thiết kế hệ thống thông báo khẩn trong bệnh viện dùng cho bệnh nhân

ĐẶT VẤN ĐÈ
MỤC LỤC

MỤC LỤC............................................................................................................1
Cùng vói sự phát triển ngày càng mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật, các hệ
thống
hồ trợĐỀ.......................................................................................................2
việc chăm sóc bệnh nhân cũng phát triển không ngừng và đóng một
ĐẶT VAN
vai trò quan trọng trong việc nâng cao hiệu quả chăm sóc của các bác sỹ và y tá
đối
với ngưòi
VaiSÁT
trò của
cácHỆ
hệ THỐNG
thống báoVỚI
khấnYÊU
đó làCẦU
cho phép
bệnh
CHƯƠNG
1: bệnh.
KHẢO
CÁC
THỰC
TẾnhân
VÀ
báo
thông
tin

yêu
cầu
kịp
thời
khi
cần
mà
không
phải
luôn
túc
trực
cạnh
bệnh
XÂY
DựNG
CÁC PHƯƠNG
ÁN
THỰC
HIỆN.......................................................................3
nhân.
Như vậy có
nghĩa
là bệnh
nhân luôn được chăm sóc mà không phải yêu
cầu lượng phục vụ nhiều. Nó làm cho việc chăm sóc bệnh nhân đỡ mệt mỏi hơn.
I. MÔ HÌNH CHUNG CỦA CÁC HỆ THỐNG BÁO KHẨN......................3
Hiện CẦU
nay, ởĐỐI
các nước

tiên tiến,
hệ thống BÁO
báo khẩn
choCHO
bệnh CÁC
nhân BỆNH
là một
YÊU
VỚI CÁC
HỆ THỐNG
KHẨN
VIỆN
Ở
VIỆT
hệ thống bắt buộc. Hệ thống này nó có cấu hình rất đa dạng từ chức năng tối
thiểu đến phức tạp. Ví dụ như các hệ thống cho phép bệnh nhân khi bấm nút yêu
NAM...............................................................................................................
cầu4 thì thông tin đó sẽ được truyền lên phòng y tá, để được thông báo chỉ bằng
âm thanh hay ánh sáng. Nhưng cũng có hệ thống phức tạp hơn như cho các
thông
yêuPHƯƠNG
cầu từ bệnh
sẽ được
được
thông báo bằng máy tính, các cuộc
III. tin
CÁC
ÁNnhân
THIÉT
KẾ HỆ

THỐNG.........................................5
gọi được lưu trữ lại dùng cho mục đích quản lý, hệ thống có chức năng liên kết
vóiIV..............................................................................................................................................
các mạng bên ngoài. Hoặc có nhũng hệ thống cho phép bệnh nhân và y tá cóP
HƯƠNG ÁN THIẾT KỂ CỦA ĐỀ TÀI NÀY................................................6
thể đàm thoại trực tiếp... Các hệ thống nhập ngoại được lắp đặt ở các bệnh viện
lớn của Việt Nam hiện nay thường chỉ có cấu hình tối thiểu. Bên cạnh đó, khi
CHƯƠNG 2: XÂY DỤNG PHƯƠNG THỨC GIAO TIẾP GIỮA CÁC PHẦN
ứng dụng vào các bệnh viện do nhà sản xuất xa noi sử dụng nên một số tính
năng vẫn còn chưa phù họp, gây ra những khó khăn trong quá trình triển khai,
vận hành và bảo dưỡng.
II.

Hệ thống báo khẩn cho bệnh nhân được thiết kế và chế tạo dựa trên những
tiến bộ khoa học kỹ thuật và công nghệ cao của một số nước trên thế giói. Ở
nước ta, việc thiết kế chế tạo hệ thống báo khấn vẫn còn khá mới mẻ, cho dù đã
có một số vị đon khảo sát nhưng chưa đưa ra được một hệ thống hoàn chỉnh có
cấu hình phong phú nào, để chế tạo, sản xuất, và thương mại hóa rộng rãi. Các
bệnh viện và cơ sở y tế trong nước phải nhập hệ thống này này từ các hãng sản
xuất nước ngoài vói giá thành rất đắt, nhưng hiệu quả đầu tư không cao. Việc
nghiên cứu, thiết kế hệ thống báo khấn cho bệnh nhân là vô cùng cần thiết nhằm
đáp ứng chiến lược quốc gia về trang thiết bị y tế phục vụ nhu cầu trong nước.
21


