基于物聯(lián)網(wǎng)的集群醫(yī)療監(jiān)控控制系統(tǒng)及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)療技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)的集群醫(yī)療監(jiān)控控制系統(tǒng)及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]醫(yī)院現(xiàn)有的各種檢測儀器都是單機(jī)工作，自帶顯示器，供醫(yī)護(hù)人員現(xiàn)場觀察記錄，但是現(xiàn)有的醫(yī)療技術(shù)在使用過程中存在以下缺陷:
I)由于醫(yī)院普遍存在醫(yī)護(hù)人員短缺和醫(yī)務(wù)人員負(fù)荷過重的問題，因此一般都是采用護(hù)士站和醫(yī)生集中辦公的方式提供醫(yī)療服務(wù)。這些檢測儀上共享數(shù)據(jù)和集群管理上幾乎是空白，缺乏集群和聯(lián)網(wǎng)意味著大部分的數(shù)據(jù)采集和檢測都是依靠人工完成，效率太低。在病人需要輸液或無法自理時(shí)，需要家屬或護(hù)工專人陪伴監(jiān)護(hù)，占用了大量的人力和時(shí)間。
[0003]2)有些醫(yī)院有病房的病人傳呼系統(tǒng)，是采用有線方式組網(wǎng)，且功能單一，只能提供按鍵尋呼功能。
[0004]3)現(xiàn)有的醫(yī)療儀器和監(jiān)控沒有辦法實(shí)現(xiàn)與互聯(lián)網(wǎng)和智能手機(jī)聯(lián)網(wǎng)，醫(yī)護(hù)人員和家屬無法實(shí)時(shí)知道突發(fā)情況，需要人工介入轉(zhuǎn)發(fā)信息。這樣效率和時(shí)效性都很低。
[0005]4)雖然現(xiàn)有醫(yī)院為了患者的信息可在醫(yī)療服務(wù)終端上能進(jìn)行保存，通常采用遠(yuǎn)程無線聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，但現(xiàn)在聯(lián)網(wǎng)技術(shù)主要用的是比較普遍的Wifi，藍(lán)牙和Zigbee。但是對于電池供電和需要長期工作的無線傳感器設(shè)備來說，Wifi的功耗太高，采用紐扣電池供電的輕型設(shè)備很難長期工作。藍(lán)牙和Zigbee的硬件成本略高，尤其是Zigbee，由于專利權(quán)的問題，芯片成本居高不下。在很多的應(yīng)用場景下，大部分時(shí)間休眠，特定事件觸發(fā)輸出的傳感器，需要的是簡單低速的無線傳輸手段，簡單的串行HDLC幀結(jié)構(gòu)是更加適合的方案。而在一個(gè)典型的醫(yī)院病房(包括特護(hù)病房)需要各種儀器和傳感器，有大型的插電工作的臺(tái)式設(shè)備，也有電池供電的微型設(shè)備(如脈搏監(jiān)控，溫度監(jiān)控，等)。因?yàn)椴煌脑O(shè)備有不同的數(shù)據(jù)傳輸要求和供電情況;因此上述的遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不符合病房與醫(yī)療終端進(jìn)行使用。
[0006]5)目前普遍的各種聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用都是運(yùn)行在TCP/IP上，藍(lán)牙，Zigbee，Wifi這些協(xié)議只是作為鏈路層協(xié)議實(shí)現(xiàn)設(shè)備的物理網(wǎng)絡(luò)聯(lián)通，因此沒有辦法將底層的鏈路層協(xié)議統(tǒng)一疊加到Wifi這種無線以太網(wǎng)的鏈路層協(xié)議上。
[0007]綜合上述描述，各個(gè)醫(yī)療場所需要一種可以遠(yuǎn)程集群監(jiān)控的系統(tǒng)把需要專人現(xiàn)場監(jiān)護(hù)的傳感器或醫(yī)療儀器集中監(jiān)控管理起來，才可以實(shí)現(xiàn)無人值守。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對上述技術(shù)中存在的不足之處，本發(fā)明提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)的集群醫(yī)療監(jiān)控控制系統(tǒng)及其控制方法，醫(yī)院和醫(yī)療機(jī)構(gòu)的病房采用集群管理，提升遠(yuǎn)程監(jiān)控和集群管理能力，可以大大提升醫(yī)護(hù)管理水平的同時(shí)，大大降低人員的負(fù)荷和時(shí)間耗費(fèi);并可實(shí)現(xiàn)無人值守。
