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產(chǎn)品詳情：
摘要：本文首先介紹了基于智能的實時定位技術(shù)（RTLS），以及RTLS技術(shù)在醫(yī)療行業(yè)的應(yīng)用，為醫(yī)療機構(gòu)提供完整的資產(chǎn)、病患和職員追蹤解決方案。以利于降低運行成本，提高運行效率和醫(yī)療服務(wù)水平。
關(guān)鍵詞：無線局域網(wǎng)；實時定位；醫(yī)院建筑
一、引言
當今，國內(nèi)醫(yī)療行業(yè)面臨不斷增加的財政壓力、亟待改進提高的醫(yī)療服務(wù)水平、病患的安全監(jiān)護等，問題的產(chǎn)生是缺乏一種針對病患、醫(yī)護人員、醫(yī)療設(shè)備和其他可移動資產(chǎn)的位置及狀態(tài)實時監(jiān)控的可視化解決方案。如：因錯位放置以致不能得到及時維護的醫(yī)療器械；走錯病房的病人；門被打開放有溫度敏感物品的冷藏室，所有這些對醫(yī)院的醫(yī)護工作都將產(chǎn)生極大的負面影響。
本文針對上述問題，介紹基于標準無線局域網(wǎng)(Wi-Fi)的醫(yī)療追蹤解決方案。無須重新搭建其他網(wǎng)絡(luò)或設(shè)施，在原有無線局域網(wǎng)基礎(chǔ)上即能快速部署安裝，搭起醫(yī)療可視化平臺，為醫(yī)療機構(gòu)提供完整的資產(chǎn)、病患和職員追蹤解決方案，以利于降低運行成本，提高運行效率和醫(yī)療服務(wù)水平。本方案是適用于國內(nèi)醫(yī)院的解決方案。
二、無線局域網(wǎng)實時定位系統(tǒng)（Wi-Fi RTLS）介紹
1、主要組成元素
無線實時定位系統(tǒng)由無線網(wǎng)絡(luò)接入點（AP）、Wi-Fi定位電子標簽或者Wi-Fi模式無線終端設(shè)備（如手機、PDA、筆記本電腦）、定位服務(wù)器組成。
2、工作原理
電子標簽或者無線設(shè)備周期性向AP發(fā)出信號，或者AP周期性主動搜索電子標簽或者無線設(shè)備，AP得到信號以后，傳送到后端定位服務(wù)器，定位服務(wù)器根據(jù)精準定位算法，實時在Web界面的電子地圖上顯示電子標簽或者無線設(shè)備的具體位置。同時，標簽可以通過AP實現(xiàn)與服務(wù)器之間進行雙向通訊，標簽可以向定位服務(wù)器發(fā)出信息，定位服務(wù)器也可以向標簽發(fā)出指令，對標簽進行分類管理。
3、系統(tǒng)優(yōu)勢
（1）基于全球通用標準的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)，無需讀寫器，無須重新搭建其他網(wǎng)絡(luò)或設(shè)施，安裝實施靈活方便迅捷，降低成本；
（2）集實時定位、歷史運行軌跡回放與分析、標簽即時報警、標簽消失報警、進出禁止區(qū)域自動告警、智能傳感控制與報警等多項功能于一體；
（3）支持各種不同類型的WiFi電子標簽、手持終端、WiFi電話、移動電腦，滿足各種行業(yè)的特殊需求；
（4）遠距離識別，室外300米以上， 室內(nèi) 100米
（5）室內(nèi)、外精準定位最高可達3米；
（6）集合了無線上網(wǎng)、實時定位監(jiān)控、與攝像頭聯(lián)動、智能化傳感、門禁、考勤、電子消費、視頻、語音為一體的綜合性系統(tǒng)。
三、實時定位系統(tǒng)（Wi-Fi RTLS）在醫(yī)療行業(yè)的應(yīng)用
1、母嬰管理
