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关键词:无线网络;医院信息化;HIS系统;移动医疗
中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2015)09-0043-03
Abstract: With the rapid development of information technology, wireless network technology is increasingly being used in more and more industries and fields, but also gradually introduced into the management system of the hospital, there has been considerable hospital introduced the wireless network technology, has become the hot point of digital hospital construction at home and abroad. Our hospital has introduced this technology in some areas, including mobile, wireless mobile nursing rounds, mobile office information system and mobile asset management. Wireless data query and collection through a wireless network, has brought great changes to the clinical medical treatment, nursing and other aspects of the use of the traditional wireless network, improve work efficiency, reduce the cost at the same time, also in the control of medical defects and improve the economic benefit also has the very outstanding contributions. But the wireless network is still some security risks, only wireless network technology in order to better the use of safe and reasonable to set up a basic platform for other applications of solid, in order to ensure the safety of hospital information.
Key words: wireless network; hospital information system; HIS system; mobile health
1 应用需求
近年来,医院步入一个快速增长期,医院的信息化建设也已初具规模。医院正逐步与国际、国内信息化建设的新技术接轨,实现医院管理的科学化、现代化和数字化。临床信息化建设促使医院实现无纸化、无胶片化和无线化[1]。医院目前已经建成一套完整的医院管理系统,而无线局域网在医院的实施则必将推动医院信息化系统的建设提高到一个新的阶段。无线网络以其方便、快捷、及时等优点,日渐成为医院信息化建设的重要内容之一。随着无线网络技术的不断成熟,无线网络作为医院有线局域网的补充,具有其自身的巨大优势[2]。无线网络作有效克服有线网络的弊端,能够在移动中通过无线网络,实现医院信息系统医护数据的查询与录入,也可应用在医生移动查房、远程呼叫通信、床边监控和病人标识码识别等各个方面,提高医疗质量和工作效率,确保医疗安全[3]。随着医院信息化建设和计算机无线网络技术的逐步成熟,无线网络已经成为医院信息系统(Hospital Information System,HIS)的重要组成部分[4]。
2 无线网络技术架构
2.1 无线技术
无线局域网(Wireless LAN,WLAN),目前采用的技术主要是802.11a/b/g系列,覆盖距离为几十米至几百米,通常用于大楼内部以及园区内部的通信。WLAN就是利用无线信号技术在空中传输数据,作为传统的有线网络的一种替代方案和延伸,对于传统的有线网络,无线局域网的应用价值体现在:可移动性。由于没有线缆的现在,无线局域网可以将个人从办公桌解放出来,使得用户可以在不同的地方移动工作,可以随时随地地接入网络,实现信息访问,提高了办公效率,无线网络技术是移动医疗的基础架构。
2.2 智能识别――条形码技术
医院在诊断和治疗过程中,有大量药物信息和样本信息输入和识别以及数据处理,如果单纯依赖于人去判断完成,这样效率低下,同时也会有很多人为错误的出现。将智能识别技术的条码技术应用在病人身份识别,药物识别及标本识别等重要业务中使用越来越广泛。移动医疗服务体系,移动医疗业务系统通过对二维条码的识别技术,对病人信息索引的建立。通过条形码扫描技术不仅可以快速的确认信息,也可以消除人工判断带来的误差。
2.3 中间件技术
医院的数据中心中包含多个数据库服务平台,通过采用中间件技术屏蔽了硬件平台的差异性和操作系统与网络协议以及各个系统接口的异构性,确保了医院信息系统的模块化、可兼容性和可扩展性,同时也使得应用软件能够较平滑地运行于各个平台之上。通过采用中间件技术,实现了临床移动信息系统中重要的数据交换平台,便于对已存在的系统和未来可能需要建设的系统的集成,协调各个用户的系统需要完全实现数据中心各子数据库之间的数据交互服务,大大提高了各组成部分建设的灵活性。
2.4 移动医疗应用架构体系(如图1所示)
2.5 网络拓扑图(如图2所示)
3 无线网络技术在医院的应用
3.1 病区移动查房的应用
在病区组建无线网络后,解决了医生受网线的困扰,病区医生工作站和护士工作站不再受网线区域的控制,通过无线网络使用移动工作站登录医生站和护士站,在病区内移动,随时查询到患者的住院信息和检查结果以及其他监护信息,医生可以随时下医嘱,还可以使护士在病床旁就可以对患者的体征信息进行实时录入,在很大程度上改善了医生和护士对患者的病情及护理情况的跟踪和执行,将一些体格检查等信息录入计算机,可根据病人病情变化情况,当即开出医嘱,避免了查房后再次转抄医嘱或者凭记忆补开医嘱,产生重复的工作和不必要的错误发生,从而获得高效率、高质量的床边探视和护理。移动医护工作站可以实时查询医嘱执行情况,更好地辅助医嘱的全生命周期跟踪,加大了对工作过程的监控及管理[5],减少医疗纠纷。
3.2 无线网络用于床边护理
通过无线网络,将PDA、条码腕带等技术手段应用于临床护理,护理人员可以通过对病人生命特征,如:体温、呼吸、血压等数据的采集,能够实时监控病人生命体征的变化,能够帮助护士正确执行医嘱,执行医嘱时,可以实时三查七对,实时核对最新医嘱变化,避免护理差错,全程跟踪医疗服务过程,保证病人医疗安全,另外对医院管理也带来的一定的成效,无线网络与无线射频技术相结合,更便捷核对病人、核对药品,简化信息采集和录入手段。发放药品、输液:使用手持终端快速扫描病人的RFID标识号,则自动显示有关处理内容及应发放给病人的药品种类和数量等,并将每项工作完成资料等上传到信息库。
3.3 在仓库管理中的应用
通过对移动计算技术和无线网络技术的应用,借助先进的自动识别技术即条码技术,建成了基于条码管理的药品物资库房管理信息系统、资产管理系统。对仓库业务范围内的商品、仓储货位、单据等进行条码标识,使用条码识读设备进行作业过程的自动识别以确保作业过程中对各种对象识别的正确性。提高作业的效率,防止工作差错,并提高系统数据及时性、准确性。同时能够解决因固定资产种类多、分布广,容易出现资产闲置浪费、使用效率低、盘点难、资产流失、虚增资产的现象,加强固定资产管理、杜绝资产流失、虚增、闲置浪费,提高资产周转率,可以降低财务成本,给医院节流。
3.4 在门诊移动输液中的应用