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)的集群醫(yī)療監(jiān)控控制系統(tǒng)，包括低功耗無線傳感器組、可對不同協(xié)議之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換和互通的多協(xié)議無線網(wǎng)關(guān)組網(wǎng)、用于配置運(yùn)行狀態(tài)的集群服務(wù)器端和信息交互平臺(tái)；所述低功耗無線傳感器組通過多協(xié)議無線網(wǎng)關(guān)組網(wǎng)與集群服務(wù)器端交互通信連接，且集群服務(wù)器端通過信息交互平臺(tái)與用戶終端無線遠(yuǎn)程通信連接；
所述低功耗無線傳感器組檢測對應(yīng)的信號(hào)，并根據(jù)信號(hào)進(jìn)行判斷發(fā)生的事件數(shù)據(jù)，將事件數(shù)據(jù)封裝為多種協(xié)議格式的幀或者報(bào)文；
所述多協(xié)議無線網(wǎng)關(guān)組網(wǎng)接收多種協(xié)議格式的幀或者報(bào)文，并把內(nèi)容按照協(xié)議轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)規(guī)定的消息報(bào)文格式，并封裝到TCP/IP報(bào)文中后發(fā)送至集群服務(wù)器端；
所述集群服務(wù)器端上的對線程消息經(jīng)過排序調(diào)度處理后按照先后順序通過信息交互平臺(tái)發(fā)送至用戶終端;用戶終端可遠(yuǎn)程及時(shí)的得到發(fā)布的信息。
[0010]其中，所述多協(xié)議無線網(wǎng)關(guān)組網(wǎng)包括標(biāo)準(zhǔn)無線收發(fā)模塊、采用自定義的幀格式的ISM頻段無線收發(fā)模塊、用于配置管理低功耗無線傳感器組或收發(fā)數(shù)據(jù)報(bào)文的微基站管理模塊、實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一由TCP/IP承載的協(xié)議網(wǎng)關(guān)模塊和監(jiān)控模塊，所述標(biāo)準(zhǔn)無線收發(fā)模塊和ISM頻段無線收發(fā)模塊通過對應(yīng)的串行數(shù)據(jù)接口與微基站管理模塊連接，所述微基站管理模塊與協(xié)議網(wǎng)關(guān)模塊連接，所述監(jiān)控模塊的輸入端分別與微基站管理模塊和協(xié)議網(wǎng)關(guān)模塊連接，且監(jiān)控模塊通過分布式Wifi網(wǎng)絡(luò)與集群服務(wù)器端通信連接。
[0011]其中，所述微基站管理模塊包括自動(dòng)頻譜掃描分配單元和調(diào)制解調(diào)單元，所述自動(dòng)頻譜掃描分配單元與調(diào)制解調(diào)單元相連;通過自動(dòng)頻譜掃描分配單元周期性掃描2.4Ghz頻段內(nèi)的信號(hào)占用，并分配I?2個(gè)自用的導(dǎo)頻信道，以及4?8個(gè)通信信道，通過導(dǎo)頻信道廣播;在導(dǎo)頻信道上偵聽并獲取分配空閑信道的信息，在分配信道上發(fā)送;通過調(diào)制解調(diào)單元并采用分時(shí)復(fù)用和并行工作的方式進(jìn)行多端通信后輸出鏈路統(tǒng)一存儲(chǔ)交換。
[0012]其中，所述多協(xié)議無線網(wǎng)關(guān)組網(wǎng)還包括電池供電模塊和電源模塊，所述電池供電模塊通過電源模塊與監(jiān)控模塊的輸入端電連接;所述電源模塊包括將升壓穩(wěn)壓電路和低電壓檢測電路，所述電池供電模塊分別通過升壓穩(wěn)壓電路和低電壓檢測電路分別與監(jiān)控模塊電連接;且所述低電壓檢測電路檢測到電池供電模塊的電壓低于限定值時(shí)，監(jiān)控模塊發(fā)出警示;所述電池供電模塊的電壓高于限定值時(shí)，通過升壓穩(wěn)壓電路將電壓穩(wěn)定在設(shè)定的電壓。
[0013]其中，所述低功耗無線傳感器組中的每個(gè)低功耗無線傳感器包括用于感應(yīng)對應(yīng)信號(hào)的探頭、用于對感應(yīng)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集的數(shù)據(jù)采集模塊和用于對采集到的信號(hào)進(jìn)行檢測判斷的判斷控制模塊和通信模塊，采集到的信號(hào)經(jīng)過判斷控制模塊的濾波和去噪后得到穩(wěn)定的數(shù)據(jù)，基于該穩(wěn)定的數(shù)據(jù)判斷發(fā)生的事件，并將該事件數(shù)據(jù)封裝為多種協(xié)議格式的幀或者報(bào)文后封裝為TCP/IP的數(shù)據(jù)后依次通過通信模塊、對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)無線收發(fā)模塊和ISM頻段無線收發(fā)模塊發(fā)送至集群服務(wù)器端。