剛出生的嬰兒在外型上基本差異不大，沒有自我保護的意識，需要醫(yī)護人員給予細致的呵護。實時定位系統(tǒng)可以解決母嬰配對以及嬰兒防盜問題，實現(xiàn)母嬰的安全保障。目前針對母嬰管理解決方案基本上都采用的RFID射頻技術(shù)，給嬰兒和母親都佩戴無源腕帶標簽，醫(yī)護人員手持RFID讀寫器，分別讀取母親和嬰兒的信息，比對是否配對。在嬰兒室安裝RFID讀寫器，只有持有無源標簽的人員才可進入嬰兒室，定期讀取讀寫器的來訪記錄，不能做到實時監(jiān)控，而且無法避免持有無源標簽的人偷盜或者掉包嬰兒。
（1）母嬰配對
嬰兒與母親分別佩戴腕帶標簽和卡式標簽，在后端定位服務(wù)器輸入嬰兒和目前的標簽信息，如：個人信息、病歷信息、喂奶次數(shù)、衛(wèi)生狀況、用藥記錄等等。醫(yī)護人員手持 PDA 可以實時讀取標簽信息，只有母親信息與嬰兒信息配對時，醫(yī)護人員才可以走出嬰兒房，否則配對信息不匹配，后端軟件即會實時鎖住門禁，醫(yī)護人員無法走出。
（2）二次配對確保萬無一失的母嬰配對
醫(yī)護人員將嬰兒抱出嬰兒房以后，送入母親的病房，母親的標簽與嬰兒的標簽近距離在一起，如果兩標簽不匹配，后端服務(wù)器即會出現(xiàn)告警提示。這樣就避免了醫(yī)護人員走出嬰兒房后，由于疏忽或其他人為原因走錯母親病房導(dǎo)致配對錯誤發(fā)生。
（3）嬰兒防盜
拆卸告警：嬰兒佩戴的腕帶標簽是具有防拆、防水、防高溫、防間斷的功能，嬰兒從出生佩戴標簽直到出院，標簽都是不離開嬰兒的。腕帶標簽以任何方式被脫離系統(tǒng)都會告警。
位置移動報警：嬰兒被抱離嬰兒房或母親的房間，后端服務(wù)器會告警提示，實時提供嬰兒的位置信息，以及回放嬰兒的歷史運行軌跡。
實時定位與視頻監(jiān)控聯(lián)動：實時定位系統(tǒng)可以攝像監(jiān)控聯(lián)動，當帶有標簽的嬰兒發(fā)生位置移動時，標簽會激發(fā)攝像機拍照或者錄像，上傳后端定位服務(wù)器，管理人員實時可以查看到嬰兒的安全狀況。從而，有效防止嬰兒被盜。
2、特殊病人管理
（1）實時位置信息查詢：給病人佩戴電子標簽，可在后端定位服務(wù)器上查看到病人在醫(yī)院的實時位置信息以確定病人處于安全的環(huán)境中。
（2）緊急情況告警：當病人遇見緊急情況，例如：殘疾病人在洗手間摔倒、兒童找不到自己的病房、突發(fā)病患者病情突然發(fā)作等，病人可以自己按自己所佩戴的標簽告警按鈕，后端定位服務(wù)器即刻出現(xiàn)告警提示，管理人員可以馬上做出反應(yīng)，安排援救。
（3）醫(yī)院特殊重地管理：醫(yī)院有很多禁止病人入內(nèi)的區(qū)域，需要嚴格監(jiān)控和管理。如果帶有標簽的病人闖入此區(qū)域時，就會觸發(fā)后端定位服務(wù)器的報警功能，提醒管理人員即時處理。
（4）安全范圍界定：為了更加維護特殊病人的安全，醫(yī)院可根據(jù)實際狀況安排特殊病人在安全的區(qū)域內(nèi)，如果病人走出安全區(qū)域，病人攜帶的標簽即會向后端定位服務(wù)器發(fā)出告警信息，管理人員可以實時安排醫(yī)護人員前去處理。
（5）離開醫(yī)院報警：如果病人擅自醫(yī)院，即標簽在無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域范圍內(nèi)消失，后端服務(wù)器就會顯示消失告警提示。
（6）重癥監(jiān)護室管理：標簽內(nèi)置傳感模塊，可以實時采集重癥監(jiān)護室的溫度、空氣濕度等參數(shù)；標簽與門禁、攝像聯(lián)動，實時監(jiān)控進入重癥監(jiān)護室的人員情況；設(shè)置訪問權(quán)限，避免外來人員的干擾。
（7）傳染病患者隔離管理：給傳染病患者佩戴標簽，如果傳染病患者擅自走出隔壁病房，標簽會觸發(fā)門禁系統(tǒng)，門即刻被鎖死，后端服務(wù)器發(fā)出告警提示，以防止傳染病蔓延至其他人員。
