1. 简介
本系统是针对医院病床呼叫系统开发的具有有线、无线两种连接方法的系统。有线通信使用USB总线，通过USB Hub集线器将各路（实际设计两路）从机连接在一起；无线通信为基于蓝牙4.0的通信；主机没有选用单片机系统，而是使用自己开发的电脑上位机作为主机。
2. 方案设计论证
1）有线连接：有线连接我们考虑了多种方案：USB、RS485、I2C、CAN，因为距离较（5m以上），I2C通信无法保障其可靠性；再考虑到我们目前持有的硬件资源，最终选了USB总线方案。使用USB Hub（可以多个，级联）可以将各路子机连接成网络，USB Hub使用外部供电以增大驱动能力。
在速率较低（并不是使用文件传输时的**M/s）时，在保障可靠性的前提下，USB总线通信距离完全可以达到5m以上，如果使用USB延长线等，甚至可以将距离提高到35m以上。
常用USB线内部有四根线：VCC、GND、D+、D-；VCC和GND主要是为了供电，D+、D-是差分数据传输，这可以保障远距离通信的可靠性。
2）无线连接：无线也有很多Zigbee（低功耗无线）、BLE(低功耗蓝牙)、WiFi。我们选择BLE很大程度上也是受硬件限制（在目前有的开发器件中，同时具有两块（两个从机）的只有BLE）。
对于本系统，蓝牙的缺点在于它只能一对一保持连接，这对于开发组网通信并不利。但为了克服这个问题，我们的设计是使用不断检测的连接方式。
从机在接受到呼叫（按键被按下）请求后，就进行广播操作，主机会不断扫描，当扫描到从机的广播请求后，就建立连接，完成数据传输和通信。然后再次进入扫描。这样就可以实现一个主机和多个从机的分时连接。
3）主机选择：一开始也打算使用单片机作为主机，使用OLED和按键来进行显示与人机交互。后来觉得，一方面手里只有两个模块，必须全部用于从机（呼叫终端），；另一方面，觉得使用单片机系统作为主机太“小气”了，并且不利于系统的进一步拓展（增加从机数量、进行远程连接与操作、数据库信息存储等。注：不是我们实现的内容，只是考虑系统的后续拓展）。
于是，我们决定使用电脑（可以是台式机，也可以是笔记本）作为主机，自己开发上位机。相比于单片机，电脑的处理能力相当强大，并且可以直接和以太网进行连接，可拓展性强。
3. 硬件资源
如图1、图2、图3所示，我们选用的是TI公司的CC2541模块，两个呼叫终端都是使用该模块。
图1 模块整体（1）
图2 资源介绍
图3 模块整体（2）
CC2541 = BLE + 51。
也就是说，在这个芯片里，既有单片机（基于51），又有蓝牙通信，可以理解为将两个功能器件做在一个芯片里。
如果选择外部的通信模块，那么还必须使用一个单片机芯片。所以CC2541的有点就在于此。
4. 电路简介
虽然不是自己设计的电路，但还是想和大家分享一下该模块的电路设计。
1）CC2541
CC2541小模块的电路如图4所示，小模块很简单，主要有供电和外部发射天线电路
图4 CC2541小模块
2）五向键
在模块上有一个五向键，可以向上、下、左、右、中五个方向进行按键。电路如图5所示，使用或门进行统一中断管理，再由电压不同来区分不同的按键动作
图5 五向键电路
3）串口转USB
使用CH340G芯片来进行实现串口转USB操作(与MAX485等芯片类似)，电路图6所示。
图6 串口转USB
4）LED
模块上有三个LED（其实屏幕背光还有一个），可以作为呼叫提示。电路如图7所示。
图7 LED电路
5. 系统结构图
系统结构如图8所示，有线方案通过USB总线连接，无线方案通过蓝牙扫描连接。
图8 系统结构图
6. 程序流程图
图9为系统程序流程图。
图9 系统流程图
7. 上位机
使用自己开发的上位机作为系统的主机，如图10所示。可以选择连接方式为有线（Wire）和无线（Wireless）。
“当前处理”和“等待处理”两栏分别显示正在被响应的终端请求，和已经发出请求但还处于等待列表没有被响应的请求。
“下一个”按钮可以清除当前请求信息，并响应等待列表中第一个请求，同时等待列表中其他请求上前移动一个位置。
具体操作请看视频。
图10 上位机界面
8. 实现功能
a)、两个终端与主机基于USB总线的有线连接通信；
b)、两个终端与主机基于蓝牙的无线扫描式通信；
c)、主机能够区分终端请求的先后顺序，并在上位机显示请求发生的时间；
d)、新的请求到来时，上位机会发出“嘟”的声音提示，同时将请求添加到“等待处理”栏中；
e)、上位机将请求分为“当前处理”和“等待处理”两栏，“当前处理”为目前正在处理的终端请求，“等待处理”为已经请求了但还没有被上位机响应的终端请求；
f)、上位机能够发出语音播报，来提示当前处理的请求；
g)、终端按下请求按键后，一个LED（LED1）会一直处于闪烁状态，直到请求被主机响应，同时另一个LED（LED2）会闪亮三次，蜂鸣器会发声提示。
h)、上位机可以通过点击“下一个”按键，来处理排在最前面的“等待处理”请求，同时清除当前处理的请求。
i)、低功耗模式下工作电流约2.62mA（5V供电状态）。（详见测试视频）
9. 视频链接
请移步观看，好像优酷打开较慢，请耐心等待一下（广告太长了。。
）：
http://v.youku.com/v_show/id_XMTI2NzI0NzU2NA==.html
wow~