基于無線傳感網(wǎng)絡的醫(yī)院用呼叫系統(tǒng)的設計與研究

金光飛 何勝軍 屈峰浩 白炳鋒 錢衛(wèi)明 袁振宏 張君昊

摘要：隨著科技的進步與發(fā)展，人們對醫(yī)療水平的要求除了對醫(yī)生的診斷水平有要求之外，對護士的服務水平和快速響應能力的要求也越來越高。目前，絕大部分醫(yī)院用的病房呼叫系統(tǒng)是采用傳統(tǒng)的有線呼叫系統(tǒng)。傳統(tǒng)的有線呼叫系統(tǒng)，護士只能在護士站或過道等設置了呼叫裝置的位置處才能夠收到病房的呼叫請求，故無法隨時隨地的收到病房請求并在第一時間做出響應。這不僅會導致不符合醫(yī)院服務的要求，如3甲醫(yī)院要求護士在5分鐘內(nèi)要趕到病人旁邊，甚至會貽誤病情，造成嚴重后果。本系統(tǒng)通過基于基站和終端所搭建的無線傳感網(wǎng)絡，能夠較好地兼容現(xiàn)有的有線呼叫系統(tǒng)，從而使得醫(yī)護人員能夠及時地對患者的呼叫請求進行接收并響應。

關鍵詞：醫(yī)院;呼叫系統(tǒng);無線傳感網(wǎng)絡

一、項目背景

就浙江省而言，現(xiàn)有各大醫(yī)院約1687家，通過調研，其中的絕大多數(shù)所采用的的呼叫系統(tǒng)均為傳統(tǒng)的有線呼叫系統(tǒng)。該種有線呼叫系統(tǒng)，通常是在病房與護士站之間布設通信設備，從而使得患者在病床處的呼叫能夠較佳地傳達至護士站處。護士站處的醫(yī)護人員在收到呼叫請求時，能夠及時作出回應并前往處理。該種有線式的呼叫系統(tǒng)因擺放位置固定，故局限性很大。例如，在護士站處的護士外出前往患者處時就不能夠很好地接收到其余患者的呼叫請求。

雖然現(xiàn)有市面上也出現(xiàn)了一些基于WiFi的無線呼叫系統(tǒng)的產(chǎn)品，但因其信號網(wǎng)絡是基于局域網(wǎng)概念，故而存在成本高、傳輸距離較短、信號穿透能力極差、性能不穩(wěn)定等缺點。

二、項目目標

基于現(xiàn)有醫(yī)院用無線系統(tǒng)所存在的諸多弊端，本文作者致力于研究出一套全新的醫(yī)院用呼叫系統(tǒng)，并能夠達到下述的目的：

1、能夠擺脫線路及安裝位置的限制，使得醫(yī)護人員能夠隨時隨地的接收病患的呼叫請求并作出響應;

2、能夠很好地兼容醫(yī)院現(xiàn)有的無線呼叫系統(tǒng)，使得兩個系統(tǒng)能夠并存運行。

三、項目方案

本文中通過基站與終端之間建立的無線傳感網(wǎng)絡來實現(xiàn)上述的項目目標。如圖1所示，為本文中的系統(tǒng)的示意圖。

結合圖1所示，本文中的呼叫系統(tǒng)包括用于與醫(yī)院呼叫系統(tǒng)進行通信的基站以及多個終端，所述多個終端與基站共同構建無線傳感網(wǎng)絡;基站用于接受醫(yī)院呼叫系統(tǒng)處的呼叫信息并發(fā)送給所述多個終端。通過本文中的呼叫系統(tǒng)，能夠在現(xiàn)有的醫(yī)院無線呼叫系統(tǒng)的基礎上增加一套額外的無線呼叫系統(tǒng)。通過采用醫(yī)護人員攜帶終端的方式，使得醫(yī)護人員能夠無論在何時何地都能收到任意病房的呼叫與請求，從而較佳地避免了護士不在護士站或者是在其他病房服務時收不到其它病房的呼叫請求的問題。

