摘要：無線呼叫系統廣泛應用于各種需要即時響應的服務領域，穩定可靠的呼叫系統極大的提高了服務管理水平。呼叫系統經歷了有線呼叫系統、無線呼叫系統、視頻呼叫系統等幾個階段，無線呼叫系統以其電路簡單，工作穩定可靠的特點，得到了極大的應用。
　　關鍵詞:無線呼叫、單片機、無線通信，中繼
　　隨著生活節奏的加快及信息科學技術的發展，在醫院、學校、小區等需要即時響應的服務領域，呼叫系統得到了廣泛的應用。自20世紀80年代開始使用電話進行呼叫以來，伴隨著電子科技的高速發展，呼叫系統經歷了有線到無線，從簡單的語音呼叫，發展到視頻傳輸；從手工記錄數據到數據信息的自動存儲，呼叫系統從功能、時效及自動化等方面，都有了很大的發展。本研究主要進行基于nRF905的無線呼叫系統硬件電路的設計研究。
　　一、系統的組成結構
　　1、系統結構圖
　　為提高本系統的工作可靠性，本研究通過對除數數據信息進行編碼校驗，并重發傳輸失敗或錯誤的數據來實現。系統結構圖如下：
　　如圖可知，無線呼叫系統主要有一臺主機，若干分機及若干中繼器組成。其中中繼器的多少可根據系統呼叫距離而定，分機在遵循通訊距離最短的原則下，可注冊到主機或中繼器。
　　2、系統的工作流程
　　(1)分機與主機呼叫通信流程
　　分機呼叫主機：按下分機呼叫按鍵，呼叫信號調制在載波上經無線發射模塊發射出去，在距離較遠需要中繼器時，中繼器接收該信號，并按通信協議上船至主機；不需要中繼器的場合，則信號直接由主機接收。主機接收到信號后，進行ID檢測，確認呼叫分機的身份。確認呼叫來自本系統，并甄別分機號碼后，下傳應答信號。若一次呼叫不成功，則隔時繼續呼叫。
　　（2）在路故障檢測
　　主機定時向各中繼器發送檢測信號，中繼器無條件即時應答。主機在規定時間接收到中繼器應答信號，則顯示該通道工作正常，負責進行故障顯示。
　　二、硬件電路設計
　　1、無線通信模塊電路的設計
　　無線通信模塊是本系統的核心組成部分，其性能的好壞直接更換系到系統的穩定性及可靠性。本系統芯片采用挪威Nordic公司生產的無線數傳芯片nRF905，具有較小的工作電流和較低的工作電壓，以100Kbps速率進行通信，其工作頻率在433MHz的ISM頻段，穿透能力強，傳輸距離較遠，可實現室內的較遠距離傳輸。nRF905接口引腳功能如下[1]：
　　+3V、GND：電源，3V供電
　　POWER：電源控制，低電平：掉電狀態，高電平：工作，
　　TX：發送、接收數據控制端口，高電平：發送數據；低電平：接收數據。
　　TRX：收、發使能端，高電平：收、發工作狀態，低電平：編程或待機狀態
　　CD：載波檢測輸出，高電平有效
　　AM：地址匹配輸出，高電平有效
　　DR：數據就緒輸出，高電平有效
　　MISO、MOSI、SCK、CSN：SPI接口
　　其電路設計如下：
　　該電路電路元件少，與單片機接口電路簡單，TRX、TX、POWER邏輯組合控制nRF905的四種工作模式：待機和SPI編程模式；掉電和SPI編程模式；接收模式；發射模式。
　　2、主機硬件電路設計
　　（1）主機電路結構圖
　　主機電路組成框圖如下：
　　
　　其中系統主機需要具有大的存儲容量，且具有非易失存儲能力，本系統主機選用STC89C58RD+單片機，其資源如下[2]：
　　A．ROM空間：32KB
　　B．RAM空間：256B，XRAM：1KB
　　C．EPROM：16KB
　　（2）鍵盤電路的設計
　　鍵盤占用8個IO口，采用４×４矩陣鍵盤，在工作時，定時對鍵盤進行掃描，記錄每次掃描的值。通過對緩沖區數據的判斷，就可以識別出按鍵并完成消抖。
　　（3）液晶顯示電路設計
　　該液晶顯示電路每屏可以顯示４×８個漢字，并結合按鍵，做成菜單形式。未按鍵操作時顯示時間和日歷，按鍵時，顯示當前操作功能，提示用戶操作。
　　（4）時鐘電路設計
　　實時鐘電路采用DALLAS公司生產的DS1302[3]芯片，有時鐘和日歷功能，閏年自動調整；為省I/O資源，用串行數據傳輸；平時因芯片由系統電源提供電能，同時給備用電池充電，以儲備電能，掉電時芯片電源切換，使用備用電源供電。
　　3、分機按鍵電路及中斷喚醒設計
　　系統分機要求具有工作電壓底，工作電流小，且具有非易失存儲器，選用STC12LE4052AD單片機。
　　分機采用電池供電，要求具有節電設計。本系統采用掉電電流極小的STC12LE2052AD單片機，在掉電模式下能通過按鍵中斷喚醒功能。當有按鍵按下時，觸發外部中斷，電路進入正常工作狀態，完成一次呼叫過程以后，系統進入掉電模式，此時電路幾乎不消耗能量。當有鍵按下時，比如S1按下，則在INT0引腳上將產生一個下降沿，觸發外部中斷，單片機處理中斷程序，發出呼叫信息。當呼叫完成以后，進入掉電模式時，電流消耗極小。電容C1、C2、C3用來保證一次按鍵有且僅有一次觸發中斷，同時可避免按鍵長時間按下的耗電。
　　三、結束語
　　本系統硬件電路主要設計了無線通信模塊與主機、分機主要電路，根據系統的功能需求的不同，可以進行其他特殊功能電路的設計。硬件電路設計完成后，要使系統正常高效的工作，還需要在滿足通信協議的情況下，進行硬件系統的程序設計。
　　參考文獻：
　　[1]楊進寶，無線醫療呼叫系統的設計，湖南師范大學碩士論文，2010/10
　　[3]趙海蘭，朱劍，趙祥偉．DS1302實時顯示時間的原理與應用[J]．電子技術，2004，(1)：43-46．
　　作者：顏克坪，1972年12月出生，湖南澧縣人，長沙市電子工業學校教師，參與湖南省教育廳科技處課題《基于CAN總線的停車場智能引導系統架構研究》，課題號11c0099，排名第一。