物联网技术下的母婴配对管理系统研究

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〔摘要〕运用射频识别（RFID）有源测温标签（Tag）实时监控，实现对新生儿信息的即时与准确采集，同时标签将ID和所采集的信息通过一定频率的射频信号发射出去，在有效范围内会立即被RFID卡片阅读机（Reader）读取，然后由这个中心节点统一将Tag信息传送至多功能网络服务器，并送至软件系统中进行处理，其显示新生儿生命安全、体温、位置以及各种警报状态。该功能实现了对产科及新生儿科情况的宏观管理，便于管理者实时了解新生儿的状况，统筹安排医疗工作。

〔关键词〕新生儿防盗；体温监测；射频识别；物联网

医院产科及新生儿科在新生儿出生时，通常采用母婴佩戴标签手环的方式识别母亲及新生儿的身份，此手环使用手写标示或条码的技术来辨识，但实际操作中可能存在新生儿辨识错误、新生儿被盗或被调换等风险[1]。同时由于新生儿体温调节功能不足，容易受环境影响而出现低温症状，这便需要医护人员多次反复地测量新生儿体温，进一步加重了医护人员的工作负担[2]。因此，本研究利用物联网技术、信息化技术，建设了一套新生儿防盗与母婴配对管理系统，具有母婴配对、新生儿防盗识别、体温监测、自动报警、远程监控5项功能，包含红外测温、中心监控、门禁处理、定位追踪4项技术。

1新生儿防盗与母婴配对管理系统

1.1系统组成

新生儿防盗和母婴配对管理系统由硬件和软件两个部分组成。硬件由新生儿有源RFID迷你测温标签、无线传输模块和门禁管理系统组成。有源RFID迷你测温标签采用手环设计，包括控制面板、红外线测温器、震动传感装置、LED指示灯、报警装置以及核心电路。无线传输模块包括发送模块、协调器以及接收模块。门禁系统采用基板型230双门控制器，与新生儿防盗系统相联动[3]。软件主要为中心控制系统，提供母婴配对信息录入、防盗警报、门禁管控以及全方位监管等新生儿防护功能。

1.2功能模块

新生儿防盗：新生儿标签内设置红外线测温器，可以判断标签是否有被移至新生儿身体外；若测得温度与室内环境温度相适应，则会立即发出警报，提示标签已脱离新生儿体表，新生儿有被盗可能性。体温侦测：高精度的红外线测温器可以实时侦测新生 儿的体温变化；若有异常的温度变化，则会立即发出警报，监控站可以对其进行实时处理；另外，体温侦测可随时通过校正确保体温数据的正确性。母婴配对：每个新生儿都有一个独一无二的用户身份证明（useridentification，UID），可通过新生儿标签的唯一码与母亲生产信息相配对并与医院系统对照，从而准确辨识每个新生儿的身份；多重的身份认证机制能够避免抱错而产生的医疗纠纷。定位追踪：当RFID感测网络在医院中布置完成时，我们就可以在此环境中对有源标签进行定位追踪，灵活设置报警级别，调控报警系统敏感性，从而有效掌控母婴甚至设备仪器的位置信息。门禁安防：门禁管理系统可以控制人员的出入及人员在楼内及敏感区域的行为；数字化出入控制系统可以准确记录和统计管理数据，同时与新生儿防盗系统相配套，保障新生儿在院期间的绝对安全[4]。

2核心技术

2.1有源RFID技术

RFID技术，又称无线射频识别，是一种通信技术，其中RFID标签分为有源类和无源类。本系统采用有源RFID技术，电子标签自身带有电池供电，读/写距离较远（100~1500m），可以实现精确的室内定位，即通过Reader与Tag的配对，实现各标签的室内定位，适用于医院病房管理。

2.2Zigbee无线传输技术

Zigbee也被译为“紫蜂”，与蓝牙类似，是一种低成本、短距离、低功耗的无线通信技术，适用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。通过星形拓朴结构直接向中心节点（协调器）发送各个终端采集的数据，将新生儿的状况信息传送到中心控制系统，经过A/D转换，将新生儿的信息翻译成温度、报警等信息。医护人员收到中心控制系统传来的内容，可保证随时随地检测到新生儿的情况。

2.3无线式人体体温监测回报系统

无线式人体体温监测回报系统包含电源单元与微处理单元电连接的第一温度检知单元、第二温度检知单元、无线传输单元及远端监控单元。其中第二温度检知单元所侦测的环境侦测值S1与内建于微处理单元的参数S2比对，取得环境校正参数S3，环境校正参数S3再与人体侦测值S进行运算，得出人体真实体温的趋近值T。若趋近值T落在预设警示值X范围内则视为异常，异常时经微处理单元命令无线传输单元发出警示信号。

