姚新琴,解兵
1.紹興市婦幼保健院 設(shè)備科,浙江紹興 312000;2.紹興市第六人民醫(yī)院 總務(wù)科,浙江紹興 312000
嬰兒培養(yǎng)箱溫濕度無線測(cè)量網(wǎng)絡(luò)的開發(fā)與應(yīng)用
姚新琴1,解兵2
1.紹興市婦幼保健院 設(shè)備科,浙江紹興 312000;2.紹興市第六人民醫(yī)院 總務(wù)科,浙江紹興 312000
基于物聯(lián)網(wǎng)RFID技術(shù)開發(fā)嬰兒培養(yǎng)箱溫濕度集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng),實(shí)時(shí)將監(jiān)測(cè)到的嬰兒培養(yǎng)箱溫濕度數(shù)據(jù)傳輸?shù)街鳈C(jī),進(jìn)行存儲(chǔ)、分析,對(duì)設(shè)備發(fā)生的異?,F(xiàn)象,以多媒體語(yǔ)音等多種形式報(bào)警。本系統(tǒng)的應(yīng)用,提高了嬰兒醫(yī)療的安全性和工作效率,減少了不良事件的發(fā)生。
嬰兒培養(yǎng)箱;無線測(cè)量網(wǎng)絡(luò);溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng);傳感器
嬰兒培養(yǎng)箱是綜合性醫(yī)院以及兒童醫(yī)院、婦產(chǎn)科醫(yī)院的重要醫(yī)療儀器,是國(guó)家和浙江省重點(diǎn)監(jiān)控的醫(yī)療器械之一。它的安全性與患者的人身安全直接相關(guān),不容忽視,必須嚴(yán)格按要求進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控。而溫濕度對(duì)嬰兒培養(yǎng)箱要求更高[1-3],一旦溫控調(diào)節(jié)能力下降,溫度上升過高過快,極易灼傷箱內(nèi)嬰兒,嚴(yán)重時(shí)可直接導(dǎo)致死亡?,F(xiàn)在的嬰兒培養(yǎng)箱都有獨(dú)立溫度控制和超溫報(bào)警功能。但是在專業(yè)的婦產(chǎn)科醫(yī)院或者較大型綜合性醫(yī)院的婦產(chǎn)科,往往有幾十臺(tái)嬰兒培養(yǎng)箱,如我院目前已有30臺(tái)嬰兒培養(yǎng)箱,而且每年以20%的數(shù)量增加;我們的合作醫(yī)院也有12臺(tái)嬰兒培養(yǎng)箱,在這些嬰兒培養(yǎng)箱群內(nèi)沒有形成嬰兒培養(yǎng)箱溫濕度監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。嬰兒監(jiān)護(hù)室里有限的醫(yī)護(hù)人員對(duì)規(guī)模的嬰兒培養(yǎng)箱群進(jìn)行溫濕度的監(jiān)護(hù)工作,感到力不從心,承受更多的精神壓力。因此,我們認(rèn)為有必要開發(fā)出一套無線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)來幫助監(jiān)護(hù)人員對(duì)嬰兒培養(yǎng)箱溫濕度進(jìn)行更有效的掌控。
本系統(tǒng)是由醫(yī)院方組織的完全獨(dú)立的第三方技術(shù),對(duì)嬰兒培養(yǎng)箱廠家的溫控體系和報(bào)警體系也是一種監(jiān)測(cè)和補(bǔ)充,使嬰兒培養(yǎng)多了一層保障系統(tǒng),使其安全性又提高了一個(gè)檔次。
應(yīng)用最新的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),基于射頻識(shí)別(RFID)標(biāo)記傳感器建立無線網(wǎng)絡(luò)[4-6]。節(jié)點(diǎn)上的傳感器支持串行鏈路和TCP/IP上的MODBUS協(xié)議,用戶可根據(jù)需要進(jìn)行選擇。如果節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)少,干擾小,可以選擇串行鏈路方式,以節(jié)省組網(wǎng)成本。而支持TCP/IP上的MODBUS 協(xié)議的傳感器是節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)多,或干擾較強(qiáng)區(qū)域的理想選擇。網(wǎng)絡(luò)框架圖,見圖1。
圖1 系統(tǒng)架構(gòu)圖
(1)開發(fā)基于RFID和溫濕度傳感器相結(jié)合的終端測(cè)量模塊,分布在嬰兒培養(yǎng)箱內(nèi),實(shí)時(shí)采集電子標(biāo)簽周圍嬰兒培養(yǎng)箱的溫濕度信息,并將其與時(shí)間及地址編碼信息打包。
(2)開發(fā)RF網(wǎng)關(guān)(射頻網(wǎng)關(guān))并與通信模塊集成。本課題的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)從架構(gòu)上來說是一種有線和無線的融合,即上位機(jī)和應(yīng)用程序結(jié)合進(jìn)入醫(yī)院的有線網(wǎng)絡(luò)體系,在任何一臺(tái)授權(quán)電腦中展示檢測(cè)界面;測(cè)量模塊作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)通過無線信號(hào)和上位機(jī)通訊,給現(xiàn)場(chǎng)部署帶來極大的便利;無線RF網(wǎng)關(guān)接受到RF發(fā)射器發(fā)射的信號(hào)后,通過通信模塊將信號(hào)傳送至上位機(jī)后臺(tái)系統(tǒng)。通信模塊具備TCP/IP接口,支持有線網(wǎng)絡(luò)。
(3)開發(fā)上位機(jī)Web展示層軟件和數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng),支持現(xiàn)場(chǎng)大屏顯示和遠(yuǎn)程登錄訪問,將溫濕度信息以各種報(bào)表形式展示,并對(duì)超溫信息進(jìn)行報(bào)警處理;支持短信群發(fā)報(bào)警,可以為第三方系統(tǒng)提供各種Web services接口,并預(yù)留遠(yuǎn)程視頻接口。