[0014]其中，所述低功耗無線傳感器組包括環(huán)境類的煙霧傳感器、溫濕度傳感器、PM2.5檢測傳感器、安防檢測傳感器及火警監(jiān)測傳感器、生命體征類的脈搏監(jiān)測傳感器、血壓監(jiān)測傳感器、體位監(jiān)測傳感器及呼吸監(jiān)測傳感器和醫(yī)療類點(diǎn)滴監(jiān)控傳感器。
[0015]其中，所述集群服務(wù)器端包括監(jiān)控警告控制模塊、計(jì)劃任務(wù)管理模塊和對警告信號(hào)及任務(wù)信號(hào)按照事件的重要程度優(yōu)先級(jí)排序調(diào)度的事件調(diào)度模塊;所述監(jiān)控警告控制模塊和計(jì)劃任務(wù)管理模塊分別與事件調(diào)度模塊的輸入端電連接，且所述事件調(diào)度模塊的輸出端通過信息交互平臺(tái)發(fā)送至用戶終端，并將運(yùn)行結(jié)果發(fā)送至用戶終端。
[0016]其中，所述事件調(diào)度模塊包括消息緩存單元、消息解析單元、事件調(diào)度器和事件處理單元，所述消息緩存單元依次通過消息解析單元和事件調(diào)度器與事件處理單元連接，且所述事件處理單元通過信息交互平臺(tái)發(fā)送至用戶終端;警告信號(hào)和任務(wù)信號(hào)存儲(chǔ)在消息緩存單元內(nèi)，由消息解析單元對該信號(hào)進(jìn)行解析，并將解析后得到的對象事件發(fā)送至事件調(diào)度器，由事件調(diào)度器對對象事件按優(yōu)先級(jí)處理的先后順序進(jìn)行調(diào)度，并將調(diào)度結(jié)果傳至事件處理單元進(jìn)行顯示，所述事件處理單元上顯示緊急告警隊(duì)列、重要告警隊(duì)列、重要任務(wù)隊(duì)列和一般任務(wù)隊(duì)列。
[0017]其中，所述信息交互平臺(tái)包括短信網(wǎng)關(guān)、微信網(wǎng)關(guān)或QQ網(wǎng)關(guān)。
[0018]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的集群醫(yī)療監(jiān)控控制方法，包括以下方法:
所述低功耗無線傳感器組檢測對應(yīng)的信號(hào)，并根據(jù)信號(hào)進(jìn)行判斷發(fā)生的事件數(shù)據(jù)，將事件數(shù)據(jù)封裝為多種協(xié)議格式的幀或者報(bào)文；
所述多協(xié)議無線網(wǎng)關(guān)組網(wǎng)接收多種協(xié)議格式的幀或者報(bào)文，并把內(nèi)容按照協(xié)議轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)規(guī)定的消息報(bào)文格式，并封裝到TCP/IP報(bào)文中后發(fā)送至集群服務(wù)器端；
所述集群服務(wù)器端上的對線程消息經(jīng)過排序調(diào)度處理后按照先后順序通過信息交互平臺(tái)發(fā)送至用戶終端;用戶終端可遠(yuǎn)程及時(shí)的得到發(fā)布的信息。
[0019]本發(fā)明的有益效果是:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的基于物聯(lián)網(wǎng)的集群醫(yī)療監(jiān)控控制系統(tǒng)及其控制方法，
I)通過低功耗無線傳感器組、多協(xié)議無線網(wǎng)關(guān)組網(wǎng)和集群服務(wù)器端之間的通信可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程集群監(jiān)控，該系統(tǒng)可把需要專人現(xiàn)場監(jiān)護(hù)的傳感器或醫(yī)療儀器集中監(jiān)控管理起來，這樣就可以實(shí)現(xiàn)無人值守；因此可以在醫(yī)院和醫(yī)療機(jī)構(gòu)的病房集群管理，提升遠(yuǎn)程監(jiān)控和集群管理能力，可以大大提升醫(yī)護(hù)管理水平的同時(shí)，大大降低人員的負(fù)荷和時(shí)間耗費(fèi)。
[0020]2)本發(fā)明采用的多協(xié)議無線網(wǎng)關(guān)組網(wǎng)，可對無線鏈路層協(xié)議實(shí)現(xiàn)本地終結(jié)，并統(tǒng)一由網(wǎng)關(guān)發(fā)