3、醫(yī)療設(shè)備管理
（1）急救設(shè)備實時位置查詢：醫(yī)院急救設(shè)備，例如呼吸機、輸液泵、急救手術(shù)器材、輸氧裝置等，裝配上電子標簽，需要時在服務(wù)器上輸入設(shè)備名稱，即可實時查詢到設(shè)備的存放位置，不至于因為尋找設(shè)備而耽誤病人的搶救。
（2）對于行動不便需要使用輪椅的人，可在輪椅上配上標簽，當輪椅上的病人需要幫助時可以按報警按鈕，后端系統(tǒng)實時接收到報警信息，可安排人員去幫助。同時也可以實時查詢到輪椅的實時位置，提高輪椅的有效使用率。
4、特殊藥品監(jiān)管
（1）對外界環(huán)境要求高的藥品管理：內(nèi)置傳感器的標簽可以實時采集藥品所處環(huán)境的溫度、濕度等參數(shù)信息，根據(jù)藥品對環(huán)境的要求，在后端服務(wù)器設(shè)置溫度、濕度等參數(shù)極限值，當標簽傳遞過來的數(shù)值超過極限值時，即會觸發(fā)告警信息提示。
（2）對藥品有效使用時間的管理：各種藥品都有優(yōu)先使用的時間限制，在后端服務(wù)器對藥品的標簽進行歸類劃分，輸入藥品標簽的相關(guān)時間信息，設(shè)置時間提醒，藥品到期或者接近有效期時會觸發(fā)告警提示。
5、優(yōu)化醫(yī)院工作流程
（1）即時尋找到醫(yī)生：醫(yī)生佩戴電子標簽，管理人員可以在后端定位服務(wù)器界面看見醫(yī)生的實時位置信息，當有急診需要找到醫(yī)生時，就可以通過定位服務(wù)器發(fā)出指令信息到標簽上，醫(yī)生收到提示信息后，就知道有急癥，即可馬上回到診室。
（2）保證醫(yī)護人員的安全：如果醫(yī)護人員遇到緊急狀況，例如被病人襲擊、或者因為急事不能回到診室等，醫(yī)生可以按標簽上的告警按鈕，告知后端管理中心他的實時狀況。
（3）通過無線方式隨時掌握病人的各種信息，如病歷、喂藥情況，特殊病人（如糖尿病人）每日營養(yǎng)配餐。
四、系統(tǒng)主要功能描述
1、定位監(jiān)控
（1）實時監(jiān)控
1) 在地圖上顯示圖標對應(yīng)于標簽綁定的人或物；
2) 對標簽進行實時監(jiān)控，并在地圖中顯示標簽的當前位置；
3) 標簽閃爍表示有報警；
4) 標簽分組，用不同的圖標顯示；
5) 定位過程中能實時看到圖標平滑移動；
6) 搜索人員姓名、狀態(tài)：
7) 可跟蹤指定的標簽，地圖隨著標簽的移動自動切換；
8) 將鼠標移到圖標上可以看到圖標的信息和狀態(tài)；
9) 點擊圖標后可以顯示人員的詳細信息；
10) 可以手動切換地圖，查看指定地圖上的所有標簽的活動情況；
11) 地圖可以放大和縮小，調(diào)整到合適的大?。?br/>12) 跟蹤單個標簽時地圖會自動切換樓層。
（2）實時告警
1) 觸發(fā)告警，彈出頁面，聲音報警，并且顯示對應(yīng)的視頻錄像；
2) 點擊處理后，頁面可以關(guān)閉，否則會一直提醒；
3) 實時報警列表。
（3）軌跡回放
1) 可以自定義、修改軌跡；
2) 移動軌跡是平滑顯示的；
3) 可以鎖定一個標簽，按時間段播放，顯示移動（可選擇有軌跡或無軌跡），地圖切換；
4) 可以鎖定一張地圖，按時間段播放，顯示不同標簽移動，無軌跡；
5) 軌跡回放過程中可以顯示各類報警（按鈕，區(qū)域，消失、振動、不動）和聲音效果；
6) 可以全屏播放；
7) 可以保存某一段軌跡錄像；
8) 可以保存某一段數(shù)據(jù)，可調(diào)用播放；
9) 可同時使用多個播放。
2、標簽管理
標簽管理分為醫(yī)護人員和病人管理。
