Thiết kế thi công hệ thống chuông giường bệnh hỗ trợ công tác chăm sóc, phục vụ bệnh nhân tại bệnh việno

LỜI CẢM ƠN Lời em xin chân thành cảm ơn thầy giáo ThS Nguyễn Thế Dũng, thầy tận tình giúp đỡ, định hướng cho em suốt tình tìm hiểu, nghiên cứu thiết kế đồ án tốt nghiệp Em xin bày tỏ lòng cảm ơn tới ban giám hiệu thầy cô khoa Công nghệ điện tử viễn thông – Trường Đại học Công nghệ thông tin Truyền thông Thầy cô tận tình dạy dỗ tạo điều kiện học tập nghiên cứu năm tháng học nhà trường Cuối xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, người bạn bên động viên giúp hoàn thiện tốt đồ án Xin chân thành cảm ơn ! Thái Nguyên, tháng 5/2016 Sinh viên Trần Trung Học LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Những nội dung đồ án tổng hợp thực Mọi tham khảo đồ án trích dẫn rõ ràng tên tác giả, tên công trình, thời gian địa điểm công bố Mọi chép không hợp lệ vi phạm quy chế đào tạo, hay gian trá, xin chịu hoàn toàn trách nhiệm Sinh viên Trần Trung Học MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH LỜI NÓI ĐẦU Chương 1: CƠ SỞ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu nghiên cứu 11 1.2.1 Mục tiêu chung 11 1.2.2 Mục tiêu cụ thể 11 1.3.Phương pháp nghiên cứu 11 1.3.1.Đối tượng:11 1.3.2 Nội dung nghiên cứu 1.3.3 Phương pháp 11 11 1.3.4 Thời gian nghiên cứu: 12 1.4 Kết nghiên cứu 12 Chương CÔNG NGHỆ TRUYỀN THÔNG KHÔNG DÂY 13 2.1 Tổng quan truyền thông không dây 13 2.1.1 Các thành phần hệ thống truyền thông 2.1.2 Truyền thông không dây 14 2.1.3 Mô hình truyền thông 14 2.1.4 Phân loại mạng không dây 2.1.5 Ưu điểm, nhược điểm 14 19 2.2 Giới thiệu sóng RF (sóng vô tuyến) 2.2.1 Tần số vô tuyến (RF) 20 2.2.2 Các đặc tính RF 22 2.2.3 Mã hóa bit23 19 13 2.3 Các công nghệ truyền thông không dây RF 25 2.3.1 Module thu – phát dải tần 315Mhz 433Mhz: 2.3.2 Module thu – phát dải tần 2.4Ghz: 25 26 2.4 Công nghệ truyền thông không dây blutoot 30 2.4.1 Khái niệm 30 2.4.2 Module HC-05 30 2.4.3 Các chế độ hoạt động 2.4.4 tập lênh AT 31 32 Chương 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ VI ĐIỀU KHIỂN ATMEGA328 3.1 Tìm hiểu AVR 34 3.2 Bắt đầu với Arduino 35 3.3 Vi điều khiển Atmega328 38 3.3.1 Giới thiệu chung 38 3.3.2 Ứng dụng 42 3.3.3 Cấu trúc vi điều khiển Atmega328 42 Chương THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHẦN CỨNG 4.1 Mô tả toán 46 4.2 Sơ đồ khối hệ thống 47 4.3 sơ đồ nguyên lí 47 4.4 Lưu đồ thuật toán 49 4.5 Các linh kiện sử dụng 51 4.5.1 Vi điều khiển Atmega328 51 4.5.2 Module blutoot HC-05 51 4.5.3 Module thu phát RLF24L01 4.6 Thiết kế phần mềm 52 52 4.6.1 Ngôn ngữ lập trình 52 4.6.2 Trình biên dịch 53 Chương KẾT QUẢ VÀ KẾT LUẬN 55 46 34 5.1 Sản phẩm thực tế 55 5.2 Đánh giá kết thực 55 5.3 Tính sản phẩm 5.4 Ưu điểm 55 56 5.5 Nhược điểm 56 5.6 Kết luận 56 TỔNG KẾT 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO 58 PHỤ LỤC 59 