CHƯƠNG 1: KHẢO SÁT CÁC HỆ THỐNG VỚI YÊU CẦU
THỰC TẾ VÀ XÂY DƯNG CÁC PHƯƠNG ÁN THựC HIỆN

I. MÔ HÌNH CHUNG CỦA CÁC HỆ THỐNG BÁO KHẨN
Nhiệm vụ của hệ thống báo khẩn là truyền thông tin từ noi yêu cầu đến

nơi xử lý yêu cầu nhanh nhất có thế. Đối vói hệ thống báo khấn dùng cho bệnh
nhân thì noi yêu cầu là bệnh nhân, còn nơi xử lý yêu cầu là y tá, bác sỹ, và
người nhà bệnh nhân. Việc sử dụng các hệ thống báo khấn cho phép giảm bót
việc phải thường xuyên phải túc trực cạnh bệnh nhân của ngưòi chăm sóc.

Phòng Bệnh nhân

Phòng Bác sỹ

Phòng Y tá trực

Hình 1: Hệ thong báo khan trong bệnh viện
Đe đưa ra một mô hình chung của một hệ thống báo khẩn chúng tôi đã
khảo sát các mô hình báo khẩn cho bệnh nhân của nước ngoài. Thấy rằng:
Những phần tử bắt buộc phải có đó là giao diện bệnh nhân, mạng truyền thông
tin, khối xử lý trung tâm và thiết bị báo hiệu. Tùy theo cấu hình phức tạp hay
đon giản mà một số phần tử có cấu trúc khác nhau, và có thể thêm vào hay bỏ
bót đi.

Thông tin yêu cầu cũng có thể được xử lý khác nhau như hiển thị bằng
bảng LED (bên cạnh có dán số hiệu vị trí) và báo âm thanh (với nhạc hiệu khác


Từ các phân tích trên ta có thể thấy mô hình chung của một hệ thống báo

áặnh nhãn
Hình 2: Mô hình chung của các hệ thống háo khấn
II. YÊU CẦU ĐÓI VỚI CÁC HỆ THỔNG BÁO KHẢN CHO CÁC
BỆNH VIỆN Ở VIỆT NAM
Đe thực hiện đề tài này chúng tôi đã đến một số bệnh viện như: Bệnh viện

Việt Tiệp Hải Phòng, bệnh viện Bạch Mai Hà Nội, bệnh viện Bưu Điện, ... để
tiến hành khảo sát các điều kiện thực tế. Dựa vào các kết quả khảo sát thu được
chúng tôi nghiên cứu xây dựng hệ thống Báo khấn dùng cho bệnh nhân vói các
tiêu chí: Thuận tiện cho ngưòi sử dụng, tin cậy, giá thành hạ, dễ dàng nâng cấp,
dễ dàng sửa chữa và bảo dưỡng và trong thiết kế sẽ ứng dụng các công nghệ số
tiên tiến. Đe việc thiết kế đặt các mục tiêu đề ra, chúng tôi đã tống kết một số
yêu đối với hệ thống Báo khấn của bệnh viện như sau:

• Yêu cầu từ phía bệnh nhân: Có thế gọi Y tá, Bác sỹ, Người nhà khi cần
thiết ngay tại giường bệnh bằng nút bấm, có thể đàm thoại vói các y, bác
sỹ khi cần. Giao diện phải thuận tiện, tin cậy, dễ dàng trong khi sử dụng.

• Yêu cầu từ phía y tá: Xác định được bệnh nhân ở giường nào, phòng nào
gọi, có khả năng đàm thoại với từng bệnh nhân, thuận tiện trong công việc
đáp ứng các cuộc gọi.
4


III. CÁC PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG
Qua phân tích các yêu cầu cũng như các điều kiện thực tế ở Việt Nam đối
với hệ thống Báo khẩn, chúng tối đưa ra cấu trúc của hệ thống sẽ bao gồm các
khối sau đây:

• Khối giao diện bệnh nhân: Cho phép bệnh nhân thông báo khi có yêu cầu.
Khối báo hiệu của một phòng bệnh nhân có các chức năng: Tập trung các
yêu cầu của bệnh nhân trong phòng đó, báo bằng đèn sáng tại cửa phòng
khi trong phòng có yêu cầu. Trong thực tế khối này còn có yêu cầu là có
khả năng giúp bệnh nhân đàm thoại trực tiếp vói bác sỹ hoặc y tá trực để
trao đổi hoặc họi các vấn đề quan tâm trong quá trình điều trị.

