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数智世界一触即达
图1医疗物联网架构图
?基于大数据的物联网海量数据处理、决策
?基于生态建设的物联网中间件云管理平台
?云化的基础架构,敏捷部署运营
?物联网AP:内置蓝牙,平滑升级RFID、ZigBee
?有线网络:通过有线网络将物联网网关接入平台
?3/4G:基于运营商网络的物联网卡接入平台
?LAWAN:利用NB-IoT、LoRa、LTE-e等低功耗广域网技术接入平台
?RFID、蓝牙、WIFI等多种频段回传数据
?涵盖智能化、信息化两套系统
业界常见的物联网实现技术有Wi-Fi、蓝牙、RFID、ZigBee以及LoRa等,各种技术的对比见下表。
医院内部的医疗设备,如PACS推车、呼吸机等设备会在不同科室间移动,在使用设备的时候经常出现设备找不到,甚至丢失的问题。借助于物联网标签以及物联网定位技术,可以实时确定设备位置、状态等信息,快速找到设备。同时,结合报表系统,能够统计汇总出设备的使用情况以及盈利情况等信息。医院输液一旦漏针,会造成严重医疗事故,通过输液泵的红外传感器和重力传感器系统,能够监测输液速度,并在漏针或者液体输完的时候,自动关闭输液,防止医疗事故的发生。通过心率、体温等传感器,可以在不打扰病人休息的情况下,完成生命体征测量,并自动记录到医疗系统中,既提高服务效率,又改善就医体验。
从上文的医疗物联网业务可以看出,医疗机构对物联网的需求是有很强的科室属性,也就是说应用范围和应用方式是根据业务定制化建设的。物联网射频信号,作为连接传感器和有线的载体,在信号覆盖方式上与Wi-Fi网络类似,越来越多的医疗机构在建设Wi-Fi网络的时候,考虑在Wi-Fi网络的基础上扩展物联网射频信号,避免在后期重复施工布线造成的浪费。
常见的Wi-Fi信号的物联网射频统一建设的模式有两种,一种是紧耦合模式,一种是松耦合模式。但是无论采取哪种模式建设,基于RFID、ZigBee等技术的物联网应用并不通用,医疗物联网硬件和软件是强绑定关系,不同厂商之间的硬件和软件系统是不能天然融合的。
紧耦合方式则是通过定制化的产品,将无线接入点设备内部集成了Wi-Fi射频的同时,支持PCIE插槽,通过定制化开发将RFID、ZigBee、蓝牙等射频插卡通过内置的方式集成在产品中,可以作为一款定制化的产品支持医疗物联网应用,如图2所示华为AP4050DN-E架构。这种方案的优点是能够一套网络满足多套信号的覆盖,节省重复投资建设造成的资源浪费。但是,紧耦合模式的缺点也很明显,大量的定制化开发工作造成了上线周期长的问题。同时内置插卡需要和无线接入点制定厂商深度对接,这样也造成了严重的技术壁垒,没有对接的厂商无法基于这一方案实现物联网射频基于AP设备平滑升级。
图2华为AP4050DN-E紧耦合模式
松耦合方式则是目前业界能看到最主流的方案,该方案在普通AP设备上,通过支持PoEOUT功能,用AP对物联网网关进行供电,完成基于Wi-Fi网络的物联网射频升级。该方案不仅在扩展方式上是开放的,没有厂商壁垒;同时,升级成本低,不需要任何定制化开发。
在医疗物联网的建设中,基于Wi-Fi的移动医疗是医疗物联网最基本的要求,同时也是方案的核心。在Wi-Fi信号的覆盖中,需要先建设完成无盲点的Wi-Fi网络,如图3所示。在Wi-Fi网络的设备选型中,考虑在每个房间、过道,以及门诊和会议室等开阔区域保留开放的物联网升级接口,满足在各种场景下的医疗物联网平滑升级。
图3医疗物联网建设方案
华为针对医疗场景给出定制化的解决方案。在病房和手术室采用敏分架构,敏分架构由中央AP9430与远端模块R250D-E组成,中央AP放置于弱电间,一个中央AP可以下挂24个,最多48个远端模块,中央AP和远端模块之间通过网线互联,中央AP负责管理,远端模块负责信号覆盖,具备以下优点:
1)更高带宽:每个房间802.11acWave2,最高1.2G带宽,入室双条流(业界最高性能);
2)避免施工:通过网线连接,施工更加方便;
3)方便管理运维:管理通过中央AP完成,管理节点减少95%,故障点可以定位(传统馈线方式无法定位天线故障和馈线故障);
4)更方便的扩展性:病房、过道的远端模块,全部支持PoEOUT功能,给物联网模块供电。架构更加开放,升级物联网应用无需定制化开发,也不存在业务厂商强制绑定;
5)内置蓝牙;
6)支持房间级定位:能够判断终端从哪个远端模块接入,达到房间级的定位。
医疗物联网技术的应用,可以帮助实现医院治疗、管理、服务过程的智能化、信息化,通过建立一体化的管理系统、护理体系、服务体制,可以帮助医院提高服务水平,优化了各项资源配置,从而提高了医院的工作效率,为病人提供更加人性化的服务。医疗物联网应用目前还处于探索和起步阶段,建设标准和建设模式也不尽相同。医疗机构需要结合自身业务需求,做整体和统一的规划,为医疗物联网建设预留开放的接口。同时,医疗物联网的不成熟造成了硬件和软件架构昂贵,在建设过程中可先采取试点的方式摸索出一套适合自身需求的建设模式,循序渐进地推广,最终实现医院拥抱医疗物联网。