利用无线网络技术的移动输液信息系统是在医院无线网络技术领域被广泛应用的另一个重要体系。为了避免由于门诊输液工作量大,业务繁忙而导致的差错,系统采用PDA、条形码及无线网络技术,实现了移动输液管理系统护士可以对病人的身份和药物上的条形码进行核对,减少差错率和医疗纠纷、提高医护人员的工作效率,保证患者的生命安全,杜绝了医疗差错,严格控制医疗事故的发生。同时通过无线网络实现的无线呼叫技术也便于护士及时响应,改善输液室环境,减轻护士工作强度、提高工作效率,提高患者对医院的满意度。
3.5 在标本采集系统的应用
自动化的标本采集系统计算机和无线局域网通信功能实现采用自动数据采集,可以让医院获得更多的收益。使得病人标本采集可以更准确的,大大的减少了出错的风险,减少了误诊的几率,使病人获得积极有效的治疗效果。在标本采集、处理时,通过手持终端确认病人身份与样品标签的信息是否吻合,并借助RFID读卡器快速获取样本的全部资料,避免人为错误的发生。
3.6 在无线网络用于呼叫通信
医院可以利用组建的无线网络用IP语音(VoIP)系统取代传统的通信设备,实现在同一个网络中传输语音和数据,可以提供双向的语音视频通信,在网络中实现传输语音和视频数据。医护人员通过手持设备可以接收患者的呼叫,也可以在医院系统中看到呼叫信息,及时了解患者的需求,因此让病人得到及时抢救和特殊护理。
4 无线网络技术应用于临床存在的问题及解决方案
4.1 安全策略的集中实现
智能无线网络体系结构,无线控制器将所有安全策略全部集中并统一和控制,包括用户身份认证控制,上网行为控制,访问控制,安全加密,入侵检测,病毒库,无线电频率管理,网络管理人员只要无线控制器配置安全策略,可以轻松地完成整个网络安全策略的配置,降低了工作量,也避免了无线接入点被盗产生的信息泄漏危机的风险。
4.2 安全的本地零配置
在传统的无线接网络中,非法用户可以通过无线接入点窃取访问密码等信息,然后入侵网络。通过智能无线接入点控制的无线控制器,使得智能无线接入点的产品不保存任何数据在本地,但都存储在实时无线控制器,使得智能无线接入点可以实现配置灵活,这对安全是非常有效的,完全杜绝了非法用户接入层盗取设备信息的可能,也大大简化了工作量。
4.3 非法AP、终端的入侵检测隔离
无线网络由于任何人都可以接入,所以无线网络得入侵保护就变得非常的重要。这包括预防非法连接和防范非法用户接入无线接入点。正常通道因恶意无线接入,侵占合法用户的正常工作信道,不仅会对干扰正常用户,而且由于非法设备的无线接入,非法用户进入有线网络。
5 小结
我院采用有线网络和无线网络相结合的网络架构体系,结合应用系统,使得整体设计方案具有较高的可靠性和全性,并具有良好的可扩展和管理等特性,使得医院信息的有效利用率和资源共享率都得到了一定的提高,医院的服务质量获得了较大的改善。随着医疗改革的快速推进,无线技术的发展创新,无线局域网在全球范围内医疗行业中的应用已经成为了一种趋势。医院正逐步地实现无纸化和无胶片化,无线网络技术达到更好的使用效果。无线网络有效地克服了有线网络的弊端,利用移动设备时随地进行生命体征数据采集、数据的查询和录入,在医生查房、床边护理、病人标识码识别等等,将充分发挥医疗信息系统的效能,突出数字化医院的技术优势。
参考文献:
[1] 牛伟,郭世泽,吴志军.无线局域网[M].北京:人民邮电出版社,2003:9.
[2] 汤黎明,刘铁兵,吴敏,等.医院无线网络查房系统实施方案的研究与应用[J].医疗设备信息,2008,23(8):1-2.
[3] 刘鲲,曲强.无线网络在医院中的应用及安全[J].医疗设备信息,2006,21(11):007.
关键词:无线网络 安全隐患 解决方案
中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)09(a)-0018-01
1 引言
1.1 无线网络简介
无线网络是以电磁波为信息交换介质进行网络信息的传递与共享,根据网络覆盖范围、速率以及用途可大概分为以下几类。
无线广域网(WWAN,Wireless Wide Area Network)是通过卫星进行数据通信,覆盖范围广,典型技术有3G、4G传输速率较快。
无线城域网(WMAN,Wireless Metropolitan Area Network)主要是移动电话或车载装置移动通信,覆盖城市大部分地区,代表技术有IEEE802.20标准、IEEE802.16标准体系。
无线局域网(WLAN,Wireless Local Area Networks)覆盖范围较小,连接距离50~100m,代表技术有IEEE802.11系列和HomeRF技术。
无线个域网(WPAN,Wireless Personal Area Network)一般指个人计算中无线设备间的网络,传输距离一般为10 m,代表技术有IEEE802.15、ZigBee和Bluetooth技术。
无线体域网(BAN,Body Area Network)主要是指体表或体内传感器间的无线通信,多应用于医疗、军事方面,传输距离约为2m。
1.2 无线网络安全现状
无线网络传输媒体的开放性,、网络中应用终端的移动性、网络拓扑的动态性等都增加了网络安全风险。只要在特定无线电波范围内,通过适当的设备即可捕获网络信号,从而轻易传播病毒或间谍软件,且由于无线终端的计算和存储有限,故不能直接应用有线网络中的成熟的安全方案和相关技术。一般而言,由电信等ISP部署的较大无线网络,其安全机制较为完善,而中小规模的无线网络则可能由于技术水平、安全意识、硬件设备投入等因素造成安全性较低,总之,无线网络安全性能差,安全管理难度大,且管理措施实施困难。
2 无线网络安全问题
2.1 网络隐蔽性差
无线网络是运用射频技术连接网络,通过一定频率范围的无线电波传输数据,在信号范围内黑客可以凭借一台接受设备,例如,配有无线网卡的计算机便可轻易登陆该无线网。
2.2 防范意识差
很多无线网络用户都未设置安全机制或设置较为简易密码,这一现象多见家庭用户。这就为他人非法侵入提供了条件,埋下重大安全隐患。
2.3 窃听、截取和监听
所谓窃听是指偷听流经网络的计算机通信的电子形式;监听是对未使用加密认证的通信内容进行监听,并通过终端获得内容,或通过工具软件监听、截取并分析通信信息,来破解密钥得到明文信息,来辅助进一步攻击。
2.4 拒绝服务
这类攻击中攻击者恶意占用主机或网络几乎所有资源,或是攻击无线网络中的设备使其拒绝服务,再或是利用同频信号干扰无线信道工作,从而造成用户无法正常使用网络。
2.5 非授权访问
无线网络的开放身份验证只需提供SSID或正确WEP密钥即可,容易受黑客攻击。而共享机密身份验证的“口令-响应”过程则是通过明文传送的,故极易被破解用于加密的密钥。此外,由于802.1x身份验证只是服务器对用户进行验证,故容易遭到“中间人”窃取验证信息从而非法访问网络。
3 无线网络安全解决方案
3.1 接入控制
合理控制所有接入无线网络的所有的物理终端,例如,针对设备信号覆盖范围问题,须选择合理的位置,限制可达无线基站范围以内的控制访问量。
要求所有无线网络用户设置一个严格的身份验证安全机制,建立用户认证,对网络中的设备定期进行密码变换。也可利用直接序列扩频技术(DSSS)加强硬件的抗干扰性,利用WEP和WPA加密技术,避免入侵。面对授权用户设置授权区域和可访问的资源,对于非法入侵者一律拒绝访问。
3.2 隔离策略
在构建企业、校园无线网络时,要注意与内部网络的隔离,在AP和内网之间设置防火墙、筛选器等设备避免无线网络被攻击后的进一步的侵害。且由于无线网络用户的不确定性和移动性,需要对用户之间的互访进行隔离,使客户端只能访问AP接入的网络,保证各方之间的安全接入。
3.3 数据安全
对于无线网络中的数据安全,首先鼓励相关用户积极使用无线加密协议对无线网络中的信息进行加密,防止非法用户对无线网中的信息进行篡改、截取等操作。再者,无线网络数据安全防范主要措施在于网络动态主机配置协议的禁用,同时还要设置无线设备的MAC地址过滤功能,有效控制无线客户端的接入。此外合理管理IP分配方式也至关重要,或通过动态分配减轻繁琐的管理工作,或通过静态地址控制IP,防止入侵者自动获取。最后,无线网络之间的数据传输中要禁止SSID广播并改变服务集标识符,以保证用户终端接入点和网络设备之间的相对独立,从而确保无线网络数据的安全。
4 结语
无线网络进一步加强了人们日常生活与网络之间的联系,极大地便捷和丰富了人们的生活,尤其在电商经济高速发展的大背景下,它具有极大的经济前景,当然也要对其技术背后的安全性问题有足够认识,只有同时注意到它的优势与风险,才能更好发挥其潜力。
总之没有绝对安全的网络,只有足够的安全防范意识,合适的防范措施,不断改进的技术与管理才能真正保证无线网络环境的安全。
参考文献
[1] 朱建民.无线网络安全方法与技术研究[D].西安电子科技大学博士论文.