• Khối báo hiệu y tá: Báo hiệu cho y tá biết được vị trí phòng, giường và
yêu cầu của bệnh nhân. Và đàm thoại với bênh nhân một cách riêng biệt,
nhằm mục đích nhắc nhở hoặc trả lòi bệnh nhân trong quá trình theo dõi
khi cần thiết.
Các khối có thế liên kết với nhau theo phưong thức không dây hoặc có dây.
Hê thống dùng dây:
•

Có cấu hình dạng Bus: Với cấu hình này thì các trạm tại phòng bệnh nhân
được nối với nhau theo một trục và nối tói trạm Trung tâm. Ưu điếm của hệ
thống này là việc lắp đặt ít phức tạp. Vói mục đích chỉ báo thông tin yêu cầu
thì hệ thống này rất phù họp. Tuy nhiên, khi hệ thống này nâng cấp lên khả
năng có thể truyền thoại thì yêu cầu kỹ thuật phức tạp hon các hệ thống
khác.

•

Có cấu hình dạng Sao: Vói cấu hình này thì các trạm tại phòng bệnh nhân
được nối trực tiếp tói bộ Trung tâm. Ưu điếm của hệ thống này các phòng
hoạt động độc lập vói nhau. Khi nâng cấp thêm tính năng thoại cho hệ thống
rất dễ dàng. Tuy nhiên hệ thống này lại phức tạp khi triển khai và rất cồng
5


IV. PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ CÙA ĐỀ TÀI NÀY
Sau khi tiến hành các tìm hiếu công nghệ, thử nghiệm vói các modul chức
năng nhỏ chúng tôi đã so sánh và đưa ra một cấu hình của hệ thống có tính khả
thi nhất. Cấu hình có các tính năng và ưu điểm sau như:
• Sử dụng cả hai loại nút bấm cố định và nút bấm di động (không dây).
• Báo được vị trí có yêu cầu (báo sáng tại phòng bệnh nhân và báo vị trí

giường và phòng bằng đèn LED chỉ số). Có khả năng thiết lập mức độ ưu
tiên của từng vị trí giường bệnh nhân.
• Có khả năng đàm thoại giữa bệnh nhân và bác sỹ một cách dễ dàng.
• Có khả năng mở rộng đế nâng cao một số tính năng như; Quản lý cơ sở
dữ liệu các thông tin yêu cầu về thời gian - số cuộc nhỡ trên máy tính PC.

Hình 3: Mô hình cấu trúc của BKFET_NURSECALL
Trong hệ thống này chúng tôi dùng cấu hình mạng sao cho các nút bấm ở
trong phòng, tại mỗi phòng và bàn y tá trực tích họp các modul cho phép đàm
thoại theo công nghệ số, và cấu hình mạng bus cho các bộ gộp dữ liệu tại đầu
phòng. Hoạt động của hệ thống có thế mô tả như sau:
6


CHƯƠNG 2: XÂY DựNG PHƯƠNG THỨC GIAO TIẾP GIỮA
Quá
trình
Đối
trảvói
lời:
nútSau
bấm
khikhông
có dữ
dây,
liệudo
vị
trí
chuyến
không

cố bộ
định
gộp
nên
sử
chò’
dụng
gọi
12đến
bit
đế
bus
chung.
Tại
trạm
trung
tâm,
thông
tincần
yêu
cầu
sẽlên,
được
xử
lýsẽđể
báo
hiệu
vị địa
trí
CÁC

PHẦN
TỬ
mã
chỉ
hoa
của yêu
mình.
ID của
nút
khi
bấm
Trong
đóchỉ
8 bít
chođầu
phép
là địa
chiếm
tương
bus
ứng
nócủa
sẽđưa
bộ
gửigộp
dữ
và loại
cầuVà
cho
y nhân

tá đó.
trựcđược
biết.địa
Và
thông
tin
này
có chỉ
thếdụng
tiếp tục
được
lên
đầu
liệu
lên
bít
trung
sauvà
tâm.
tương
trạm
vóigộp
số hiệu
đã gửi
củadữ
nútliệu
trong
cuộc
phòng
gọi đó.

thường
Các lên
nút mà
chỉ
máyphòng,
tínhtrạm
đế4lưu
trữ
xử Khi
lýứng
tiếp.
truyền được
không
nhận thông
được tín
tin cho
hiệubộ
đáp
gộpứng
nàotừđónút
khiấn8 bít
khiđầu
ngưòi
có giá
chăm
trị tương
sóc đến
ứng(không
vói 8
CÁC

