【物聯(lián)網(wǎng)技術論文】物聯(lián)網(wǎng)技術下的母嬰配對管理系統(tǒng)研究

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1、【物聯(lián)網(wǎng)技術論文】物聯(lián)網(wǎng)技術下的母嬰配對管理系統(tǒng)研究 〔摘要〕運用射頻識別（RFID）有源測溫標簽（Tag）實時監(jiān)控，實現(xiàn)對新生兒信息的即時與準確采集，同時標簽將ID和所采集的信息通過一定頻率的射頻信號發(fā)射出去，在有效范圍內(nèi)會立即被RFID卡片閱讀機（Reader）讀取，然后由這個中心節(jié)點統(tǒng)一將Tag信息傳送至多功能網(wǎng)絡服務器，并送至軟件系統(tǒng)中進行處理，其顯示新生兒生命安全、體溫、位置以及各種警報狀態(tài)。該功能實現(xiàn)了對產(chǎn)科及新生兒科情況的宏觀管理，便于管理者實時了解新生兒的狀況，統(tǒng)籌安排醫(yī)療工作。 〔關鍵詞〕新生兒防盜；體溫監(jiān)測；射頻識別；物聯(lián)網(wǎng) 醫(yī)院產(chǎn)科

2、及新生兒科在新生兒出生時，通常采用母嬰佩戴標簽手環(huán)的方式識別母親及新生兒的身份，此手環(huán)使用手寫標示或條碼的技術來辨識，但實際操作中可能存在新生兒辨識錯誤、新生兒被盜或被調(diào)換等風險[1]。同時由于新生兒體溫調(diào)節(jié)功能不足，容易受環(huán)境影響而出現(xiàn)低溫癥狀，這便需要醫(yī)護人員多次反復地測量新生兒體溫，進一步加重了醫(yī)護人員的工作負擔[2]。因此，本研究利用物聯(lián)網(wǎng)技術、信息化技術，建設了一套新生兒防盜與母嬰配對管理系統(tǒng)，具有母嬰配對、新生兒防盜識別、體溫監(jiān)測、自動報警、遠程監(jiān)控5項功能，包含紅外測溫、中心監(jiān)控、門禁處理、定位追蹤4項技術。 1新生兒防盜與母嬰配對管理系統(tǒng) 1.1

3、系統(tǒng)組成 新生兒防盜和母嬰配對管理系統(tǒng)由硬件和軟件兩個部分組成。硬件由新生兒有源RFID迷你測溫標簽、無線傳輸模塊和門禁管理系統(tǒng)組成。有源RFID迷你測溫標簽采用手環(huán)設計，包括控制面板、紅外線測溫器、震動傳感裝置、LED指示燈、報警裝置以及核心電路。無線傳輸模塊包括發(fā)送模塊、協(xié)調(diào)器以及接收模塊。門禁系統(tǒng)采用基板型230雙門控制器，與新生兒防盜系統(tǒng)相聯(lián)動[3]。軟件主要為中心控制系統(tǒng)，提供母嬰配對信息錄入、防盜警報、門禁管控以及全方位監(jiān)管等新生兒防護功能。 1.2功能模塊 新生兒防盜：新生兒標簽內(nèi)設置紅外線測溫器，可以判斷標簽是否有被移至新生兒身體

4、外；若測得溫度與室內(nèi)環(huán)境溫度相適應，則會立即發(fā)出警報，提示標簽已脫離新生兒體表，新生兒有被盜可能性。體溫偵測：高精度的紅外線測溫器可以實時偵測新生兒的體溫變化；若有異常的溫度變化，則會立即發(fā)出警報，監(jiān)控站可以對其進行實時處理；另外，體溫偵測可隨時通過校正確保體溫數(shù)據(jù)的正確性。母嬰配對：每個新生兒都有一個獨一無二的用戶身份證明（useridentification，UID），可通過新生兒標簽的唯一碼與母親生產(chǎn)信息相配對并與醫(yī)院系統(tǒng)對照，從而準確辨識每個新生兒的身份；多重的身份認證機制能夠避免抱錯而產(chǎn)生的醫(yī)療糾紛。定位追蹤：當RFID感測網(wǎng)絡在醫(yī)院中布置完成時，我們就可以在此環(huán)境中對有源標簽進行定