（1）標簽發(fā)放，通過發(fā)卡機，自動獲取標簽ID；
（2）將標簽與人員綁定：將指定的人員信息和其佩戴的標簽進行綁定，在系統(tǒng)中顯示的標簽即代表佩戴該標簽的人員；
（3）標簽更換對應(yīng)的人員；
（4）人員信息設(shè)置：可在系統(tǒng)中對人員的信息進行設(shè)置和管理；
（5）標簽分組、分類：標簽可以根據(jù)實際情況進行分組和分類。
3、報警管理
（1）按鈕報警設(shè)置：標簽有按鈕報警功能，當發(fā)生緊急情況時可按下按鈕發(fā)出報警信息；
（2）腕帶剪斷報警設(shè)置；
（3）越界報警：某些區(qū)域?qū)儆诮麉^(qū)，未經(jīng)允許的標簽進入將發(fā)出報警信息，或某些病人不能離開某個區(qū)域，一旦離開將發(fā)出報警信息；
（4）與管理信息系統(tǒng)不符報警： 病人在系統(tǒng)中已經(jīng)設(shè)定好了房間號，一旦病人進錯房間，將及時發(fā)出報警信息。
（5）消失報警設(shè)置——標簽消失有多種因素（如電池沒電、標簽越過信號覆蓋區(qū)域等），可以設(shè)置指定標簽的消失報警條件和報警級別，如該標簽消失了，將會觸發(fā)相應(yīng)的報警；
（6）電池低電報警設(shè)置——標簽每隔一段時間將會向系統(tǒng)報告一次自己的當前電量，可以在系統(tǒng)中設(shè)置電量最低界限，一旦標簽電量低于這個界限將會發(fā)出報警信息；
（7）未按規(guī)定路線報警——指定某個標簽在某段時間的行走軌跡，一旦發(fā)現(xiàn)該標簽偏離指定的行走軌跡達一定的時間，發(fā)出報警信息；
（8）無隨同人員報警——將病人標簽和醫(yī)護人員標簽綁定，一對一或多對多進行綁定，當病人標簽的行走軌跡和醫(yī)護人員標簽的行走軌跡不一致，并達一定時間，發(fā)出報警信息。
4、系統(tǒng)管理
（1）用戶管理：可設(shè)定各種用戶權(quán)限，用戶登錄系統(tǒng)后根據(jù)自己的權(quán)限進行相應(yīng)的操作和瀏覽符合權(quán)限的內(nèi)容。
（2）地圖如果已經(jīng)劃分區(qū)域，可設(shè)定各個標簽進出各區(qū)域的條件。
（3）AP定位器管理：監(jiān)控AP定位器工作狀態(tài)，查詢歷史記錄。
5、擴展功能
（1）與視頻監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動
1）右鍵點擊標簽，可選擇查看視頻監(jiān)控；
2）報警時可自動調(diào)用標簽所在位置附近的攝像頭，查看視頻。
（2）Wi-Fi PDA
（3）Wi-Fi手機通訊定位
1）Wi-Fi手機對講、多方會議、短信、記錄通話、信息查詢等多種功能
2）Wi-Fi手機定位
6、統(tǒng)計報表
（1）標簽警告記錄：查看所有標簽或指定標簽的所有警告記錄；
（2）查看標簽報表：查看標簽的重要報警，出入?yún)^(qū)域次數(shù)及停留時間統(tǒng)計；
（3）操作歷史記錄：查看用戶的操作歷史記錄；
（4）可根據(jù)時間段進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計；
（5）統(tǒng)計各項工作的執(zhí)行次數(shù)、單人的工作情況和閑置時間、每天各崗位的工作高峰期；
（6）對各告警事件發(fā)生的時間和區(qū)域進行統(tǒng)計分析；
（7）根據(jù)用戶自定義規(guī)則，按時間段統(tǒng)計保安巡邏次數(shù)、時間段和間隔時間。
五、定位算法和網(wǎng)絡(luò)設(shè)計