[2] 张丽.无线网络安全的思考[J].科技创新论坛・硅谷,2012(6).
[3] 杨天化.浅谈无线网络安全及防范策略[J].浙江工贸职业技术学院学报,2006(2).
梦想开始的地方
智慧医疗包括两大内容:物联网和传感器技术。通过传感设备(RFID、扫描仪等)进行患者的身份管理,形成HIS中的患者主索引(Master patient index),并在此基础上按照约定的业务逻辑和网络协议,进行信息的交换和通讯,后台中央处理机对收集到的庞大的数据进行逻辑上业务模型融合计算,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。卫生部信息化领导小组办公室高燕婕副主任指出:智慧医疗可以实现医疗服务领域的四大“梦想”——通过推广数字医疗,可以以很便宜的价格把现有的医疗监护设备无线化,进而大大降低公众医疗成本;实现信息在医疗卫生领域各参与主体间共享互通,将有利于医疗信息充分共享;实现我国医疗服务的现代化,提升医疗服务现代化水平;通过信息化手段实现远程医疗和自助医疗,有利于缓解医疗资源紧缺的压力。不难发现,移动医护正是实现智慧医疗的起点。
近几年,在国家政策的重点扶持和大力投入下,我国医疗卫生事业快速发展,医院信息化建设迅速普及,医院IT应用也随之发生了较大的变化,从虚拟化到移动化,利用各种智能终端、无线技术,实现一体化的业务。特别是Windows8推出后,市场将提供更多的移动终端供医院选择,届时,医生可以在病床旁通过无线智能终端调阅病人的资料,护士也可以通过扫描腕带和药品来精准护理,医护人员可以更加方便地进行病人信息的采集和利用。这对提升医护人员的工作效率、保障患者安全、提升服务质量与患者满意度具有重要意义。
卫生部统计信息中心王才有副主任认为,移动医护在数字化医院建设领域,是一个十分高端又现实的话题。“因为移动护理的实现,并不那么简单。其目的就是帮助医护人员尽可能地更加贴近患者,提高工作效率,减少医疗护理中的差错。更重要的是,改善广大患者的就医感受。” 据了解,移动医护在医疗行业呈现整体蓬勃发展的态势,不仅大型三甲医院,就连许多县级医院,都在考虑部署无线网络。
难点与实践
不过,移动医护对于数字化医院建设,确实又是一个比较新的课题,具有很大的创新应用潜力,尤其是在病房这个特殊的场景中,移动医护的终端设备购买都属于基础设施的固定支出,而实际的应用门槛主要体现在无线网络的设置上,对于医院的应用场景来说,难点主要体现在以下几个方面:一是因为病房墙体厚、病房结构复杂等造成的信号差的问题;二是无线AP间干扰、频繁漫游造成的系统掉线和反复验证的问题;三是无线网络的开放性特点,有可能造成患者信息泄露的信息安全问题。
锐捷网络医疗行业部总经理杨靖告诉《中国信息化周报》记者,移动医护工作的开展依托于无线网络全方位、高性能、高可靠性的覆盖,只有实现医院无线信号全病区零死角覆盖、无线终端安全保障等,才能为移动医护顺利开展、提升患者满意度提供有效支撑。由于传统的无线接入技术存在着很多弊端,很多开展无线医护的医院一直未能达到预期的收益。为此,锐捷网络针对移动医护工作的三大障碍,推出了无线智分解决方案,实现了随时随地、连续高效、安全放心的移动医护无线网络保障。同时,锐捷网络积极与Intel及医疗软件厂商合作,共同在医疗业务软件系统、终端嵌入式技术等领域发挥各自的特点,共同为医院信息化建设的新任务和新需求提供一体化的产品和服务。
《中国信息化周报》记者在对数十位医院CIO调查后,了解到移动医护对无线网络的需求体现在四点:为不影响正常业务,护士在移动过程不能因为无线漫游现象而使业务延迟或中断;在走廊和病房内部任何地方和角落都需要较强的信号;安装部署快捷,所有元器件都能够在发生故障时可快速定位,方便运维;绿色健康的无线网络,避免使用大功率、高增益的设备;安全有效,避免信息泄露。
移动医护的颗颗明珠
鄂尔多斯,蒙语意为“很多的宫殿”。在这片人口仅为195万人口的地区,近年来赫然矗立起一座数字化医院——鄂尔多斯市中心医院,成为西北部地区医院在信息化建设领域的不可多得的一颗闪亮明珠,经验可全国分享。
近几年来,鄂尔多斯市中心医院信息化建设累计投入近6000万元。鄂尔多斯市中心医院王志发院长介绍,该医院通过实施无线查房系统,实现了对输液、医嘱执行、电子三单、给药流程的全过程管理,提高了医护效率,预防和减少医疗差错。全院共有35个病区部署开展了移动医护,1400多名医护人员能够熟练开展相关操作。全院共配发200台PDA,120台平板电脑。每个护士站平均5台PDA,每个科室平均3台平板电脑。全院共有280个无线AP接入点,实现了全院无线网络覆盖。“我们感觉无线网的速度比以前有了很明显的提高。”该院一位护士说。而这一体验的改变,正是来自于该院全面采用了锐捷网络在无线网络信号覆盖方面的一项独有的技术方案——无线智分方案。鄂尔多斯市中心医院是一座墙体厚实、甚至病区房门都包上了一层铁皮的坚固建筑,这给无线网络的部署带来了巨大的考验。尤其是病区卫生间背后还存在着信号“死角”,医护人员走到这个角落开展移动查房、床旁护理时,总是找不到信号或掉线;而铁皮门也对安装在走廊里的AP所发射的信号带来直接的屏蔽作用,只要门一关上,病房内的信号就会受到严重的干扰。
通过比较传统的放装、室分等方法后,锐捷网络的工程师们最终创新性地设计了智分方案。即采用802.11n?的AP通过馈线连接6个天线,而且每个天线均安装在房间内。同时,为了不引起患者对无线信号辐射的过多注意和反感,锐捷网络特地将天线设计成一个电源盒一样的形状大小。这样一来,病房卫生间背后的“死角”问题就迎刃而解。
近期,锐捷网络在 “无线智分”解决方案的基础上又推出了“医疗智分零漫游解决方案”,创新性的推出了智分基站和智分单元。记者了解到,鞍钢医院之前的移动医护因存在无线漫游,移动医护业务开展并不顺畅,护士和医生投诉很多,院方希望有一个真正为移动医护量身设计的解决方案彻底实现移动医护业务顺利开展,以尝试的心态在一层业务区部署锐捷网络的医疗智分零漫游解决方案,而这一层业务区对部署后效果反馈超乎想象,“覆盖效果非常好,很顺畅。”
与此同时,WLAN应用逐步走向普及与多样化,对无线网络设备的品质要求也“水涨船高”。用户的应用已远远不止“在交换机上插合AP,将终端连上网”那么简单,无线网络设备在应用模式、使用环境、工程部署等诸多方面都面临着新的挑战,对自身品质的要求也已非同日而语。怎样才算真正的高品质WLAN?H3C认为,以下四个因素缺一不可。
“基因”前提:先避的制作工艺及质保体系
无论针对何种产品,产品自身的质量都是衡量其优劣的基础前提。无线网络设备的产品质量,无疑是保障无线品质的“基因”前提。
与普通的网络设备相比,无线网络设备的工作环境更为复杂和恶劣,不仅需要能抵抗酷暑严寒,更需要在各种环境下都保持正常的工作状态。这就要求无线设备的防雷、防水、防潮、防尘、散热等手段必须足够到位。试想,如果一台AP因为淋了雨就会“罢工”,品质从何谈起?