5、位追蹤，靈活設置報警級別，調(diào)控報警系統(tǒng)敏感性，從而有效掌控母嬰甚至設備儀器的位置信息。門禁安防：門禁管理系統(tǒng)可以控制人員的出入及人員在樓內(nèi)及敏感區(qū)域的行為；數(shù)字化出入控制系統(tǒng)可以準確記錄和統(tǒng)計管理數(shù)據(jù)，同時與新生兒防盜系統(tǒng)相配套，保障新生兒在院期間的絕對安全[4]。 2核心技術 2.1有源RFID技術 RFID技術，又稱無線射頻識別，是一種通信技術，其中RFID標簽分為有源類和無源類。本系統(tǒng)采用有源RFID技術，電子標簽自身帶有電池供電，讀/寫距離較遠（100~1500m），可以實現(xiàn)精確的室內(nèi)定位，即通過Reader與Tag的配對，實現(xiàn)各標簽的室

6、內(nèi)定位，適用于醫(yī)院病房管理。 2.2Zigbee無線傳輸技術 Zigbee也被譯為“紫蜂”，與藍牙類似，是一種低成本、短距離、低功耗的無線通信技術，適用于自動控制和遠程控制領域，可以嵌入各種設備。通過星形拓樸結構直接向中心節(jié)點（協(xié)調(diào)器）發(fā)送各個終端采集的數(shù)據(jù)，將新生兒的狀況信息傳送到中心控制系統(tǒng)，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換，將新生兒的信息翻譯成溫度、報警等信息。醫(yī)護人員收到中心控制系統(tǒng)傳來的內(nèi)容，可保證隨時隨地檢測到新生兒的情況。 2.3無線式人體體溫監(jiān)測回報系統(tǒng) 無線式人體體溫監(jiān)測回報系統(tǒng)包含電源單元與微處理單元電連接的第一溫度檢知單元、第

7、二溫度檢知單元、無線傳輸單元及遠端監(jiān)控單元。其中第二溫度檢知單元所偵測的環(huán)境偵測值S1與內(nèi)建于微處理單元的參數(shù)S2比對，取得環(huán)境校正參數(shù)S3，環(huán)境校正參數(shù)S3再與人體偵測值S進行運算，得出人體真實體溫的趨近值T。若趨近值T落在預設警示值X范圍內(nèi)則視為異常，異常時經(jīng)微處理單元命令無線傳輸單元發(fā)出警示信號。 2.4互聯(lián)網(wǎng)B/S（Browser/Server）結構的信息技術或移動通信技術 B/S結構（Browser/Server，瀏覽器/服務器模式），是網(wǎng)絡（Web）興起后的一種網(wǎng)絡結構模式，Web瀏覽器是客戶端最主要的應用軟件[5]。這種模式統(tǒng)一了客戶端，將系統(tǒng)功能

8、實現(xiàn)的核心部分集中到服務器，簡化了系統(tǒng)的開發(fā)、維護和使用?？蛻舳酥灰惭b一個瀏覽器，瀏覽器就可通過Web服務器與數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)交互，極大地簡化了客戶端電腦載荷，降低了系統(tǒng)維護升級的成本和工作量。 3應用價值及后續(xù)研究 3.1應用價值 3.1.1實時監(jiān)控、主動防護病區(qū)內(nèi)使用的新生兒標簽每隔一定時間上報數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)新生兒安全的主動防護功能；標簽還帶有皮膚接觸感應功能，進一步確保了新生兒的安全性。3.1.2設備故障實時檢測與報警提示系統(tǒng)可在線檢測現(xiàn)場所安裝的設備狀態(tài)。當設備發(fā)生故障返回設備故障信息或不返回信息數(shù)據(jù)時，系統(tǒng)將立即啟動故障警告提示，該方式

