基于物聯(lián)網(wǎng)的醫(yī)院母嬰識(shí)別防盜管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、基于物聯(lián)網(wǎng)的醫(yī)院母嬰識(shí)別防盜管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)物聯(lián)網(wǎng)，是指通過(guò)各種傳感設(shè)備，如傳感器、射頻識(shí)別RFID技術(shù)、紅外感應(yīng)器等各種裝置與技術(shù)，實(shí)時(shí)對(duì)任何需要監(jiān)控、連接、互動(dòng)的物體，采集各種需要的信息，與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合形成的一個(gè)宏大網(wǎng)絡(luò)。對(duì)于任何一個(gè)家庭來(lái)說(shuō)，孩子都是重中之重，但是，社會(huì)上仍然存在一些別有用心之人，專(zhuān)干到醫(yī)院盜竊嬰兒販賣(mài)人口的勾當(dāng)，現(xiàn)有的信息管理系統(tǒng)，雖然在醫(yī)療預(yù)約掛號(hào)效勞、醫(yī)藥產(chǎn)品的管理等方面方便了患者就醫(yī)，但是不能有效地防止新生嬰幼兒的被盜或者抱錯(cuò)。該系統(tǒng)就是在這種背景提出的，通過(guò)佩戴在嬰兒身上可發(fā)射出無(wú)線射頻信號(hào)的智能電子腕表，實(shí)時(shí)定位嬰兒的位置，一旦母嬰別離或者單獨(dú)出如今開(kāi)放區(qū)域時(shí)，系統(tǒng)

2、就會(huì)給出報(bào)警提示，同時(shí)給出準(zhǔn)確的位置信息。1 系統(tǒng)的原理醫(yī)護(hù)人員會(huì)為母親和嬰兒分別發(fā)放電子腕表。其中嬰兒佩戴的腕表除了記錄了嬰兒的身高體重、母親姓名、出生時(shí)間等重要信息之外，還具備了防拆卸的功能。另外，在病房和走廊內(nèi)安裝了無(wú)線讀卡器，當(dāng)嬰兒在病房?jī)?nèi)時(shí)，假設(shè)嬰兒佩戴的腕表發(fā)出的無(wú)線射頻信號(hào)與母親的腕表匹配不成功或者當(dāng)腕表被強(qiáng)行撤除時(shí)，系統(tǒng)就發(fā)出報(bào)警信息;當(dāng)嬰兒腕表信號(hào)單獨(dú)出如今走廊時(shí)，系統(tǒng)也會(huì)報(bào)警，同時(shí)，假設(shè)嬰兒分開(kāi)醫(yī)院，通過(guò)該系統(tǒng)可以查詢到分開(kāi)時(shí)間、行走的道路等信息，結(jié)合醫(yī)院的監(jiān)控系統(tǒng)，可以為警方提供重要的破案根據(jù)和線索。除了以上功能，電子腕表可以實(shí)時(shí)采集母嬰的體溫、血壓等數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)其生命

3、體征。2 系統(tǒng)的組成2.1 硬件配置硬件主要分為四部分：電子腕表、網(wǎng)絡(luò)傳感器、路由網(wǎng)關(guān)和數(shù)據(jù)處理效勞器。其中：電子腕表采用的是有源的RFID電子標(biāo)簽，同時(shí)為了可以實(shí)時(shí)采集母嬰的體溫、血壓的信息，還參加了假設(shè)干個(gè)傳感器進(jìn)展數(shù)據(jù)的采集;網(wǎng)絡(luò)傳感器節(jié)點(diǎn)采用的是Zigbee技術(shù)，其優(yōu)勢(shì)是有很強(qiáng)的處理控制才能，并有足夠的空間進(jìn)展數(shù)據(jù)的存放;基于Zigbee技術(shù)的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，主要負(fù)責(zé)與外網(wǎng)和效勞器的路由功能。即接收、匯總、分析其它節(jié)點(diǎn)的信息并通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)叫谄鬟M(jìn)展數(shù)據(jù)處理;數(shù)據(jù)處理效勞器部分主要完成對(duì)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)展計(jì)算、分析、響應(yīng)以及存儲(chǔ)。2.1.1 路由網(wǎng)關(guān)單元網(wǎng)關(guān)單元是系統(tǒng)核心所在，

4、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收、分析與處理。主要由GPRS模塊、WIFI模塊、RFID模塊和Zigbee模塊組成。Zigbee收發(fā)芯片采用AT91RF231，該芯片的優(yōu)點(diǎn)在于它在進(jìn)展無(wú)線傳輸時(shí)，功耗低、適用于長(zhǎng)間隔 傳輸。實(shí)現(xiàn)的功能如下：從傳感器獲取信息并進(jìn)展處理、傳送命令至執(zhí)行單元、利用Wi-Fi模塊和Zigbee模塊進(jìn)展通信、訪問(wèn)以太網(wǎng)等。2.1.2 無(wú)線通信方案整個(gè)系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膸讉€(gè)重要的無(wú)線通信模塊有Wi-Fi模塊、Zigbee模塊。1Wi-Fi模塊，采用了RS9110-N-11-22-01，可以通過(guò)SPI、UART訪問(wèn)，適宜MCU應(yīng)用。2Zigbee模塊，采用的是AT91RF231，其電壓范