为此,H3C在无线设备中融入了系列的专业设计。例如:在防雷设计方面,H3C室外AP网口和天馈口从差模和共模两方面实现对设备端口的防护,其单板级别的防护和抗3KA冲击电流的设计均采用世界领先技术;在散热方面,H3C在设计中采用灵活多变的接触散热,将内部热量直接传导到外壳上,保证设备良好的运行环境。
此外,严格的99.999%可靠性测试也是H3C无线产品,必须经历的众多测试流程之一。为确保产品质量,H3C斥资3500余万元建成可靠性实验室。该实验室曾获得8项国际认证资质,拥有50余个实验项目的测试能力,H3C无线产品只有在这里接受安全性、电磁兼容性、环境适应性和可靠性等几个领域的严格测试与检验,全面满足ETSI EN301489-1/17,FCC Part 15以及无线终端射频等相关国际标准后,方能正式投放市场。
必备要素:深厚的技术内涵
品质WLAN,不仅考量产品的工艺质量,还应具备雄厚技术实力以满足用户多样复杂的实际需求。
从当前市场来看,WLAN应用规模日趋庞大、产品种类复杂,宽带业务、流媒体业务、Vol?语音、P2P等应用刺激数据流量激增,与有线网络的安全、部署、管理等方面的融合需求也日趋紧迫。为此,H3C结合自身有线网络技术的深厚积累,创新推出有线无线一体化方案。方案中提出安全融合、应用融合和管理融合的理念,符合了在目前产业融合、网络融合、业务融合、终端融合现状下建设无线局域网的趋势,保证了方案的实用性。同时,H3C积极参与并领跑WLAN系列标准组织,保证了一体化方案的技术前瞻性,如加入Wi-Fi联盟、WAPI联盟,为联盟产品互通和WAPI标准的推广提供支撑,并在IETF大会上提出CAPWAP网管RFC标准。目前,H3C正积极参与中国宽带无线IP标准工作组相关标准的制定。
优势体现:丰富的工程部署经验
和有线网络不同,WLAN网络是一项相对复杂的工程,其应用的成功与否不仅仅取决于产品和解决方案的好坏,工程部署也是项目中至关重要的关键环节,也是对前期勘测、方案设计的阶段性工作检验。由于无线网络的特殊性,工程部署质量好坏会直接影响到用户的使用效果和体验。同样的解决方案,工程部署不合理,应用效果会大打折扣。尤其随着网络应用方案的日趋丰富、覆盖范围的扩大,在复杂环境中如何让无线网络部署最优,是当前无线项目中的一大难题。
要保证无线应用的高品质,在WLAN工程部署上,必须按照方案制定、项目实施、业务优化调整来进行,各步骤之间需要紧密配合,才能保证系统应用的最终效果。在整个部署过程中,需要针对室内与室外的不同环境特点,有针对性地设计部署方案,在特殊环境下,需要考虑环境变化、信号损耗、干扰影响等因素,通常通过软件模拟、现场实测、现场人工勘察相结合的方式为用户制定合理的无线覆盖方案,从而保证所有人都能顺畅地访问到高品质的无线网络。
为确保无线网络工程的顺利实施,H3C专门成立了无线工程督导团队,目前已经成功实施了国家大剧院、首都国际机场T3航站楼、青藏铁路那曲物流中心、北京总医院、北京师范大学、广州国际金融中心、上海无线城市、拉萨无线城市等各行各业众多无线网络工程的部署,积累了丰富的无线项目实施工程经验,能充分保证项目进度,也让用户的无线应用后顾无忧。
绿色:不仅仅是一种理念
除上述提到的三点以外,无线网络设备是否足够“绿色”也是需要综合考虑的品质之一,其中的关键问题包括排放、能耗、回收和辐射等。只有从产品设计和工艺源头抓起,通过器件和工艺环保节能设计、智能电源控制和散热系统节能设计、高可靠性设计、有线无线~体化网管等一系列自主开发技术的综合运用,才能推出真正符合用户需求的高质量WLAN。此外,结合全面考虑客户的设备成本、运营成本和机会成本,有效降低整体建网TCO,更可将绿色落到实处。
关键词:医院;网络安全;无线网络;安全建设
无线网络是采用无线通信技术实现的网络,它既包括允许用户建立远距离无线连接的语音和数据网络,也包括为近距离无线连接进行优化的红外线技术及射频技术,与有线网络的用途十分类似,最大的不同在于传输媒介的不同,利用无线电技术取代网线,可以和有线网络互为备份。伴随着临床信息化,医院正逐步地实现无纸化、无胶片化和无线化,医院无线网络技术的不断成熟和普及。利用PDA、平板无线电脑和移动手推车随时随地进行生命体征数据采集、医护数据的查询与录入、医生查房、床边护理、呼叫通信、护理监控、药物配送、病人标识码识别等,充分发挥医疗信息系统的效能,突出数字化医院的技术优势,但同时医院无线网络也面临有较大的安全威胁。因此,全面实现医院无线网络安全建设是医院网络建设中较为重要的一个环节。
1无线网络安全建设措施
1.1安全策略集中控制
构建智能化无线网络构架,将无线网络安全控制策略全部集中到网络控制器上进行统一的控制和,包含有:无线电频率管理、无线入侵检测、病毒库、安全加密、入网行为控制等。将无线网络安全策略使用到网络管理上,防止由于无线网络数据被盗而产生的安全信息泄露。
1.2接入点零配置
在日常使用的普通无线网络中,黑客能够通过窃取无线网络接入点的方式获得密码从而进入到无线网络中。在无线网络控制器上对无线接入点进行智能控制,保证本地不保存无线网络接入点的任何数据,并将全部的数据存储到无线网络控制器,在无线网络接入点上实现零配置,这在很大程度上能够提升无线网络运行的安全性,较大程度的降低了黑客窃取无线网络信息的可能性,本地的接入工作量也得到了较大的简化。
1.3病毒入侵防护
首先是准入检查,当无线网络接收器尝试进入到无线网络时,在进行用户认证之前对无线网络系统中防病毒定义、防病毒软件、操作系统补丁等进行全面的检查,若检查未通过则其则禁止进入到无线网络中,也可以将无线网络用户重定到具体的某一台升级服务器上,只有其安装指定的防病毒软件、系统补丁之后才能接入到无线网络中。其次是数据检查,通过了第一步的准入检查之后,通过数据检查才能实现对无线网络数据的有效监控与检查,通过设置对应的策略,将所有用户的数据,进行全面的防病毒数据检查,若通过检查,则进行数据的传输,若不能通过检查,则将数据丢弃,从而全面的实现对无线网络终端的病毒防护。
1.4非法入侵检测
无线网络的访问接入点和有线网络集线器较为类似,为整个网络的中心,其为移动客户端接入到网络的中心节点,可以将其简洁方便的安装到墙壁或者天花板上,仅需要对无线AP能够覆盖的区域进行针对性的设置,就能够连接到无线网络中,这就导致非法的AP可通过设置进入到无线网络中,给无线网络造成较大的安全隐患,出现网络宽带安全和数据安全等相关的问题。例如,当非法的AP用户对合法的无线网络接入点进行侵扰时,常常被误认为AP运行不稳定或者无线电波信号不稳定等相关的情况,严重时会出现无线网络连接中断,而网络管理人员不能在第一时间内收到报警。通过在无线网络中设置非法入侵检测,利用无线网络架构技术,可以在无线网络中设置无线网络入侵模式库,可以将异常的无线网络数据检测出来,显示并记录无线网络入侵格式,自动的开启对应的警报和保护响应。
1.5安全准入控制
首先为身份认证,对无线网络的身份进行行为授权,避免非法授权终端的进入,通过无线网络用户硬盘ID的绑定及无线网络身份权限的授权,从而实现和无线网络安全设备的联动,拒绝未授权用户的访问。其次为设置安全策略,应对无线网络设置统一的安全策略。当无线网络终端接入到无线网络后,立刻进行多策略安全检查,例如进行注册表、进程检查,防病毒软件、补丁监测等。动态策略管理提供可定制、可扩展的安全策略,可分组织和角色灵活实施;提供多种安装策略并基于系统环境选择安装,及时、主动消除各种安全缺口;提供上网行为审计、USB移动存储设备、系统进程监控等安全策略,对用户违规行为进行审计和取证,帮助提高用户安全意识,保障IT资源的合理使用。系统自动收集终端软、硬件资产信息,跟踪资产变更,实现资产管理IT化,保障信息资产可控可管。