9、可有效防止因設備故障或遭到破壞導致的意外事件；當標簽電池電量過低時，系統(tǒng)將主動報警提示更換電池，無需定期進行逐個檢查。 3.1.3系統(tǒng)操作簡便易行、管理高效軟件系統(tǒng)頁面設計簡單直觀，易于操作；即時體溫檢測、母嬰定位跟蹤、信息配對等功能可減輕醫(yī)護人員的工作負擔，有效避免管理漏洞，提高管理效率，從而健全醫(yī)院管理系統(tǒng)。 3.1.4系統(tǒng)擴展性好出口監(jiān)視器留有開關控制，允許與門禁控制器聯(lián)動，實現(xiàn)門禁打開及鎖止。系統(tǒng)網(wǎng)關允許接入網(wǎng)絡攝像機，以獲取病區(qū)出入口處的視頻信息。 3.1.5新生兒標簽符合人體工程學設計，佩戴舒適腕帶采用仿生材料，標簽及腕帶設計精巧，符

10、合人體工程學設計，體積小、重量輕，解決了新生兒標簽佩戴時容易旋轉(zhuǎn)、滑落的問題。 3.2后續(xù)研究 3.2.1移動終端查詢移動終端設備通過網(wǎng)絡與中心控制系統(tǒng)相連接，醫(yī)護人員可隨時隨地了解新生兒情況。 3.2.2短信發(fā)送功能中心系統(tǒng)可以根據(jù)新生兒家屬需求，通過短信形式將新生兒情況發(fā)送給新生兒家屬，家屬可遠程掌握新生兒情況。 3.2.3全面監(jiān)測功能系統(tǒng)可實時監(jiān)測新生兒生命體征，包括呼吸、脈搏、血壓等，減輕醫(yī)護人員工作負擔。 3.2.4視頻攝像功能新生兒出生后需送入新生兒產(chǎn)房進行嚴格的特殊護理，導致了母嬰分隔，若以局域無線網(wǎng)

11、絡為基礎增添視頻攝像功能，產(chǎn)婦可實時觀察新生兒情況，從而減輕產(chǎn)婦心理負擔，提升產(chǎn)婦對醫(yī)院的滿意度。 3.2.5光能充電使用光能對新生兒腕帶進行充電，可增強電池壽命，減少使用中電量不足的情況。 3.2.6指紋識別技術指紋識別技術將新生兒指紋與腕帶形成獨一無二的配對，可有效避免腕帶被調(diào)換。 3.2.7第五代移動通信技術（5G）隨著下一代移動互聯(lián)網(wǎng)的建設與發(fā)展，“萬物互聯(lián)”的構想已經(jīng)逐漸從暢想變成了現(xiàn)實，為物聯(lián)網(wǎng)提供了很大的發(fā)展空間。在5G技術加速發(fā)展的過程中，新生兒防盜和母嬰配對管理系統(tǒng)將得到更多技術創(chuàng)新，如小型化終端設備，降低功耗，簡化部署流程，高

12、效化通信等，且其適合大規(guī)模部署實施，可廣泛應用于醫(yī)院。綜上所述，結合物聯(lián)網(wǎng)及信息技術建設新生兒防盜與母嬰配對管理系統(tǒng)，可以實時了解新生兒的狀況，降低醫(yī)院在傳統(tǒng)安保漏洞中的管理風險，減輕醫(yī)護人員頻繁且重復的工作，便于管理者統(tǒng)籌安排醫(yī)療工作。 ［參考文獻］ ［1］嚴詩恬，孫海龍.基于物聯(lián)網(wǎng)的嬰兒防盜系統(tǒng)研究[J].智能建筑電氣技術，2016，10（5）：23-26. ［2］黃曉鋒，余小鋒.RFID技術在兒科醫(yī)院嬰兒智能防盜中的應用[J/CD].世界最新醫(yī)學信息文摘（連續(xù)型電子期刊），2015，15（51）：170-172. ［3］顧希.自行研制RFID母嬰識別及嬰兒防盜系統(tǒng)[J].中國醫(yī)療設備，2011，26（6）：37-39. ［5］魏建新，蒲學梅，程鵬，等.射頻識別在醫(yī)療領域中的應用[J].中國醫(yī)學裝備，2012，9（6）：28-30.