LIÊN
KẾT
B KFET_NƯRSEC
ALL
nhận
được
đáp
ứngliệu:
chămCÓ
sócTRONG
khi có yêu
cầu), thì hệ thống
sẽ hủy cuộc goi đó
ĐịnhI. dạng
của
dữ
Yêu của
cầu dữ
đàm
thoại:
Khi bệnh nhân có nhu cầu đàm thoại, hệ thống sẽ tụ’
Định dạng
liệu
trả lời:
động xử lý phân phối tài nguyên để cho phép kết nối một kênh đàm thoại hai
Sau khi các nút được kích hoạt thì các giá trị ID này được phân giải có thể
Trong
đó:
bằng phần mềm (nút cố định), và bằng phần cứng vơi nút bấm không dây để
tách lấy giá trị cần thiết. Giá trị đó sẽ được tống hợp để chuyến tiếp.

III. LIÊN KẾT GIỮA TRẠM GỘP VÀ TRẠM TRUNG TÂM
Gửi thông tin vị trí yêu cầu
Hình 4: Các loại liên kết chính trong hệ
thống

Trong hệ thống BKFET_NƯRSECALL, trạm trung tâm liên kết với tất cả
Trong hệ thống BKFET_NURSECALL có 2 liên kết chính:
các trạm gộp thông qua một bus chung. Các trạm gộp được định sẵn một địa chỉ.
Dữ liệu được truyền nối tiếp trên bus. Đe tránh xung đột trong quá trình truyền
nhận thông tin và do đặc trưng của hệ thống chúng tôi dùng mô hình hỏi và trả
Do modul đàm thoại được tích họp luôn trên trạm gộp nên không tách ra
lời.
Thông tin đàm thoại
thành một liên kết. Các liên kết này có phưong thức trao đối thông tin khác nhau
và tuân theo các chuẩn hỗ trợ giống nhau và khác nhau. Chúng em sẽ trình bày
* Quá trình hỏi: Trạm trung tâm liên tục gửi lần lưọt địa trị của các trạm lên bus
Tín hiệu thoại được bộ biến đối tương tự - số lấy mẫu liên tục và truyền
Định
dạng
của dữ
hỏi:
song công giữa
hailiệu
trạm
(trung tâm và trạm gộp đầu phòng ) sau khi liên kết cho
II. LIÊN KẾT GIỮA NÚT BÁM VÀ TRẠM GỘP ĐÀU PHÒNG
phép đàm thoại được thiết lập. Sử dụng một bít phụ (bit số 9 để xác định đây là
dữ liệu cuộc gọi hay dữ liệu thường). Tín hiệu thoại được thực hiện nén sơ bộ
bằng

toán nhân
xấp xỉcótuyến
tính hóa
đoạn
saubấm
khi lấy
Đe bệnh
thể thông
báo từng
yêu cầu
thìtheo
bệnhchuấn
nhân Aphải
mộtmẫu
nút
Trongthuật
đó:
trực
và trước
khi truyền
đi. Dữ Nút
liệu đàm
nhậntrong
được được
tách
bấm tiếp
ở gần
giường
bệnh nhân.
bấm thoại

cho dạng
bệnh sốnhân
hệ thống
bỏ
các dữ liệu địa chỉ đicó
kèm
nénNút
và bấm
chuyến
qua và
bộ không
biến đối
số - tương
BKFET_NURSECALL
hairồi
loạigiải
đó là:
có dây
dây.

Định dạng của dữ liệu:

10
978


CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CỦA CÁC MODUL

I. CÁC MODUL PHẦN CỨNG CÓ TRONG B KFET_NƯRSECALL
Để thực hiện các chức năng của hệ thống, BKFET_NƯRSECALL có các

modul phần cứng (phân chia theo chức năng) sau:
• Giao diện bệnh nhân: Có các nút bấm không dây và nút bấm có dây.
• Giao diện Y tá: Bóng đèn báo đầu phòng, bảng LED chỉ thị số hiệu, và
loa.

• Khối đàm thoại: Cho phép số hóa và giải số hóa các tín hiệu thoại.
• Gộp yêu cầu tại đầu phòng: Bộ gộp.

11


* Sơ đô khôi của trạm trung tâm.