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1 Truyền thông không dây 13 Hình 2.2 Hệ thống truyền thông 13 Hình 2.3 Mô hình truyền thông 14 Hình 2.4 Phân loại mạng không dây dựa vào kiến trúc 15 Hình 2.5 Phân loại mạng không dây dựa vào chuẩn 15 Hình 2.6 Phân loại mạng không dây dựa vào phạm vi 16 Hình 2.7 Phân loại mạng không dây dựa vào loại tín hiệu Hình 2.8 Phân loại dựa vùng phủ sóng 17 17 Hình 2.9 So sánh nhóm mạng 18 Hình 2.10 Phân loại tần số 21 Hình 2.11 Dạng sóng điện từ 23 Hình 2.12 Các dạng mã hóa hay gặp 24 Hình 2.13 Đường tín hiệu vô tuyến Hình 2.14 Module thu 25 Hình 2.15 Module phát 26 Hình 2.16 Thông số kỹ thuật module phát 24 26 Hình 2.17 Module thu phát có IC giải mã 26 Hình 2.18 Sơ đồ khối nRF24L01 28 Hình 2.19 Sơ đồ chân nRF24L01 28 Hình 2.20 Modul nRF24L01 29 Hình 2.21 Sơ đồ phần cứng Modul nRF24L01 30 Hình 2.22 Sơ đồ kết nối Modul nRF24L01 với vi điều khiển 30 Hình 2.23 Module bluetooth Hình 3.1 Atmel - Avr 31 35 Hình 3.2 Ứng dụng ghép nối 36 Hình 3.3 Các nhà sáng lập Arduino (Arduino Core Team) 36 Hình 3.4 Bảng Các phiên Arduino có 38 Hình 3.5 Các loại KIT Arduino 38 Hình 3.6 Một board arduino đơn giản với ATmega328 42 Hình 3.7 Sơ đồ khối vi điều khiển Atmega 328 42 Hình 3.8 Sơ đồ chân ATmega328 43 Hình 3.9 Tính đặc biệt chân Port B44 Hình 3.10 Tính đặc biệt chân Port C 44 Hình 3.11 Tính đặc biệt chân Port D 45 Hình 4.1 Sơ đồ ngữ cảnh bệnh viện Hình 4.2 Sơ đồ khối hệ thống 46 47 Hình 4.3 Sơ đồ nguyên lí khối phát 47 Hình 4.4 Sơ đồ nguyên lí khối thu 48 Hình 4.5 Sơ đồ nguyên lí khối phát bluetooth Hình 4.6 Lưu đồ thuật toán khối phát 49 Hình 4.7 Lưu đồ thuật toán khối thu 50 Hình 4.8 Vi điều khiển Atmega328 51 48 Hình 4.9 Module phát tín hiệu Bluetooth 51 Hình 4.10 Module thu phát tín hiều RF Hình 4.11 IC 74HC595 52 52 Hình 4.12 Cấu trúc chương trình Hình 4.13 Code thử nghiệm 53 Hình 4.14 Giao diện trình biên dịch Arduino IDE Hình 4.15 Vùng lệnh 54 Hình 4.16 Icon chức 52 54 Hình 4.17 Vùng thông báo 54 Hình 5.1 Khối thu khối hiển thị 55 Hình 5.2 Khối phát tín hiệu 55 53 LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, với ứng dụng khoa học kỹ thuật tiên tiến, giới ngày thay đổi, văn minh đại Sự phát triển kỹ thuật điện tử tạo hàng loạt thiết bị với đặc điểm bật xác cao, tốc độ nhanh, gọn nhẹ yếu tố cần thiết góp phần cho hoạt động người đạt hiệu cao Trước thay đổi manh mẽ kinh tế giới, tác động tự thương mại hóa, trình hội nhập, toàn cầu hóa kinh tế quốc tế Sự thay đổi ngày kĩ thuật công nghệ thông tin, công nghệ tự động hóa… Kinh tế việt nam không ngừng bước thay đổi tích cực thực công nghiệp hóa đại hoá trang thiết bị máy móc Là nước nông nghiệp nghèo phát triển, tích cực công nghiệp hóa đại hóa đất nước nhu cầu nâng cao điều kiện sống, chăm sóc sực khỏe không ngừng gia tăng Hướng tới nhu cầu cấp thiết định hướng dẫn thầy giáo Nguyễn Thế Dũng em chọn đề tài thực