2医院无线网络安全建设应用实践
2.1无线网络拓扑结构
某三级甲等医院在医院内建设了无线网络,从而保证医院内无线网络的全覆盖,为医院内网络用户提供一个便捷安全的网络环境。
2.2无线网络设计与部署
无线网络控制采用有源以太网作为交换机,采用了大容量的无线AP,接入点采用智能零漫游无线接入。POE网络交换机采用了1000M以太网网络连接,数据传输采用了大容量无线AP,利用专用的超柔性馈线实现对功率分配器的连接,智能单元通过穿墙进入室内,从而实现医院内无线信号的全覆盖,室内的大容量无线AP可通过放装的方式较好的达到了医院开放式区域内部对无线信号覆盖的需求。
2.3无线控制器冗余备份
在进行无线网络控制器设置时,采用了N+1冗余集群备份技术,将其中的一台控制器作为中心控制器,剩下的N台控制器作为辅助控制器。当进行无线网络的初始化时,仅仅主控制器能够进行AP注册请求,在主控制器内实现无线网络的协议配置和接入点控制,并将无线网络备份控制信息传输给每一个AP,然后每一个AP可以通过备份构建一条虚拟的WAP网络,当无线网络出现网络切换时,网络切换均在50mm之内,保证用户体验良好不会出现掉线情况。
2.4非法信号监测
无线网络利用智能无线AP,设置2种模式实现对非法电磁信号的监测,其一为对AP每隔一定的时间进行在线安全扫描;其二为将AP设置为连续监控的无线网络安全监控扫描模式。通过设置上述2种方式,智能无线AP按照预先的设置实现对周边环境中所有的MAC地址的检测,可实现对无线网络服务集标示、通道信息的全面安全检查。对未经授权的AP可实现自动识别和警告,从而更好的防止非法信号的侵扰。
2.5认证鉴别机制
为了更好的保证无线网络数据的安全性,需对无线网络的接入点进行准入认证设置,本次无线网络构建采用了Mac和Web认证方式,因为操作系统差异化,对不同类型的移动终端,采用了不同种类的操作系统,另外针对Web认证系统兼容性较为局限的特点,在进行Web认证鉴别时,通过将MAC地址绑定的方式进行了双重认证鉴别,从而在医院内实现了网络安全全部鉴别,当移动终端被授权之后,只有获得CA安全证书,并保证和MAC地址一致后才能进入到无线网络内,并通过设置双重认证鉴别的方式,来实现对无线网络安全身份的识别,拦阻了外来非法无线终端的接入。
3结论
综上分析,在医院内部增强自身的无线网络安全建设对于保证自身无线网络的正常使用有着非常重要的作用。因此,医院网络维护人员,应结合本院无线网络使用方式与特点,建立针对性的无线网络安全保护措施,使无线网络更好的为医院服务。
作者:柯传琪 单位:福建中医药大学附属第二人民医院
参考文献:
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[2]刘华.锐捷网络医院无线网络解决方案助力总参总医院移动医疗建设[J].中国数字医学,2012(1):67.
关键词:无线局域网;无线网络的应用
中图分类号:TN925.93 文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2011) 19-0000-01
Overview of Wireless Local Area Network System
Jiang Hong
(Jilin Standing Committee Office,Information Center,Changchun130021,China)
Abstract:The wireless network is the computer network and wireless communication technology product of the combination,this wireless network,especially wireless LAN definition,characteristics,technical standards are discussed.And describes the application of wireless networks.
Keywords:Wireless LAN;Wireless network applications
一、无线网络定义
无线网络是利用无线电波来实现计算机设备与位置无关的网络数据传送的系统,是一种灵巧的数据传输系统,从有线网络系统自然延伸出来,用无线射频(RF)技术通过电波收发数据,从而减少电缆连接。
二、无线网络的特点
(一)移动性强。无线网络设置允许用户在任何时间、任何地点访问网络数据,不需要指定明确的访问地点,因此用户可以在网络中漫游。
(二)安装便捷。无线局域网可以免去或最大程度地减少网络布线的工作量,一般只要安装一个或多个接入点设备,就可建立覆盖整个区域的局域网络。
(三)有较高的安全性和较强的灵活性。由于采用了一系列的无线扩展频谱技术,使得其高度安全可靠;无线网络组网灵活、增加和减少主机相当容易。
(四)故障定位容易。有线网络一旦出现物理故障,尤其是由于线路连接不良而造成的网络中断,往往很难查明,而且检修线路需要付出很大的代价。无线网络则很容易定位故障,只需更换故障设备即可恢复网络连接。
(五)低成本。使用无线网络可以避免铺设线缆的高成本费用、租用线路的月租费用以及当设备需要移动而增加的相关费用,所以无线局域网可以极大地降低组网成本。
三、无线网络主要协议标准
(一)IEEE 802.11标准。IEEE 802.11无线局域网标准的制定是无线网络技术发展的一个里程碑。IEEE 802.11系列标准为建设无线局域网及开发与它相关的产品提供了技术上统一的依据和口径,使得无线局域网在各种有移动要求的环境中被广泛接受。它是无线局域网目前最常用的传输协议。
(二)蓝牙(bluetooth)。蓝牙是一种支持设备短距离通信(一般是10m以内)的无线电技术。能在包括移动电话、个人数据助理(Psersonal Digital Assistant,PDA)、无线耳机、笔记本计算机、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。蓝牙的标准是IEEE 802.15,工作在2.4GHz的频段上,带宽为1 mbps。
(三)Home RF。Home RF是由Home RF工作组开发的,是在家庭区域范围内的任何地方,在PC机和用户电子设备之间实现无线数字通信的开放性工业标准。作为无线技术方案,它代替了需要铺设昂贵传输线的有线家庭网络,为网络中的设备,如笔记本电脑和Internet应用提供了漫游功能。Home RF工作频段是2.4GHz,支持数据和音频。
四、应用领域
(一)交通运输领域。交通运输行业的重要特征就是流动性,而迅速流动的特征及对象正是无线网络产品的主要针对市场,在空旷的码头、机场、货物集散中心这些场合,利用无线网络产品可以在不依赖环境的情况下构建局域网络。在交通运输行业,可以在以下很多方面应用无线网络产品,计算机辅助调度、实时远程交通报告系统、车队指挥及控制、无线安全监控、航空行李及货物控制、移动售票服务、机场旅客通过无线接入INTERNET服务。
(二)石油工业领域。WLAN系统可以提供从钻井工作台到压缩机房的数据链路,以便能方便地显示输出一些重要的信息数据,同时也能输入一些控制信息等。海上钻井作业系统由于地理环境等限制,所以不大可能铺设有线电缆或光缆来提供数据通信服务,因为这样做不仅施工难度很高,而且成本也非常昂贵,但是WLAN系统就可以很方便地在这样特殊的地理环境里建设起来,有着非常好的性价比,而且WLAN系统的数据传输速率和数据的可靠性也完全能够满足要求。