12


II. MODƯL TRUYỀN NHẬN KHÔNG DÂY
Để truyền phát tín hiệu RF, hệ thống sử dụng tần số 315 MHz, đây là tần
số dân sinh (Cục tần số cho phép khai thác miễn phí). Tần số này sẽ không bị
ảnh hưởng bởi các thiết bị khác, và cũng không ảnh hưởng tói sức khỏe ngưòi
bệnh.

Các nút bấm không dây chúng tôi sử dụng một mạch điều chế phát sóng
* Mạch khối phát:

Mạch phát (Transmitter Circuit)

HT12E
Mạch mã hóa địa chỉ

Hình 5: Bộ phát tín hiệu không dây
Đe nhận được tín hiệu cao tần truyền đi, dùng một modul thu cộng hưởng
với tần số 315MHz, độ nhạy thu -103dBm đến -105 dBm. Sử dụng một IC giải
điều chế RF0088M. Sau khi tách được tín hiệu thì tín hiều này sẽ được đưa qua
một IC giải mã chuyên dụng PT2272 đế xác định xem dữ liệu gửi đến có phải là
cho nó không (đúng địa chỉ chưa). Tín hiệu từ khối này sẽ được truyền tói IC
Mạch khối thu:

Mạch thu (Receiver Circuit)
Mạch giải mã địa chỉ
Hình 6: Bộ thu tín hiệu không dây
13


III. MODƯL CÔNG SUẤT ĐIỀU KHIỂN ĐÈN ĐẦU PHÒNG
Được lắp đặt tại phòng phía trên cửa phòng bệnh nhân. Khi có yêu cầu từ
một trong các bệnh nhân ở trong phòng thì nó sẽ điều khiến cho một bóng điện
mầu nhấp nháy, báo hiệu là trong phòng đó có yêu cầu. Đèn này sẽ nhấp nháy
tói khi yêu cầu được đáp ứng hoặc hết thời gian thông báo (hủy yêu cầu).
Đèn được điều khiển là loại đènR200
220V/50Hz, modul này sử dụng phần tử

Hình 7: Mạch nguyên lý moduỉ điều khiến đền

IV. KHỐI ĐÀM THOẠI

Đây là khối quan trọng nhất và tạo nên sự khác biệt cũng như ưu điểm nổi
bật của hệ thống này so với các hệ thống báo khấn có cấu hình tối thiểu có tại
Việt Nam. Đê thực hiện được chức năng đàm thoại giữa y, bác sỹ trực với từng
bệnh nhân, khối đàm thoại có khá nhiều các modul nhỏ thành phần. Sau đây là

một số modul chính:
Khối khuếch đại Mic
Khối khuếch đại Mic có nhiệm vụ là khuếch đại tín hiệu âm thanh thu vào
trực tiếp từ micro trước khi đi vào bộ khuếch đại thứ hai là một bộ khuếch đại
thuật toán. Khối này là một mạch khuếch đại sơ bộ tín hiệu thu từ mic, vì vậy
yêu cầu phải có hệ số khuếch đại lớn, ổn định và ít nhiễu.

Phương án khuếch đại được chọn ở đây là chúng ta sử dụng một mạch
14


R29

Hình 8: Mạch khuếch đại Mic
Trong mạch ở Hình 8, các điện trở R26, R28, R29, R32, R33 xác định
điểm làm việc tĩnh cho transistor khuếch đại. Tụ C20 nối tắt toàn bộ tín hiệu
xoay chiều tại điếm mắc trở hồi tiếp R32 xuống mass mà không làm thay đổi
mạch phân cực một chiều, vì vậy nó có giá trị khá lớn, khoảng 100uF. Tụ C16
chuyển tín hiệu đã khuếch đại sang tầng tiếp theo và cách li một chiều, vì vậy
giá trị được chọn khoảng 10uF.
Khối mạch khuếch đại đệm tín hiệu Mic
Tín hiệu thu từ Mic sau khi được khuếch đại bằng transistor đã có biên độ
lớn hơn khá nhiều nhưng vẫn chưa đủ đế đưa sang mạch lọc và biến đổi ADC.