tốt nghiệp “THIẾT KẾ THI CÔNG HỆ THỐNG CHUÔNG GIƯỜNG BỆNH HỖ TRỢ CÔNG TÁC CHĂM SÓC, PHỤC VỤ BỆNH NHÂN TẠI BỆNH VIỆN” Trong trình nghiên cứu làm báo cáo, em số vấn đề thiếu xót kiến thức hạn chế Rất mong đóng góp ý kiến thầy cô giáo bạn để báo cáo hoàn thiện em xin chân thành cảm ơn! Chương 1: CƠ SỞ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Đặt vấn đề Việt Nam nước phát triển với tổng dân số gần 86 triệu người, nước đông dân thứ khu vực Đông Nam Á đứng thứ 13 giới GDP bình quân đầu người năm 2010 ước khoảng 1.200 USD Với mức này, Việt Nam chuyển vị trí từ nhóm nước nghèo sang nhóm nước có mức thu nhập trung bình thấp Hiện ngân sách dành cho y tế vào khoảng gần 7% Bộ Y tế đề xuất tăng năm tới Trong giai đoạn tại, lĩnh vực coi trọng ưu tiên đặc biệt ngành y tế để đầu tư, phát triển y tế điện tử Y tế điện tử (YTĐT) hay gọi ehealth ứng dụng nhiều lĩnh vực khác như: Lưu trữ, xử lý truyền tải thông tin nói chung thông tin quản lý bệnh viện nói riêng như: quản lý bệnh nhân, dược, viện phí, Quản lý thông tin lâm sàng, hành tài bệnh viện; Cung cấp chế để chuyên gia y tế khoảng cách xa thực công việc chẩn đoán điều trị; Nâng cao lực cách đưa khóa huấn luyện đào tạo y học liên tục, trực tuyến cho sinh viên nhân viên y tế; Tạo nguồn thu từ phát triển thiết bị di động, đem lại cách tiếp cận sáng tạo cho chăm sóc sức khỏe; Tạo khả thực nghiên cứu y sinh có mức độ phức tạp cao thông qua mạng lưới tin học E-health bệnh án điện tử, kê đơn thuốc hệ thống máy tính, sở liệu khám chữa bệnh cập nhật, thay đổi hàng ngày đảm bảo an toàn cao, hỗ trợ cho hoạt động khám điều trị sức khoẻ, cung cấp thông tin sức khoẻ tới người dân cung cấp thông tin phục vụ cho hoạt động nghiên cứu khoa học E-health cung cấp tảng cho hoạt động xuất cảnh báo thông tin sức khoẻ hoạt động quản lý hành Trong năm qua, công tác bảo vệ chăm sóc sức khỏe nhân dân nước ta đạt nhiều kết tốt Việc ứng dụng y tế điện tử góp phần đáng 10 digitalWrite(2, LOW); } //phong if(msg[0]==40){ point=4; HienThiLED7doan(point, 2); digitalWrite(2, HIGH); digitalWrite(3, LOW); digitalWrite(4, HIGH); } if(msg[0]==41){ point=4; HienThiLED7doan(point, 2); digitalWrite(3, HIGH); digitalWrite(2, LOW); } //phong if(msg[0]==50){ point=5; HienThiLED7doan(point, 2); digitalWrite(2, HIGH); digitalWrite(3, LOW); digitalWrite(4, HIGH); } 81 if(msg[0]==51){ point=5; HienThiLED7doan(point, 2); digitalWrite(3, HIGH); digitalWrite(2, LOW); } //phong if(msg[0]==60){ point=6; HienThiLED7doan(point, 2); digitalWrite(2, HIGH); digitalWrite(3, LOW); digitalWrite(4, HIGH); } if(msg[0]==61){ point=6; HienThiLED7doan(point, 2); digitalWrite(3, HIGH); digitalWrite(2, LOW); } //phong if(msg[0]==70){ point=7; HienThiLED7doan(point, 2); digitalWrite(2, HIGH); 82 digitalWrite(3, LOW); digitalWrite(4, HIGH); } if(msg[0]==71){ point=7; HienThiLED7doan(point, 