(4)信息采集范圍,對(duì)每臺(tái)嬰兒培養(yǎng)箱4個(gè)點(diǎn)進(jìn)行溫濕度信息采集。
(5)樣本量,醫(yī)院新生兒監(jiān)護(hù)中心30臺(tái)國(guó)產(chǎn)及進(jìn)口嬰兒培養(yǎng)箱。
網(wǎng)絡(luò)具體技術(shù)實(shí)現(xiàn)路線圖,見圖2。
(1)底層節(jié)點(diǎn)部分有溫濕度傳感器模塊,ZIGBEE通訊模塊以及電池供電模塊三部分組成。
(2)中繼器部分有ZIGBEE模塊和ARM9以及帶后備電池的電源模塊組成。主要完成數(shù)據(jù)的采集、分析、存貯(當(dāng)服務(wù)器聯(lián)系不上網(wǎng)絡(luò)時(shí),本地存貯)、上傳以及本地報(bào)警提示。中繼器具有TIP/IP以及485接口。
圖2 技術(shù)路線圖
(3)數(shù)據(jù)處理模塊,主要有數(shù)據(jù)服務(wù)器和WEB服務(wù)器組成。對(duì)中繼器上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行存貯,進(jìn)一步分析,產(chǎn)生各種報(bào)表、圖示以及報(bào)警信息(可以通過網(wǎng)絡(luò)及短信貓的手機(jī)報(bào)警等)。該模塊接入醫(yī)院辦公網(wǎng)。
(4)醫(yī)院各個(gè)計(jì)算機(jī)終端根據(jù)授權(quán),登錄Web服務(wù)器可以隨時(shí)隨地通過醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)獲取監(jiān)測(cè)信息。
目前,本課題已經(jīng)建立了穩(wěn)定的溫濕度監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),并在新生兒監(jiān)護(hù)病房的2個(gè)監(jiān)護(hù)區(qū)域建立了大屏幕主界面顯示。系統(tǒng)終端的3個(gè)監(jiān)測(cè)模塊,在半徑60 m范圍內(nèi)無線通信良好,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)3臺(tái)嬰兒培養(yǎng)箱的溫濕度。已對(duì)200 例患兒實(shí)施了監(jiān)護(hù),在32℃的工況下,與日本阿童木V-2100G嬰兒培養(yǎng)箱的顯示溫度相差0.01℃,工作狀況穩(wěn)定,檢測(cè)精度很高。下一步將加大投入,建成30臺(tái)以上嬰兒培養(yǎng)箱規(guī)模的溫濕度無線檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
作為完全獨(dú)立的第三方檢測(cè)系統(tǒng),對(duì)實(shí)際工作的嬰兒培養(yǎng)箱起到了安全監(jiān)測(cè)的作用,同時(shí)方便數(shù)據(jù)回訪和追溯。
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Development and Application of a Wireless Temperature and Humidity Monitoring Network System for Infant Incubators
YAO Xin-qin1, XIE Bing2
1. Department of Equipment, Shaoxing Women and Children’s Hospital, Shaoxing Zhejiang 312000, China; 2. Department of General Affairs, The Sixth People’s Hospital of Shaoxing City, Shaoxing Zhejiang 312000, China
A wireless temperature and humidity monitoring network system was developed by the hospital based on the RFID (Radio Frequency Identi fi cation) technology in the fi eld of IoT (Internet of Things), which was intended for monitoring temperature and humidity of the infant incubator and realtimely transferring the relevant data to the mainframe computer for storage and analysis. Audible and visual warnings would be activated in multiple approaches in case of malfunctioned infant incubators. As a consequence, application of the system has enhanced the security and efficiency of medical services for infants and lowered the occurrence of medical adverse events.
infant incubator; wireless monitoring network system; temperature and humidity monitoring system; sensor
TP393.17
A
10.3969/j.issn.1674-1633.2015.03.025
1674-1633(2015)03-0083-03
2014-11-25
2015-01-17
浙江省衛(wèi)計(jì)委科技計(jì)劃項(xiàng)目(2013ZHA016);紹興市科技計(jì)劃項(xiàng)目(2013D10037)。
作者郵箱:jerrytaotao@sina.com