Hình 9: Mạch khuếch đại đệm sau mạch khuếch đại Mic
Mạch khuếch đại được chọn là một mạch khuếch đại thuật toán sử dụng
IC khuếch đại thuật toán LM358 (Hình 9). Đây là một IC khuếch đại khá phổ
biến, có đặc tuyến khuếch đại điện áp khá thắng, và đồng đều trong toàn bộ dải
âm tần. Mồi IC LM358 được tích họp 2 bộ khuếch đại riêng, rất thuận tiện cho
15

• Điện
Băng trở
thông
truyền
R24đường
và biến
trở R36 xác định mức điện áp một chiều tại đầu vào
bộ khuếch đại thuật toán. Giả thiết nếu không có các điện trở này, ta thấy tín
hiệu• raTốc
từ tụđộc xử
16 lý
cócủa
cả phần
mạchâm và phần dưong được đưa vào cửa thuận, do đặc
tính nguồn nuôi cho IC LM358 không phải là nguồn đối xứng, nên chỉ có phần
dương của tín hiệu được khuếch đại còn phần âm sẽ bị mất. Rõ ràng khi đó tín
Ớ thanh
đây, do
hiệu âm
sẽ mạch
bị méolấy
rấtmẫu
lớn. phía sau cbị giói hạn về tốc độ lấy mẫu và xử lý
Vì vậy điện trở R24 và R36 có tác dụng cộng thêm một mức điện áp một
chiều vào cửa thuận. Giá trị của chúng được chọn sao cho điện áp tại cửa thuận
luôn dương ngay cả vói tín hiệu âm nhất tói từ mạch Mic. Biến trở R36 dùng để
tinh chỉnh mức điện áp này. Giá trị của các điện trở và biến trở khá lớn (R24 =
IM, R36 = 20k) đế ít ảnh hưởng đến trở kháng của mạch.

Cặp điện trở R10 và Rll dùng để làm mạch hồi tiếp và xác định hệ số
Hình 10: Sơ đồ nguyên lýt mạch lọc tích cực Bessel
khuếch đại của mạch. Bằng việc điều chỉnh tỉ lệ giá trị của cặp điện trở này
Chúng tatacócóthế
thếdễmắc
tầng lọc
nốikhuếch
tiếp nhau
đế cho
độThực
dốc tế
lớncho
tạithấy
tần
chúng
dàngnhiều
điều chỉnh
hệ số
đại của
mạch.
số cắtkhuếch
và độ đại
gợnnày
nhỏcần
trong
thông.
Cácđại
hệ khoảng
số kl và20

k2lần.
được
tầng
có dải
hệ số
khuếch
Vìcho
vậytrong
theo bảng
công
dưói hệ
đây.số khuếch đại của mạch: Ku = 1 + RlO/Rll
thức

Nên cặp giá trị R10 = 47k, Rll = 2.2k là khá phù họp, khi đó Ku = 19,
đảm bảo cho mục đích khuếch đại. chúng ta có thể tăng, giảm tỉ lệ R10/R11 đế
tăng giảm độ nhạy của mạch khuếch đại nói riêng và toàn mạch khuếch đại Mic
nói chung.
Khối lọc thông thấp
Sau khi ra từ mạch khuếch đại đệm sử dụng bộ khuếch đại thuật toán, tín
hiệu lúc này đã có biên độ đủ lớn đế có thể biến đối ADC. Nhưng nếu chúng ta
đưa trực tiếp tín hiệu này vào bộ ADC, sẽ xảy ra hiện tượng chồng phổ khi khôi
phục lại tín hiệu. Nguyên nhân là do khi đó có cả các thành phần tín hiệu có tần
số cao đi vào bộ ADC, trong khi tốc độ biến đổi ADC là có hạn và không đáp
ứng được. Hậu quả của việc này là sẽ gây méo âm thanh tại đầu ra và trong
trường họp xấu có thế không khôi phục lại được âm thanh.
16


Hình 11: Mạch lọc thông thấp trước bộ ADC

Do không yêu cầu quá cao về chất lượng âm thanh, ở đây chúng ta chỉ sử
dụng một tầng lọc tích cực mắc theo sơ đồ mạch lọc Bessel. Bộ khuếch đại thuật
toán ở đây cũng dùng IC LM358 (Hình 11). Tần số cắt lựa chọn là 3.4kHz và
giá trị các tụ điện, điện trở được tính toán theo các công thức trên bảng.
Khối biến đổi ADC và xử lý số

Đây là khối quan trọng nhất của modul thoại có các nhiệm vụ:

• Biến đổi tương tự - số.

• Xử lý ghép các khung địa chỉ vào dữ liệu âm thanh tốc độ cao

• Truyền đi tín kiệu không đồng bộ theo chuẩn ƯART

• Nhận tín hiệu điều khiển từ các phím ấn, điều khiến chung và điều khiến
chỉ thị.