2); digitalWrite(3, HIGH); digitalWrite(2, LOW); } //phong if(msg[0]==80){ point=8; HienThiLED7doan(point, 2); digitalWrite(2, HIGH); digitalWrite(3, LOW); digitalWrite(4, HIGH); } if(msg[0]==81){ point=8; HienThiLED7doan(point, 2); digitalWrite(3, HIGH); digitalWrite(2, LOW); } //phong 83 if(msg[0]==90){ point=9; HienThiLED7doan(point, 2); digitalWrite(2, HIGH); digitalWrite(3, LOW); digitalWrite(4, HIGH); } if(msg[0]==91){ point=9; HienThiLED7doan(point, 2); digitalWrite(3, HIGH); digitalWrite(2, LOW); } //phong 10 if(msg[0]==100){ point=10; HienThiLED7doan(point, 2); digitalWrite(2, HIGH); digitalWrite(3, LOW); digitalWrite(4, HIGH); } if(msg[0]==101){ point=10; HienThiLED7doan(point, 2); digitalWrite(3, HIGH); 84 digitalWrite(2, LOW); } digitalWrite(4, LOW); } delay(50); } else{Serial.println("khong co tin hieu");} } Chương trình cho bluetooh #include #include "nRF24L01.h" #include "RF24.h" int msg[1]; RF24 radio(9,10); const uint64_t pipe = 0xF8E8FFFE1LL; //chân ST_CP c?a 74HC595 int latchPin = 6; //chân SH_CP c?a 74HC595 int clockPin = 7; //Chân DS c?a 74HC595 int dataPin = 5; //m?ng có 10 s? (t? 0-9) const byte Seg[10] = { 0b11000000,//0 - t? a-f sáng 85 0b11111001,//1 - ch? có b,c sáng 0b10100100,//2 0b10110000,//3 0b10011001,//4 0b10010010,//5 0b10000010,//6 0b11111000,//7 0b10000000,//8 0b10010000,//9 }; void setup() { Serial.begin(9600); radio.begin(); radio.openReadingPipe(1,pipe); radio.startListening(); //B?n BU?C PH?I pinMode chân OUTPUT pinMode(latchPin, OUTPUT); pinMode(clockPin, OUTPUT); pinMode(dataPin, OUTPUT); pinMode(2, OUTPUT); pinMode(3, OUTPUT); pinMode(4, OUTPUT); } void HienThiLED7doan(unsigned long Giatri, byte SoLed = 2) { byte *array= new byte[SoLed]; 86 for (byte i = 0; i < SoLed; i++) { //L?y ch? s? t? ph?i trái array[i] = (byte)(Giatri % 10UL); Giatri = (unsigned long)(Giatri /10UL); } digitalWrite(latchPin, LOW); for (int i = SoLed - 1; i >= 0; i ) shiftOut(dataPin, clockPin, MSBFIRST, Seg[array[i]]); digitalWrite(latchPin, HIGH); free(array); } void loop() { static unsigned long point = 00; HienThiLED7doan(point, 2); if (radio.available()){ bool done = false; while (!done){ done = radio.read(msg, 1); //Serial.println(msg[0]); //phong if(msg[0]==10){ point=1; HienThiLED7doan(point, 2); digitalWrite(2, HIGH); digitalWrite(3, LOW); digitalWrite(4, HIGH); 87 Serial.println(10); } if(msg[0]==11){ point=1; HienThiLED7doan(point, 2); digitalWrite(3, HIGH); digitalWrite(2, LOW); Serial.println(11); } //phong if(msg[0]==20){ point=2; HienThiLED7doan(point, 2); digitalWrite(2, HIGH); digitalWrite(3, LOW); digitalWrite(4, HIGH); Serial.println(20); } if(msg[0]==21){ point=2; HienThiLED7doan(point, 2); digitalWrite(3, HIGH); digitalWrite(2, LOW); Serial.println(21); } //phong 88 if(msg[0]==30){ point=3; HienThiLED7doan(point, 2); digitalWrite(2, HIGH); digitalWrite(3, LOW); digitalWrite(4, HIGH); Serial.println(30); } if(msg[0]==31){ point=3; HienThiLED7doan(point, 2); digitalWrite(3, HIGH); digitalWrite(2, LOW); Serial.println(31); } //phong if(msg[0]==40){ point=4; HienThiLED7doan(point, 2); digitalWrite(2, HIGH); digitalWrite(3, LOW); digitalWrite(4, HIGH); Serial.println(40); } if(msg[0]==41){ 89 point=4; HienThiLED7doan(point, 2); digitalWrite(3, HIGH); digitalWrite(2, LOW); Serial.println(41); } //phong if(msg[0]==50){ point=5; HienThiLED7doan(point, 2); digitalWrite(2, HIGH); digitalWrite(3, LOW); digitalWrite(4, HIGH); Serial.println(50); } if(msg[0]==51){ point=5; HienThiLED7doan(point, 2); digitalWrite(3, HIGH); digitalWrite(2, LOW); Serial.println(51); } //phong if(msg[0]==60){ point=6; 90 HienThiLED7doan(point, 2); digitalWrite(2, HIGH); digitalWrite(3, LOW); digitalWrite(4, HIGH); Serial.println(60); } if(msg[0]==61){ point=6; HienThiLED7doan(point, 2); digitalWrite(3, HIGH); digitalWrite(2, LOW); Serial.println(61); } //phong if(msg[0]==70){ point=7; HienThiLED7doan(point, 2); digitalWrite(2, HIGH); digitalWrite(3, LOW); digitalWrite(4, HIGH); Serial.println(70); } if(msg[0]==71){ point=7; HienThiLED7doan(point, 2); 91 digitalWrite(3, HIGH); digitalWrite(2, LOW); Serial.println(71); } //phong if(msg[0]==80){ point=8; HienThiLED7doan(point, 2); digitalWrite(2, HIGH); digitalWrite(3, LOW); digitalWrite(4, HIGH); Serial.println(80); } if(msg[0]==81){ point=8; HienThiLED7doan(point, 2); digitalWrite(3, HIGH); digitalWrite(2, LOW); Serial.println(81); } //phong if(msg[0]==90){ point=9; HienThiLED7doan(point, 2); digitalWrite(2, HIGH); 92 digitalWrite(3, LOW); digitalWrite(4, HIGH); Serial.println(90); } if(msg[0]==91){ point=9; HienThiLED7doan(point, 2); digitalWrite(3, HIGH); digitalWrite(2, LOW); Serial.println(91); } //phong 10 if(msg[0]==100){ point=10; HienThiLED7doan(point, 2); digitalWrite(2, HIGH); digitalWrite(3, LOW); digitalWrite(4, HIGH); Serial.println(100); } if(msg[0]==101){ point=10; HienThiLED7doan(point, 2); digitalWrite(3, HIGH); digitalWrite(2, LOW); 93 Serial.println(101); } digitalWrite(4, LOW); } delay(50); } else{Serial.println("khong co tin hieu");} } 94 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Thái nguyên, ngày … tháng năm 2016 Giáo viên hướng dẫn 95 ... tài thực tốt nghiệp THI T KẾ THI CÔNG HỆ THỐNG CHUÔNG GIƯỜNG BỆNH HỖ TRỢ CÔNG TÁC CHĂM SÓC, PHỤC VỤ BỆNH NHÂN TẠI BỆNH VIỆN” Trong trình nghiên cứu làm báo cáo, em số vấn đề thi u xót kiến thức... sóc bệnh nhân - Giám sát trình phục vụ bác sĩ - Xây dựng hệ thống gọi nhận phục vụ bác sĩ bệnh nhận - Khả phục vụ mở rộng dựa vào nhu cầu thực tế sở - Đánh giá thực trạng tiềm ứng dụng công nghệ... hay nhiều thi t bị truyền thông Hiện có nhiều công nghệ, thi t bị hỗ trợ cho trình truyền thông Hình 2.1 Truyền thông không dây 2.1.1 Các thành phần hệ thống truyền thông 14 Hình 2.2 Hệ thống truyền