ZigBee的无线病房呼叫系统便携端设计摘要：本文设计了一种基于ZigBee技术的无线病房呼叫系统。该系统采用了ZigBee技术，其中便携端采用了MSP430FG4618+CC2420的双芯片解决方案。此无线病房呼叫系统可以实现方便的组网；病人呼叫时的声、光报警功能将床号、呼叫内容和呼叫时间等信息通过无线网络传输到主控中心等功能，并且具有很强的扩展性，在接入医疗传感器后便可成为功能更强大的无线医疗监护系统。，根据医院的实际需要，论文提出了无线病房呼叫系统网络的组网设计，并给出了具体的网络建立过程。1引言ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术，主要适用于自动控制和远程控制领域，是为了满足小型廉价设备的无线联网和控制而制定的。ZigBee是一种用于无线连接的标准，标准建立的重点是可靠性、低成本、长电池寿命和容易应用。不仅是简单的线缆互连的替代方案，而且能在不同ZigBee设备之间"即连即用"的建立无线网络，方便的实现数据通信、交换，同时具有低功耗、较高数据传输速率、低成本等特点。利用Zighee技术的低功耗无线传输和自组网功能，可以实现"隔离监护"、"动态监护".ZigBee技术与局域网、互联网技术相结合，还可以实现"远程监护"、"家庭保健监护",是实现无线病房呼叫服务的理想选择。2系统方案设计系统网络方案是采用的新兴的ZigBee无线技术，由于ZigBee提供的协议栈，所以我们在开发应用程序中使用这些协议栈提供的底层函数时不需要额外付费。再加上ZigBee具有网络容量大可以支持大量的网络节点、安全及时延短、使用频段为2.4GHz的免执照频段等特点，可以很好的满足设计的需要。本研究方案采用MCU和RF收发器分离的双芯片方案。其方案优点是方案灵活性高，有很好的可扩展性。硬件设计方案选择为MSP430F4618+CC2420的双芯片解决方案。MSP430FG4618是具有100个引脚的16位超低功耗MCU:在主动模式下，工作在1MHz情况下，耗电为400uA;在待机模式下，仅为1.3uA;在RAM保持关闭模式下，仅为0.22uA.具有5种节电模式；从待机状态唤醒的时间小于6uS.它还拥有丰富的片上资源：具有116KB闪存、8KBRAM、12位ADC、双DAC、DMA、3个OPAMP和16段LCD,采用外部8MHz晶振（时钟），主要功能是根据用户的命令，完成按键检测、液晶显示以及数据的发送与接收。它提供两个双工串口UART0、UART1,可实现与天线控制器和MODEM的异步数据通信，并可用UART多串口扩展芯片（SP2338DP）按需要将其扩展至多个较高波特率的UART串口，由于界面显示程序占用较大的RAM和Flash,并且要求较高的运算速率，MSP430FG4618系列恰能满足设计要求。CC2420是Chipcon公司（现属于TI公司）推出的首款符合2.4GHzIEEE802.15.4标准的射频收发器.该器件是款适用于ZigBee产品的RF器件。它基于Chipcon公司的SmartRF03技术，以0.18umCMOS工艺制成，只需极少外部元器件，性能稳定且功耗极低。CC2420的选择性和敏感性指数超过了IEEE802.15.4标准的要求，可确保短距离通信的有效性和可靠性。利用此芯片开发的无线通信设备支持数据传输率高达250kbps,可以实现多点对多点的快速组网。系统设计时预留了调试端口。JTAG接口用来调试和程序。RS232串口提供调试信息输出并用于与PC机交互。RF插座可以插入功能完好的射频模块开展调试，且引出测试点易于测量波形由于射频电路不易调试，出现问题时不容易定位错误点。也要先预留调试接口，可以先试用确保功能正确的独立RF模块调试电路板基本功能，焊接电路板上的RFIC和天线匹配电容、电感，以提高调试效率。采用本方案设计的好处是硬件平台只需要十分少的外部元器件和设备，相应的需要的元器件就成本低，并且该平台可以稳定的运行。由于便携终端采用电池供电，同时低功耗也是ZigBee系统应用成功的关键，所以低功耗自然也是本系统设计所追求的目标。为了地降低系统的功耗，从硬件设计角度考虑，我们在硬件方面采用以低功耗而闻名的TI公司的MSP430系列处理器，无线收发芯片采用毫安级别的CC2420芯片，两者组合的硬件平台在功率消耗方面表现十分出色；从软件设计角度考虑，也可以利用好MSP340F4618芯片的节电模式，根据需要采用看门狗、中断以及定时器的...