Do đó, IC vi điều khiển phải là dòng IC khá mạnh về tốc độ xử lý, về tích
họp ngoại vi để có thế đáp ứng được tốc độ lấy mẫu cao, đảm bảo chất lượng âm
thanh thu được. Vi điều khiển được chọn ỏ’ đây là vi điều khiển ATmegaló cho
modul thoại ỏ’ đầu phòng và ATmegal28 cho modul thoại ở trạm trung tâm
C17

17
18


R2

R10

C17 10uF

Hình 13: Mạch DAC dùng sơ đồ thang điện trở
Mạch DAC ở đây được lắp theo sơ đồ thang điện trở sử dụng hai loại điện
trở R và 2R. Đe đảm bảo độ chính xác cho mạch, chúng ta sử dụng điện trở
chính xác và tạo ra điện trở 2R bằng cách ghép nối tiếp hai điện trở R. Bằng
cách này, toàn bộ mạch DAC sẽ rất đồng đều và đảm bảo khôi phục âm thanh
trung thực nhất.

Hình 12: Mạch lọc thông thấp trước khi khuếch đại công suất

19


■ị
•

1
1Ck

RESEf"

?

này có
tác dụng
nối vàTÂM
làm phắng các mức
VI.Khối

MODUL
TRẠM
TRUNG
vosstín
ũflhiệu lượng tử ra từ bộ *
• ••• •••••••••
DAC chỉ đơn giản gồm một điện trở R và một •tụ• điện c. Giá trị của R và c được
tính toán đế đảm bảo tần số cắt khoảng 3.4kHz.
Trạm trung tâm có chức năng là giao tiếp với các trạm gộp, giao tiếp vói
máy tính, và lưu trữ dữ liệu tạm thời. Trong thiết kế sử dụng hai IC vi điều khiển
Atmega 8515, một IC cấp dữ liệu thòi gian DS1307, một IC lưu trữ nối tiếp
Mạch của trạm trung tâm: • •••••••••
PEN
RXDOPDI
2••
P|
0 MOS1
RXDO
TXDQP
DO
XCKa'A
JNO
* I
òcăvAiN
ỊOC3BIN
T4
I
EÈg
OC3C1NTB
TS'1NT

6
10 ĩvo
Hình 14: Mạch khuếch đại công suất âm thanh
VCCR18R
ICPã'lN
T7
ssiý
PB~2
PB
313
§£*$.
Hình
15: Sơ
mạch in
Khối khuếch đại công suất
dùng
để đồ
khuếch
đại tín hiệu âm thanh ra từ
mạch DAC đế xuất ra Loa. Ớ đây ta dùng IC khuếch đại công suất LM386 đế
đảm bảo tính gọn nhẹ của mạch và cho âm thanh to, rõ ràng. Biến trở R56 dùng
ĨT2đế điều chỉnh mức cưòng độ âm thanh ra Loa.
V. TRẠM GỘP
:B’
"Ũ2
>os,
--Ti
SỖR
»-6
ISP_10

ĩ X—°ifK
Nhiệm vụ của khối này đó là nhận yêu cầu từ các nút bấm, phân giải địa
Mạch của trạm gộp đầu phòng:
^^^^

Hình 16: Anh modul trạm gộp
Hình 14 : Sơ đồ nguyên lý mạch trạm gộp đầu phòng
21
20


Hình 18: Sơ đồ mạch in

Hình 17: Sơ đồ nguyên lý của trạm trung tâm

Hình 19: Anh trạm trung tâm
VII. MODƯL BẢNG

LED HIẾN THỊ
Sử dụng bảng hiến thị LED 7 thanh đế hiến thị vị trí yêu cầu tại phòng

Y,
bác sỹ trục. Trong mạch này sử dụng LED 7 thanh loại đỏ kích thước 2x3, và
sử
dụng IC 74LS164 làm thanh ghi dịch chứa dữ liệu hiến thị. Modul này giao
1 dây là Din. Mạch của modul đèn led hiến thị:
23
22

Hình 20: Sơ đồ mạch nguyên lý

Hình 21: Sơ đồ mạch in

VIII.