(三)医院网络建设方面。在医院网络建设方面,无线局域网也有非常大的优势。虽然现在很多医院信息系统非常发达,一般都拥有大量的医疗监护设备、计算机控制的医疗装置、药品库存和供应管理系统及医疗信息资源管理系统和专家会诊系统等,但是如果能很好地利用无线局域网技术,更能使医院的信息系统发挥出更大的作用和威力,例如,医生和护士可以不必携带沉重的病历,取而代之的是电子移动设备,在任何地方、任何紧急时刻便能迅速地调出有关病人的详细信息,为快速、准确的诊断和治疗提供及时的服务。在病人出现紧急情况,需要马上进行专家会诊时,那么无线网络系统也可以提供非常好的服务支持,甚至都不需要像传统做法那样,众多专家必须聚集在一起才可以会诊,这些专家完全可以不受地理范围的约束,在最快、最短的时间内给紧急病人进行会诊。
2008年,上海加大了“无线城市”的建设力度,以更好地服务世博会、服务上海信息化,为此,上海建设了2000余个无线热点,优先覆盖商务楼、中小型商务谈判场所、繁华地段等区域。
上海电信是上海城市信息化建设的主力军,目前,上海电信与各区县政府的无线城市合作已经全面铺开,“无线上海”的总体目标是: 打造覆盖全市的无线高速宽带互联网,分期实现各区县重点区域的无线覆盖,2~3年内使“无线上海”的基础设施建设形成规模,实现重点区域内热点基本覆盖,并应用在社会公共服务、电子政务、应急联动、无线监控、企业信息化等方面。
“无线上海”作为未来上海的一张数字名片,属于重大工程项目,上海电信对“无线上海”的建设模式、技术标准和组网方案等都进行了长期的考察和论证,并要求对产品严格测试,对方案充分验证,综合考虑投资成本和售后服务。
可运营、可管理的一体化解决方案
针对公众运营无线网络的业务与技术需求,上海电信采用可运营、可管理的一体化解决方案来构建“无线上海”。
“无线上海”广泛采用运营级的WLAN解决方案(如图所示),Wi-Fi技术具有较强的带宽优势,能够满足高带宽的多媒体、语音和视频业务需求。相对而言,Wi-Fi是一种无线局域网技术,更加适合于无线热点、热区的需求; 而对于数据业务量稀少的地方,则使用3G提供无线方案,上海电信提供的CDMA EV-DO能实现静止2Mbps、中低速384Kbps、高速144Kbps的传输速率。
“无线上海”的建设,在技术和方案上重点考虑了如下特性:
1. 接口类型丰富,组网灵活
“无线上海”需要有专门的室外型产品,能极大地减少安装组件,另外要求室外型AP设备除提供以太网接口外,还必须支持光纤接口,以提高设备对室外长距离部署环境的适应性,减少因配置光电转换模块而增加网络故障点的概率。
2. 管理模式灵活
“无线上海”的WLAN网络需要有丰富的管理特性。“三分建设、七分管理”,目前各厂商设备功能和性能参差不齐,如果只能支持基本的无线网络开通功能,不能在运营方面提供丰富的可管理特性,则根本无法满足可运营可管理的网络要求。
3. FAT/FIT平滑切换
运营商进行无线网络初期建设时,可以选择部署胖AP设备。随着网络规模的扩大,AP设备无需更换硬件,通过配置命令就可实现胖瘦AP切换,才能充分保护运营商投资和网络平滑升级。
4. 高安全性保障
“无线上海”建设中选用的WLAN产品需要支持WAPI安全标准,从而实现更高等级的安全防范,从根本上解决网络安全问题和兼容性问题。
5. 绿色环保
2009年,“无线上海”会在确保网络安全运行的前提下,稳妥推进节能技术应用; 同时将实施绿色采购工程,全面考虑价格、性能、使用成本等因素,构建基于综合效能的绿色采购评估体系,从生产、包装运输、使用、报废等全生命周期角度综合考虑绿色解决方案。
6. 支持IPv6组网
为了满足网络规划和业务演进的需要,“无线上海”网络考虑了IPv4和IPv6的平滑过渡,尤其在近期的无线热区网建设热潮中,IPv6已成为热点。无线用户能够采用IPv6方式接入网络,使组网方式更加灵活,可以满足今后网络发展的需要,保护用户投资。
三类典型应用
伴随着“无线上海”建设在全市19个区县的全面推进,上海市民通过电脑、智能手机就可以在全市范围内的热点地区方便地接入无线网络,享受高速的WLAN无线互联网服务。“无线上海”应用大致分为以下三类:
无线上网和市民服务
“把居住在上海的所有市民通过无线网络彼此联成一体,促进教育、休闲与商务、通信等关联产业的发展”,是 “无线上海”服务于大众的初衷。
“无线上海”可利用无线城域网为市民提供气象信息、交通信息、教育等便民服务。在公交车站等车的市民使用PDA或平板电脑可以方便地浏览网页、收发电子邮件、搜索资料、与朋友交谈,或在线学习; 驾车者利用车载设备联网登录后,无线系统可自动感知汽车是否进入车流密集的市区,并会提供移动定位服务、主动即时交通信息等; 学生可以通过无线网络在家里、校园内使用电子教室和远程教育等多种服务。
公共安全和应急联动
通过覆盖上海全市的高带宽无线网络,政府相关部门的工作人员能够在城市的任何地方随时访问消防系统和警务系统,读取犯罪信息记录, 及时准确地获取信息,并立即将事发现场的处理结果在数据库内更新,极大地提高了市政工作人员的工作效率。
同时,上海无线宽带网络具备应急救灾所必需的快速响应和高速机动能力,所有的应急工作人员和救灾车辆都通过无线互连,尤其是当车辆在城市的任何区域内高速移动时,仍然能够保持高带宽的无线接入,这些功能意味着它可以在应急救灾时发挥更大作用。如火灾发生时,消防人员可以在消防车驶往火灾现场的高速移动状态下迅速从GIS系统中查询地理位置,从消防系统中获取建筑物信息和消防栓水管、周边居民分布等重要数据,通过火灾现场的实时视频监控图像了解火情,并在第一时间联络医疗救护车开往现场。移动/固定指挥中心可以向赶往火灾现场的消防人员和其他救灾人员下达指挥命令。
结合公共安全理念下的公共安全监控业务,监控网络被部署到新天地、南京路等市区内主要的繁华商业区域和住宅区,利用视频监控的威慑作用阻止犯罪和降低犯罪率。同时,所有的视频监控信息都被记录起来作为未来的犯罪纪录和证据。日常巡逻的警务人员也可以通过无线网络查看几个街区外的实时视频图像,既节省了警力资源,又保证了工作的高效率。
后端系统被整合后,可将各种信息综合关联起来,大大提高了政府工作效率,集信息获取、信息传输利用以及信息于一体,通过无线网络实时、现场进行处理和跨部门的公共安全信息。在应急联动中通过无线技术可将相关职能部门(公安、消防、交警、急救、城管等)协同起来,统一指挥、联合行动,提供高效的紧急救援支持。
城市管理和市政办公
城市管理和办公系统也是上海“无线城市”网络所承载的必备应用,配合公共安全、应急救灾通信和其他信息系统,如城市交通、水电管线、公共财产等,可以为城管、交管和应急救灾提供更准确直观的信息,同时,无线视频监控网络和市政管理被整合在一起,通过分布于上海市各处的视频信息,完成对建设发展规划、智能交通的远程管理和资源调配。
关键词:无线局域网;医院;信息化
最近的10年,是医院信息化建设飞速发展的10年,很多医院的HIS(医院信息系统)、LIS(检验信息系统)和RIS(放射科信息系统)等信息化系统都已初具规模,开创了一条通过信息化手段提高医疗水平与服务质量的康庄大道。虽然医院已经越来越离不开网络计算机系统,但是利用现有的信息系统,有些方面的效率还不能够真正得以提高。随着信息化技术的不断发展,无线局域网的推广应用,这些问题有了解决的办法。这对于更好的提高医疗效率、提高医疗服务质量,起到了推动作用。