2.4互联网B/S（Browser/Server）结构的信息技术或移动通信技术

B/S结构（Browser/Server，浏览器/服务器模式），是网络（Web）兴起后的一种网络结构模式，Web浏览器是客户端最主要的应用软件[5]。这种模式统一了客户端，将系统功能实现的核心部分集中到服务器，简化了系统的开发、维护和使用。客户端只要安装一个浏览器，浏览器就可通过Web服务器与数据库进行数据交互，极大地简化了客户端电脑载荷，降低了系统维护升级的成本和工作量。

3应用价值及后续研究

3.1应用价值

3.1.1实时监控、主动防护病区内使用的新生儿标签每隔一定时间上报数据，从而实现新生儿安全的主动防护功能；标签还带有皮肤接触感应功能，进一步确保了新生儿的安全性。3.1.2设备故障实时检测与报警提示系统可在线检测现场所安装的设备状态。当设备发生故障返回设备故障信息或不返回信息数据时，系统将立即启动故障警告提示，该方式可有效防止因设备故障或遭到破坏导致的意外事件；当标签电池电量过低时，系统将主动报警提示更换电池，无需定期进行逐个检查。

3.1.3系统操作简便易行、管理高效软件系统页面设计简单直观，易于操作；即时体温检测、母婴定位跟踪、信息配对等功能可减轻医护人员的工作负担，有效避免管理漏洞，提高管理效率，从而健全医院管理系统。

3.1.4系统扩展性好出口监视器留有开关控制，允许与门禁控制器联动，实现门禁打开及锁止。系统网关允许接入网络摄像机，以获取病区出入口处的视频信息。

3.1.5新生儿标签符合人体工程学设计，佩戴舒适腕带采用仿生材料，标签及腕带设计精巧，符合人体工程学设计，体积小、重量轻，解决了新生儿标签佩戴时容易旋转、滑落的问题。

3.2后续研究

3.2.1移动终端查询移动终端设备通过网络与中心控制系统相连接，医护人员可随时随地了解新生儿情况。

3.2.2短信发送功能中心系统可以根据新生儿家属需求，通过短信形式将新生儿情况发送给新生儿家属，家属可远程掌握新生儿情况。

3.2.3全面监测功能系统可实时监测新生儿生命体征，包括呼吸、脉搏、血压等，减轻医护人员工作负担。

3.2.4视频摄像功能新生儿出生后需送入新生儿产房进行严格的特殊护理，导致了母婴分隔，若以局域无线网络为基础增添视频摄像功能，产妇可实时观察新生儿情况，从而减轻产妇心理负担，提升产妇对医院的满意度。

3.2.5光能充电使用光能对新生儿腕带进行充电，可增强电池寿命，减少使用中电量不足的情况。

3.2.6指纹识别技术指纹识别技术将新生儿指纹与腕带形成独一无二的配对，可有效避免腕带被调换。

3.2.7第五代移动通信技术（5G）随着下一代移动互联网的建设与发展，“万物互联”的构想已经逐渐从畅想变成了现实，为物联网提供了很大的发展空间。在5G技术加速发展的过程中，新生儿防盗和母婴配对管理系统将得到更多技术创新，如小型化终端设备，降低功耗，简化部署流程，高效化通信等，且其适合大规模部署实施，可广泛应用于医院。综上所述，结合物联网及信息技术建设新生儿防盗与母婴配对管理系统，可以实时了解新生儿的状况，降低医院在传统安保漏洞中的管理风险，减轻医护人员频繁且重复的工作，便于管理者统筹安排医疗工作。

［参考文献］

［1］严诗恬，孙海龙.基于物联网的婴儿防盗系统研究[J].智能建筑电气技术，2016，10（5）：23-26.

［2］黄晓锋，余小锋.RFID技术在儿科医院婴儿智能防盗中的应用[J/CD].世界最新医学信息文摘（连续型电子期刊），2015，15（51）：170-172.

［3］顾希.自行研制RFID母婴识别及婴儿防盗系统[J].中国医疗设备，2011，26（6）：37-39.

［5］魏建新，蒲学梅，程鹏，等.射频识别在医疗领域中的应用[J].中国医学装备，2012，9（6）：28-30.

作者：赵晓婧 单位：广东省第二人民医院设备科