Hình 22: Anh mach LED hiến thị

CHƯƠNG TRÌNH PHẤN MỀM CÙA CÁC IC

IC của trạm gộp đầu phòng
Chương trình này được viết đế nạp cho IC của trạm gộp đầu phòng. IC
24


Nguyên lý làm việc của chương trình này là: Nhận và xử lý các yêu cầu từ
các nút bấm, điều khiển các khối khác, xử lý các cuộc gọi, chuyến đối dữ liệu/tín
hiệu thoại.
IC của trạm trung tâm
Chương trình này được viết để nạp cho IC của trạm trung tâm. IC này có
nhiệm vụ giao tiếp vói các bộ gộp đầu phòng và chuyển tiếp dữ liệu cho IC giao
tiếp với PC. IC_PC dùng ở đây là ATmegal28.
Nguyên lý làm việc của chương trình này là: Tuần tự gửi lệnh cho phép
các bộ gộp đầu phòng chuyến dữ liệu yêu cầu lên. Khi nhận được dữ liệu yêu
cầu từ một modul nào đó nó sẽ chuyển tiếp tới PC. Đồng thòi phân giải địa chỉ
đó để hiển thị hoặc tắt hiển thị trên trên bảng báo số hiệu vị trí và báo âm. Trong
hệ thống có cấu hình thấp thì PC là không cần thiết.
Khi nhận được dữ liệu từ nó sẽ kiểm tra trạng thái kết nối của nó vói PC.

25

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ HÌNH ẢNH SẢN PHẨM DEMO

I. KẾT QUẢ
Sau quá trình nghiên cứu dựa trên kết quả của đề tài nghiên cưu cấp bộ
của Bộ môn CNĐT&KTYS, có bổ xung thêm tính năng đàm thoại hệ thống báo
khẩn BKFET_NƯRSECALL có các tính năng sau:
• Cho phép ghép nối 64 giường bệnh khác nhau.
• Cho phép thông báo nhiều cuộc gọi khác nhau.
II. MỘT SỒ HÌNH ẢNH

III. KẾT LUẬN

Sau thòi gian tìm hiếu nghiên cứu, nhóm đã thực hiện hết các nội dung
công việc như kế hoạch đề ra. Nhóm đã tạo ra hệ thống BKFET_NƯRSECALL
đảm bảo các tính năng như yêu cầu đề ra. Khi thử nghiệm tại phòng thí nghiệm
cho những kết quả khả quan. Hệ thống được đánh giá là có triển vọng triển khai
26


một thiết bị y tế. Đáp ứng được các yêu cầu của thực tế khi triển khai như yêu
cầu về mặt giá thành và nâng cấp các tiện ích dần dần.
Hiện nay hệ thống BKFET_NURSECALL được tích họp các tính năng
một cách mềm dẻo, linh hoạt. Hệ thống rất dễ sử dụng có giao diện thân thiện và
an toàn. Việc lắp đặt, vận hành bảo dưỡng sản phẩm cũng rất dễ dàng. Hệ thống
có một số tính năng rất hay như: Cho phép quản lý dữ liệu các cuộc gọi trên mô
hình mạng. Điều này rất thuấn lợi cho việc đánh giá chất lượng dịch vụ, cũng
như tạo cơ sở để thu phí hoạt động.
Sản phẩm BKFET_NURSECALL được phát triển dựa trên nền tảng các

công nghệ hiện đại. Các phần cứng được thiết kế trên nhưng dòng chíp vi điều
khiển mạnh. Tất cả các yếu tố đó cho phép hệ thống có tính mở cao, rất thuận lợi
khi nâng cấp sản phẩm.
Tuy nhiên, sản phấm cũng có những nhược điếm cần được đầu tư và khắc
phục. Do hạn chế về thời gian cũng như kinh phí của một đề tài mà kiểu dáng
mẫu mã sản phẩm chưa thỏa mãn được người sử dụng.
Trong tương lai, nếu được tiếp tục đầu tư nhiều hơn thì nhóm nghiên cứu
sẽ cải tiến hệ thống thành sản phẩm. Và tạo thêm các phiên bản mói hiện đại
hơn như có khả năng quản lý cuộc gọi trên máy tính, có thế kết nối nhiều hệ
thống báo khấn trong bệnh viện vào một cơ sở dữ liệu chung phục vụ mục đích
quản lý cũng như các nghiên cún khác. Và nâng cấp tính năng tự động phát hiện

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Đe tài Khoa học và công nghệ cấp bộ: “Hệ thống báo khấn dùng trong
bệnh viện” - Bộ môn CNĐT & KTYS
2. Digital Communication - Edward A. Lee, Davỉd G. Messerschmitt

3. Efficient c Coding for AVR - Atmel
27