1 无线局域网的特点以及在医院信息化建设中的优势
无线局域网(Wireless Local Area Network,缩写为“WLAN”)是计算机网络与无线通信技术相结合的产物,它将数据叠加到无线电波上,利用这个“载波”作为传输介质。它为通信的移动化、个性化和多媒体应用提供了一条途径。通俗地说,无线局域网就是在不采用传统缆线的同时,能够更好地为用户提供以太网的功能。无线局域网络绝不是用来取代有线局域网络,而是用来弥补有线局域网络之不足,以达到网络延伸之目的,现在有线局域网技术已经发展得比较完善,无线局域网所具有的无线特性是常规网络无可比拟的。目前,实现无线网络的技术,有蓝牙无线接入技术、家庭网络的HomeRF以及IEEE802.11标准的连接技术,这其中又以IEEE802.11标准的无线局域网解决方案更适合医院信息化网络的应用。
无线局域网在医院信息化建设中的优势在于:
(1)医院网络建设更加方便快捷。因为不再需要常规局域网的大规模网络布线,因此可以不影响医院正常的医疗工作。只要合理布置AP(Access Point,无线接入点),建立起一系列的医院“移动热点”区域,便可将医院信息化网络拓展至诊室和病房这些原先无法到达的地方。医生只要利用具有无线网络适配器的笔记本或PDA设备,就可以方便的接入医院信息化网络,医护人员从一间病房到另一间病房,可以不受连线的限制,从而在无线网络覆盖区内自由移动而保持与网络的联结。
(2)做到了检查数据的无纸化传递。目前不少医院的信息系统化在很大程度上只是医院管理流程的计算机化,并不是真正的医疗信息化、无纸化。大量的医技检查数据,如化验结果、放射报告,医生无法通过常规网络随时调阅,因此还是需要纸张传递。无线局域网的出现,就能使医生能够在“移动热点”区域,快速移动的随时调阅数据,避免了纸张浪费。
(3)做到了医护人员的无纸化查房。由于无线局域网的使用,医护人员在查房时,就可以通过PDA快速获取到患者的相关病史、用药情况以及检查信息等。然后就可以通过PDA快速记录病程情况,并根据需要直接调整医嘱,下达并发送到各个相关医技科室。这样做的好处在于,不仅大大的节省了时间,而且避免了因手工查房的字迹模糊潦草而导致的医疗事故,从而大大地提高了工作效率。
(4)监护设备可以更方便地接入信息化网络。在医院中,一般除了ICU、CCU具有病人监护网络以外,一般病房的监护设备如心电图监护仪、脑电图监护仪都是放在病人床边使用,都是不联网的,医护人员不能够随时获取和捕捉完整的病情信息。而无线局域网的出现,就能够将这些设备方便地接入医院信息化网络,从而更好地保证病人的生命安全。
2 常用的医院无线局域网的方案设计
由于很多医院的有线网络已初具规模,因此就可以利用原先的三层交换网络进行扩展,所有部署区域的无线设备,通过现有有线网络汇聚到信息中心,无线用户必须通过相关认证后方可访问医院的信息网络。从而能很好地将无线网络能与原有的有线网络、应用系统以及安全策略有机无缝地结合在一起。具体方案如图所示:
为了保证无线传输的良好质量与可靠性,需要通过安装AP对医院各病区楼层的相关区域进行无线信号的覆盖。该方案的设计重点在于AP的布置和选型,通过对医院无线局域网的探索,我们目前建议每个AP之间,以平均半径15~25米做水平180度作无线覆盖为最佳。AP可放置在吊顶上或挂在稍高位置的墙壁上。接着,无线局域网的AP利用自身的10/100M以太网端口,通过双绞线连接相关联的局域网交换机。
要尽可能减少AP与AP间的信号覆盖重叠区域,每个AP将负责本区域的无线用户以保证质量。此外,基于对访问的有效用户带宽的考虑,如果在某些特定区域,诸如医生办公室内计算机比较多,可考虑再增加一个AP,基本保证每个AP至多接入20~30个无线用户接入。另外,为了避免为安装AP而另外铺设接入电源的麻烦,无线局域网的AP可以使用远程供电单元(PoE)通过以太网线进行远程供电。
此外,根据无线局域网的工作原理,在多个子频道同时工作的情况下,为保证频道之间不相互干扰,要求两个频道的中心频率间隔不能低于25MHz。在一个蜂窝区(Cell)内,直序扩频技术最多可以提供3个不重叠的频道同时工作。因此我们在具体的配置时可将位于每个病区内的3个AP的工作子频道按频道1、6、11的规律错开设置,相邻的AP在具体布置时也尽可能避开工作子频道的干扰问题。这样,在楼内就形成了微蜂窝覆盖的无线网络。无线微蜂窝覆盖,就是将多个AP形成的各自的无线信号覆盖区域进行交叉覆盖,各覆盖区域之间无缝连接。所有AP通过双绞线与有线骨干网络相连,形成以固定有线网络为基础,无线覆盖为延伸的大面积服务区域。所有无线终端通过就近的AP接入网络,访问整个网络资源。微蜂窝覆盖大大扩展了单个AP的覆盖范围,从而突破了无线网络覆盖半径的限制,用户可以在AP群覆盖的范围内漫游,而不会和网络失去联系,通信也不会中断。
目前,性价比较高的AP产品,主要有:NETGEAR WG602,Linksys WAP54G,D-Link DWL-2000AP+等等。这些产品均支持IEEE802.11g标准,提供的数据通信高达54Mbps,相当现有802.11b网络的五倍,且兼容现有所有的802.省略/jianli/>站的网卡都有唯一的物理地址,因此可以在AP中手工维护一组允许访问的MAC地址列表,实现物理地址过滤,对于非法的外界设备一律不允许接入。另外,通过物理地址(MAC)和IP地址的绑定,也可以达到一定的安全防范作用,并且还可以起到防止终端桌面篡改IP地址的作用。
其二,必须启用Wi-Fi 保护访问(WPA,Wi-Fi Protected Access)技术。
原先无线局域网普遍采用连线对等保密(WEP)方式,它存在很大的缺陷,例如一个服务区内的所有用户都共享一个密钥,一个用户丢失钥匙将使整个网络产生安全影响。
WPA是继承了WEP基本原理而又解决了WEP缺点的一种新技术。由于加强了生成加密密钥的算法,因此即便收集到分组信息并对其进行解析,也几乎无法计算出通用密钥。其原理为根据通用密钥,配合表示电脑MAC地址和分组信息顺序号的编号,分别为每个分组信息生成不同的密钥。然后与WEP一样将此密钥用于RC4加密处理。通过这种处理,所有客户端的所有分组信息所交换的数据将由各不相同的密钥加密而成。无论收集到多少这样的数据,要想破解出原始的通用密钥几乎是不可能的。WPA还追加了防止数据中途被篡改的功能和认证功能。WPA包含了认证、加密和数据完整性校验三个组成部分,是当前无线局域网中一个完整的安全性方案。
由于WLAN是一个开放性的网络,一个没有接入控制的WLAN易受攻击,所以接入控制、数据加密、无线网与有线网之间隔离等问题都是非常重要的,而且由于医院的特殊性,其信息系统的安全是特别重要的。因此,无线网络控制器和无线接入点,必须启动WPA,这样才能提供完整的无线局域网安全机制。所有医院信息系统的终端用户必须通过WPA认证才能登录网络,这样就能有效地保护医院的信息网络和终端电脑的安全。
当然,WPA中也许可能存在其他安全方面的缺陷,只是目前尚未发现。对于确保医院无线局域网的安全性,目前利用WPA可以说已经足够了。
医院无线局域网部署后,通过将新建的无线网络与原来的有线网络、应用系统有机地结合起来,大大帮助了医院实现信息的高度共享和有效利用,从而达到提高效率和提高服务质量的目的。由于技术上的不断创新和进步,无线局域网技术也在不断发展中,通过技术和实际相结合,逐步优化,才能不断达到更好的应用效果。
参考文献
[1]牛伟,郭世泽,吴志军.无线局域网[M].北京:人民邮电出版社,2003.