Wi-Fi定位系統(tǒng)是基于標準的IEEE 802.11無線局域網(wǎng)（WLAN）。定位算法是基于接收到Wi-Fi信號的強度（RSSI）。在覆蓋無線局域網(wǎng)的地方，定位標簽周期性地發(fā)出信號，無線局域網(wǎng)訪問點（AP）接收到信號后，將信號傳送給定位服務(wù)器。定位服務(wù)器根據(jù)信號的強弱判斷出標簽距離AP的位置，通過標簽到至少3個AP的距離可以算出標簽的位置，并通過電子地圖顯示具體位置。這是傳統(tǒng)的三角定位原理。
Wi-Fi 無線信號經(jīng)過反射后才到達接收器，而不是一條徑直的路徑，這樣就給定位計算帶來了很大的誤差，這種現(xiàn)象叫多路徑。因為室內(nèi)空間的障礙物會造成多路徑干擾,導(dǎo)致訊號變化較大,所以傳統(tǒng)的三角定位法不適用於室內(nèi)環(huán)境。我們采用基于RF指紋識別（FINGERPRINTING）的定位方法。在定位區(qū)域內(nèi)設(shè)置多個采樣點，將定位終端放在給個采樣點。我們的場景規(guī)劃工具可以把定位終端發(fā)射的信號特征記錄下來，根據(jù)這些特征和不同位置的信號建立信號紋來指示定位終端的位置。利用信號紋和相對應(yīng)的位置信息建立起數(shù)據(jù)庫后，定位系統(tǒng)根據(jù)實時收集到的信號特征，就能計算位置了。人體對標簽是有干擾的，我們的定位系統(tǒng)采用歷史移動軌跡、增加ＡＰ定位器、修正信號突變等方法盡量在算法上降低干擾帶來的定位誤差。
定位精度與定位目標、環(huán)境和定位器鋪設(shè)密度有關(guān)，定物可以達到3米甚至更好，定位人時由于人體干擾，精度在5-10米的半徑范圍。定位精度是和定位器分布密度、環(huán)境、定位對象的干擾有關(guān)的，所以無線定位的精度不是一個絕對的數(shù)字。一般說， 精度能達到3米－5米，有時會10米甚至更差。我們也有應(yīng)用能做到1.5米。定位器部署密度越高，定位精度越高。任何無線定位的技術(shù)，都會有定位誤差及不確定因素存在。我們建議實際應(yīng)用中，考慮到無線定位的特性，通過軟件解決精度的不確定因素。定位中會出現(xiàn)跳動，這是由于定位位置處于幾個定位點中間。
定位頻率可以設(shè)置為1秒或以上。網(wǎng)頁刷新時間為１秒。網(wǎng)絡(luò)傳輸也會耗費一定的時間，定位算法上為了避免人體對定位精度的干擾，在算法上做了特別調(diào)整，所以可能出現(xiàn)3-6秒的延時。 AP定位器 數(shù)量雖然會多，但是AP定位器的成本低，可以集中管理，可以通過POE方式供電。AP定位器無線發(fā)射功能可以禁止，所以大量AP定位器并沒有產(chǎn)生任何無線信號，這和普通AP是不同的，不會造成無線干擾。
在確定具體節(jié)點數(shù)量和位置之前，首先要從定位的需求考慮，確定需要定位區(qū)域和具體房間信息，需要考慮每個位置點的終端數(shù)量峰值，以及每個AP的吞吐能力。根據(jù)AP的功率，判斷AP的有效信號所能覆蓋范圍，保證覆蓋范圍內(nèi)的任何一個定位點所收到的AP信號中，至少有3個AP的RSSI值要大于-70，并且至少有一個AP的RSSI值要大于-50，根據(jù)實際的地理環(huán)境合理的安裝AP，具體布局因地而異，建議每3個AP的布局。一般每個AP的同時客戶端掃描能力在30-40 ，吞吐頻率在0.5毫秒。綜合以上參數(shù)合理的確定AP的位置點和安裝數(shù)量。
醫(yī)院環(huán)境復(fù)雜，為了確保精度,在重要的房間部署一個AP定位器，在走廊部署2到3個AP定位器，在進出門口部署一個AP定位器。
參考文獻：
1、陸偉良，實用醫(yī)院智能化系統(tǒng)工程[M]：南京：東南大學(xué)出版社，2009