5、圍是1.83.6 V，靈敏度為-100 dBm，輸出功率為3 dBm，可在各種應(yīng)用中延長(zhǎng)電池壽命。2.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)軟件部分主要實(shí)現(xiàn)的功能是：新生嬰兒的識(shí)別、定位以及體溫血壓等生命體征的檢測(cè)。2.2.1 網(wǎng)絡(luò)傳感器數(shù)據(jù)處理部分在系統(tǒng)啟動(dòng)后，通過(guò)系統(tǒng)定時(shí)器對(duì)系統(tǒng)進(jìn)展控制。在系統(tǒng)定時(shí)器處理函數(shù)中，進(jìn)展data_flag標(biāo)志的置1操作。然后進(jìn)展A/D信息采集并將其與之前保存的值進(jìn)展比較，假設(shè)前后值發(fā)生變化，那么將所發(fā)送數(shù)據(jù)包中的最后一位信息adc_flag值置1;假設(shè)沒(méi)有改變，那么標(biāo)志位不變，然后進(jìn)展其他數(shù)據(jù)信息的采集。傳感單元通過(guò)循環(huán)不斷的采集溫度血壓等傳感信息，利用Zigbee網(wǎng)絡(luò)向上提交數(shù)據(jù)

6、。2.2.2 數(shù)據(jù)處理部分通過(guò)在網(wǎng)關(guān)板上移植C/OS-硬實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，創(chuàng)立多個(gè)線程完成整個(gè)數(shù)據(jù)處理。詳細(xì)的線程如下：1Task_Start線程：完成C/OS系統(tǒng)的啟動(dòng);2Task_Wifiin線程：與Wi-Fi模塊交互信息，完成Wi-Fi初始化及上層命令的接收;3Task_Wifiout線程：向與Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)相連的控制終端發(fā)送數(shù)據(jù)信息;4Task_Gprs線程：實(shí)現(xiàn)報(bào)警操作;5Task_Rfid線程：對(duì)RFID卡識(shí)別，完成對(duì)身份的認(rèn)證;6Task_ZigbeEin線程：接收傳感單元發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù);7Task_Zigbeeout線程：向執(zhí)行單元發(fā)送控制命令;8Task_Scree線程：進(jìn)展數(shù)據(jù)的

7、顯示以及與用戶的交互操作。3 系統(tǒng)的運(yùn)行界面當(dāng)配置好硬件后，運(yùn)行程序，系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)人員定位、軌跡查詢、報(bào)警設(shè)置、視頻監(jiān)控等功能。運(yùn)行截圖如圖1所示。4 系統(tǒng)的功能1當(dāng)嬰兒在病房時(shí)嬰兒和母親的信息進(jìn)展綁定，當(dāng)嬰兒需要分開(kāi)母親比方洗澡時(shí)，將嬰兒信息與當(dāng)值護(hù)士進(jìn)展綁定，保證嬰兒始終處于可信賴(lài)的人身邊，一旦嬰兒的信號(hào)不能和母親或者護(hù)士信息的相匹配，系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出報(bào)警信息;嬰兒佩戴的腕表具有防拆卸的功能，一旦腕表被人為地強(qiáng)拆時(shí)，系統(tǒng)也可以報(bào)警。2該系統(tǒng)除了可以詳細(xì)顯示每個(gè)病房?jī)?nèi)的母嬰信息外，當(dāng)嬰兒和母親在走廊等可監(jiān)控區(qū)域時(shí)，還可以對(duì)他們的位置進(jìn)展準(zhǔn)確的定位。而一旦系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警信息時(shí)，系統(tǒng)可以給出詳細(xì)的報(bào)警位置，引導(dǎo)相關(guān)人員快速準(zhǔn)確的到達(dá)警情發(fā)生的位置，防止事態(tài)進(jìn)一步惡化。5 結(jié)語(yǔ)該系統(tǒng)把Zigbee技術(shù)和RFID技術(shù)相結(jié)合，自動(dòng)將支持Zigbee的RFID讀卡器和節(jié)點(diǎn)形成一個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，此無(wú)線網(wǎng)絡(luò)具有自組織自恢復(fù)的特點(diǎn)。自組網(wǎng)技術(shù)可以抑制傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)配置繁瑣的缺點(diǎn)，使得位于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)的節(jié)點(diǎn)設(shè)備自動(dòng)連入