关键词 无线网络;静脉输液;监控系统
中图分类号:TP311 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2013)21-0026-02
1 课题背景与技术现状
目前,静脉输液具有多种监控系统,由液位监控方式来说主要分为:光电式、电极式、电容式与机械式。由通信方式分类:无线通信、总线与单机模式。随着网络信息技术不断发展,输液监控器呈单机网络化模式发展,总线模式虽具有网络化功能,然而系统化管理、控制不够完善,临床应用时需进行重新不限,较大依赖环境。随着网络无线技术发展,输液控制系统呈无线网络智能化发展,输液监控器能够实现上位机的软件管理,可使输液监控系统为医疗工作提供更好的服务。
2 系统需求与系统构建
2.1 系统需求分析
该系统利用监测从站的各项单元输液参数,利用无线网络通信主站,主站对各项参数进行监控管理,实现数据管理,满足动态显示、报警与提醒的要求。系统需求如表1。
表1 系统需求
需求项目 需求说明
目地 对输液过程进行全程监控
输入(设定) 从站和主站键盘
输出 从站LCD显示屏,主站显示器
系统组成 从站微处理器,无线适配器,计算机管理软件
系统功能 从站微处理器将有关的输液信息发送至主站;总线适配器对主从站提供通信支持;计算机管理软件对各输液单元进行监控分析。
性能 对输液信息和体征信息即时更新
成本 尽量低廉
功耗 尽量低能耗
2.2 系统构建方案
按照系统需求,该系统构建包含上位PC机、输液监控仪、无线网络通信设备等三个主体,上位PC机作为主站,同输液监控仪实现远距离传输,一般大于80 m的传输距离,输液监控仪监测输液滴速。当输液即将完成时,输液监控仪进行报警,阻断输液软管后,使输液停止。
2.3 系统总体构建方案
该系统主要由软件、硬件构成,按照需求分析,该系统输液监控仪以星型拓扑形式连接上位监控机。PC机、无线适配器在模型中央位置,输液监控仪则在系统,通过输液监控仪、上位机,实现数据的多点传输。如图1所示。
2.4 硬件设计方案
该系统主要由液滴监控模块、数据传输模块、滴速显示屏、电路、MUC、输液阻断控制器构成系统硬件,主要负责电源供电设计、电路调试和设计及电子器件选型。如图2所示。
图2 输液监控器硬件组成图
2.5 软件设计方案
该系统主要分为可视化程序与嵌入式程序的功能编写,嵌入式程度保证输液监控器各功能模块的驱动,确保各模块根据设计实时采集与传输信息。具体如图3所示。
3 输液控制器开发
3.1 MSC-51单片机
该单片机的寻址空间较大,有16条地址线,外部数据与程序存储器可到64kb的寻址范围,可访问I/O口,2~13MHz的工作频率。同时,该单片机选择模块化结构,能够增删一个指令兼容、模块引脚,是一种系列化的新产品。
3.2 输液控制器的单元构建与电路设计
针对输液控制器来说,其单元模块主要有报警电路、计数器、红外线传感器、显示器、信号放大器、电源等,输液控制器属于完全性独立的中断,可实现监测、报警。①电源:选择MSC-51单片机当作系统的主控MCU,2.8 V~6 V的工作电压;②传感器:该系统选择红外线传感器,其液滴计数法无法比拟液面监测、侧重、电极法等放,但其电路实用、简单,可实现无损检测,抵抗可见光性能强,具有较好的稳定性,且价格便宜,对医疗监护起着十分重要的作用;③近红外光电检测对管,其结构原理类似于普通二极管,差异在于半导体材料,使用砷化镓、砷铝化镓,选择褐色、全透明树脂进行封装;④液滴检测技术:利用红外线光对管计算药液滴数,设置时间阀值,每隔两滴即可计算时间阀值;⑤液滴信号采集:根据一定规律,将被测物理量转化为适于记录、传输的电量信号;⑥信号放大电路:以放大讯号电压、电流、功率电路,透过电源获得能量,控制输出讯号与输入讯号相配合;⑦液滴计数数码显示单元:设计滴速的显示单元,使输液患者可清晰读取实时滴速信息;⑧声光报警单元及输液阻断装置设计:主要包含声光报警的输液完成判定,输液完成时,声光报警模块发出报警声音的声光报警设计,控制输液阻断、及时阻止输液的输液阻断设计,利用直流电机LG9110芯片实现直流电机的控制与驱动。
图3 输液监控器的嵌入式程序流程图
4 通信电路的设计
4.1 硬件电路设计
①无线接收模块设计。硬件电路由芯片nrF2401与中单片机实现接口连接构成,接收端、发送端几乎相同连接,具有通用性特点,达到半双工通信;②无线接收器设计。系统中的无线接收器,主要通过接收输液监控器的滴速信息,实时传输至上位PC机,选择RS232接口实现与上位机连接。
4.2 多点识别通信协议
多点通信系统主要有星型、环型两种,环型系统主要传输较远距离、不要求实时性的场合,星型系统主要在近距离条件下应用,且适用于实时性要求高、数据量较大的场合,本文所选择的系统就是星型系统。
5 静脉输液监控管理系统的开发
5.1 软件开发环境
本文系统主要采用测控领域软件开发系统,核心是ANSIC,利用C++实现可视化编程,简易化编程,强化系统功能,采用C语言平台进行数据采集。同时,它建立了集成化的开发平台,使用交互式编程,丰富的库函数、空间使C语言功能明显增强,控件可直接拖至窗体使用。为熟悉C语言人员,建立了一个数据采集、检测、自动测量、过程监控的系统与环境。
5.2 软件设计
①软件界面设计。主动PC机在上位机进行软件设计,上位机处于Windows系统环境下编写可视化窗口程序,可实现输液界面显示,为用户提供直观、简便、易于操作的显示界面;②软件功能设计。通过用户显示界面,可显示当前从机输液状况,主要包含输液速度、医院与患者编号、开始输液按钮、停止输液按钮、通信参数复选框与开始输液时间等;③通信接口模块设计。串口作为系统资源的基础部分,应用程序需利用串口实现通信,使用前提出资源申请到操作系统,通信完成后关闭串口,将资源释放,为串口设备提供一个输出缓冲区、输入缓冲区,应用程序操作输出、输入缓冲区,系统后台可自动完成数据进入串口。
6 结束语
现代网络技术的发展,为临床医疗提供了科学、安全的输液监控器材,本文主要分析了基于无线网络的静脉输液监控系统,它是一种以红外线光传感器为基础,利用无损输液监测技术,实现输液监控系统的智能化、网络化,且由于该系统操作简便、价格便宜,其应用前景是十分广阔的。
参考文献