器应用领域及特点

2.2.2 ARM处理器系列与结构

2.2.3 ARM处理器的应用选型

2.2.4 系统主控芯片S3C2410简介

2.3 本章小结

第3章 系统核心硬件设计

3.1 无线病房呼叫系统总体设计

3.2 系统核心硬件电路设计

3.2.1 电源电路的设计

3.2.2 复位电路设计

3.2.3 NandFlash存储模块设计

3.2.4 SDRAM模块电路设计

3.3 本章小结

第4章 系统功能模块硬件设计

4.1 LCD及VGA显示模块设计

4.1.1 LCD接口模块设计

4.1.2 VGA接口模块设计

4.2 按键电路设计

4.2.1 按键工作原理

4.2.2 键盘电路硬件设计

4.3 UART异步串行接口模块设计

4.3.1 串行通信原理

4.3.2 串口通信硬件电路设计

4.4 USB模块设计

4.4.1 USB总线介绍

4.4.2 USB接口硬件设计

4.5 以太网控制器模块设计

4.5.1 CS8900A芯片简介

4.5.2 以太网硬件电路设计

4.6 ZigBee无线传输模块设计

4.6.1 CC2420简介

4.6.2 无线通信模块电路设计

4.7 本章小结

第5章 系统PCB板的可靠性设计

5.1 系统PCB板的干扰性分析

5.2 通过布局抑制干扰

5.3 通过布线抑制干扰

5.4 本章小结

结论

参考文献

附录

攻读硕士期间所发表的学术论文

致谢