本文中的基站包括基站主控單元和基站無線通信單元，基站主控單元用于對醫(yī)院呼叫系統(tǒng)處的呼叫信息進行處理，基站無線通信單元用于實現(xiàn)基站與所述多個終端間的一對多通信。從而能夠較佳地實現(xiàn)基站與終端間的通信。

本文中的終端包括終端無線通信單元、終端主控單元、供電單元、顯示單元、第一指示燈、確認按鍵和第二指示燈，終端無線通信單元用于與基站無線通信單元進行配合，終端主控單元用于對基站處發(fā)送的呼叫信息進行處理并產(chǎn)生用于發(fā)送給顯示單元的顯示指令和用于發(fā)送給第一指示燈的第一指示指令，供電單元用于提供終端的工作電源，顯示單元用于在收到顯示指令時對呼叫信息進行顯示，第一指示燈用于在收到第一指示指令時點亮，確認按鍵用于向終端主控單元發(fā)送確認指令，終端主控單元能夠在收到確認指令時控制第一指示燈熄滅、第二指示燈點亮，同時向基站進行反饋，基站能夠在收到反饋信息時控制停止向其余終端發(fā)送呼叫信息。通過上述設置使得，使得醫(yī)護人員能夠較佳地收到呼叫信息并及時作出響應。

本文中，基站主控單元和終端主控單元均基于STM32F103TZET6芯片進行設計。通過采用意法半導體公司的STM32F103TZET6芯片，能夠根據(jù)芯片自身定義的無線網(wǎng)絡群搭建基站與終端間的無線傳感網(wǎng)絡，從而成本較低且便于實現(xiàn)。另外，基于該種方式所搭建的無線傳感網(wǎng)絡，使得每一個終端都有一個獨立的地址和頻道，從而能夠較佳地提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

本文中，基站無線通信單元和終端無線通信單元均基于nRF905芯片加以實現(xiàn)。通過利用nRF905芯片的基于433MHz頻道的2.4G信號，使得信號的傳輸能夠具有較佳的穿透性，從而，能夠較佳地保證信號的傳輸?shù)膶崟r性和穩(wěn)定性。另外，由于該技術在現(xiàn)有中的運用非常成熟，故而技術上易于實現(xiàn)。

本文中的系統(tǒng)在具體使用時，患者能夠通過病床處的醫(yī)院呼叫系統(tǒng)進行呼叫，之后醫(yī)院呼叫系統(tǒng)能夠將呼叫信息發(fā)送至基站處，之后基站能夠將收到的呼叫信息發(fā)送至所有的終端處，之后醫(yī)護人員能夠在相應終端處對收到的呼叫信息進行響應。

其中，終端在收到呼叫信息時能夠通過顯示單元顯示呼叫信息并控制第一指示燈亮起。醫(yī)護人員能夠通過按下相應終端的確認按鍵對呼叫信息進行響應，同時終端主控單元控制該終端處的第一指示燈熄滅，第二指示燈亮起，并將響應指令發(fā)送給基站，基站控制其余終端停止動作。通過上述設置使得，使得醫(yī)護人員能夠較佳地收到呼叫信息并及時作出響應。

四、項目結論

通過上述的設計使得，終端能夠被醫(yī)護人員隨身攜帶，故而能夠隨時隨地的接收到患者的呼叫請求，估計能夠較佳地提升醫(yī)護人員的工作效率，并能夠很大程度地降低了護士工作過程中的人為性出錯概率。另外，由于本文中所提出的系統(tǒng)能夠很好地兼容醫(yī)院現(xiàn)有的有線呼叫系統(tǒng)，故而其在實際推廣運用時，不需要拆除既有的無線呼叫系統(tǒng)，從而能夠很好地得到推廣，且不會因新系統(tǒng)的布置而導致醫(yī)院呼叫系統(tǒng)的缺失和癱瘓。

本文屬于項目原創(chuàng)記錄。

（作者單位：衢州職業(yè)技術學院）