智能化背景下醫(yī)院智能化監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與安裝

趙 強(qiáng)

廈門華煬智慧城市建設(shè)有限公司，福建 廈門 361000

醫(yī)院的智能監(jiān)控系統(tǒng)以無線通訊技術(shù)的應(yīng)用為主。該系統(tǒng)以智能技術(shù)為支撐，通過傳感器監(jiān)測(cè)病人的情況。當(dāng)病人發(fā)生危險(xiǎn)時(shí)，醫(yī)院智能監(jiān)控的報(bào)警裝置會(huì)及時(shí)反應(yīng)，使病人的狀況被管理者所了解某地區(qū)中心醫(yī)院的智能監(jiān)控系統(tǒng)主要包括環(huán)境監(jiān)控和身體監(jiān)測(cè)兩部分［1］。智能視頻監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用能有效保障中心醫(yī)院的人員安全。因此，基于醫(yī)院監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行智能監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)具有重大意義。

1 工程概況

某地區(qū)中心醫(yī)院建筑面積約7966m2。該醫(yī)院共有160 個(gè)床位，8 套高級(jí)套房。該醫(yī)院安裝依托先進(jìn)技術(shù)，應(yīng)用安裝了智能監(jiān)控系統(tǒng)。該工程在建設(shè)過程中為病人配備了智能穿戴裝置，將智能呼叫系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)連接成一個(gè)整體。本地區(qū)中心醫(yī)院的智能監(jiān)控系統(tǒng)主要由信息采集端、客戶端、備用供電模塊以及網(wǎng)絡(luò)路由器等部分組成，所采用的視頻采集裝置為高清數(shù)字?jǐn)z像頭。相對(duì)于傳統(tǒng)的視頻采集裝置而言，高清數(shù)字?jǐn)z像頭的監(jiān)控距離較遠(yuǎn)，圖像比較清晰。最為重要的是，高清數(shù)字?jǐn)z像頭具備支持人臉檢測(cè)、客流量統(tǒng)計(jì)以及快速移動(dòng)等功能，該工程旨在建立起維護(hù)方便且穩(wěn)定耐用的智能網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控體系。

2 視頻監(jiān)控系統(tǒng)概述

本工程視頻監(jiān)控系統(tǒng)與一般的醫(yī)院監(jiān)控體系結(jié)構(gòu)相似。智能監(jiān)控系統(tǒng)是指將先進(jìn)的信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)等融為一體，將其應(yīng)用于整個(gè)醫(yī)院的安全管理體系。具體運(yùn)行過程如下：以醫(yī)院進(jìn)出口為監(jiān)測(cè)點(diǎn)，布置監(jiān)控設(shè)備，通過布置的監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行視頻信息采集，并借助光纖、網(wǎng)絡(luò)專線等方式將采集的信息傳輸至醫(yī)院監(jiān)控管理中心，由醫(yī)院監(jiān)控管理中心的后臺(tái)服務(wù)器接收信息，并對(duì)信息進(jìn)行處理，了解道路違章時(shí)間等，以對(duì)道路突發(fā)事件做出及時(shí)、準(zhǔn)確的判斷。

3 智能化監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 環(huán)境監(jiān)控

（1）環(huán)境數(shù)據(jù)采集設(shè)計(jì)。該工程以提高病人居住的舒適感為目標(biāo)，對(duì)本地中心醫(yī)院的自動(dòng)控制通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行改善，使新風(fēng)系統(tǒng)能進(jìn)一步滿足病人對(duì)醫(yī)院的舒適度要求。本工程采用溫濕度傳感器以及數(shù)字溫度傳感器對(duì)室內(nèi)環(huán)境狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。DS18B20 是數(shù)字溫度傳感器的一種，該傳感器體積小巧，能對(duì)溫度進(jìn)行較為精確的測(cè)量。DHT11 為溫濕度傳感器，該溫濕度傳感器采用溫濕度傳感技術(shù)記憶數(shù)字模塊采集技術(shù)，可以將檢測(cè)到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。DHT11 溫濕度傳感器抗干擾能力強(qiáng)，具有可靠性和穩(wěn)定性。此外，中心醫(yī)院的智能監(jiān)控系統(tǒng)還對(duì)新風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)。排氣與空氣供應(yīng)是新風(fēng)系統(tǒng)的兩大組成部分，當(dāng)智能監(jiān)控系統(tǒng)檢測(cè)到PM2.5 濃度過高時(shí)，自動(dòng)新風(fēng)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)工作。室外的新鮮空氣從醫(yī)院一側(cè)進(jìn)入室內(nèi)，相對(duì)的一側(cè)將室內(nèi)空氣排出，從而使室內(nèi)的PM2.5 含量降低［2］。

（2）煙霧濃度檢測(cè)設(shè)計(jì)。煙霧濃度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的在于規(guī)避醫(yī)院發(fā)生火災(zāi)。中心醫(yī)院的煙霧濃度檢測(cè)系統(tǒng)主要由煙霧報(bào)警感應(yīng)器組成。智能監(jiān)控采用MQ-2 來對(duì)醫(yī)院的煙霧濃度進(jìn)行檢測(cè)，在煙霧濃度檢測(cè)系統(tǒng)中，當(dāng)MQ-2 檢測(cè)到煙霧濃度超過所設(shè)定的閾值時(shí)，模擬信號(hào)會(huì)被輸出。報(bào)警信號(hào)最后會(huì)被傳到智能終端，智能終端繼而將報(bào)警信息傳給監(jiān)控室的上位機(jī)。至此，當(dāng)發(fā)生特殊情況時(shí)，煙霧報(bào)警信號(hào)會(huì)及時(shí)出現(xiàn)在上位機(jī)界面上。該煙霧濃度報(bào)警裝置也能通過自身單片揚(yáng)聲器的激活向上位機(jī)界面發(fā)送報(bào)警信號(hào)進(jìn)行報(bào)警［3］。

（3）光照強(qiáng)度采集設(shè)計(jì)。本工程將BH1750FV1 數(shù)字光照傳感器應(yīng)用于智能監(jiān)控系統(tǒng)中。與傳統(tǒng)的光照傳感器相比，該傳感器分辨率極高，采集數(shù)據(jù)較為準(zhǔn)確。BH1750FV1 為兩線式串行總線接口模式，可以根據(jù)光線的強(qiáng)弱來調(diào)整燈的亮度或是顯示屏的亮度，也可以對(duì)較大范圍內(nèi)光強(qiáng)度的變化進(jìn)行檢測(cè)。另外，BH1750FV1 數(shù)字光照傳感器性能穩(wěn)定且能耗低。在應(yīng)用光照強(qiáng)度采集設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上還應(yīng)用了燈具自動(dòng)控制系統(tǒng)。在該系統(tǒng)設(shè)置一個(gè)閾值之后，天黑自動(dòng)打開所要控制的燈具，天亮?xí)詣?dòng)熄滅。該工程的燈具控制系統(tǒng)即采用了這一模塊，當(dāng)智能監(jiān)控系統(tǒng)檢測(cè)到室內(nèi)平均光照高于150Lux 時(shí)，燈具自動(dòng)控制系統(tǒng)即會(huì)停止工作，當(dāng)室內(nèi)平均光照較低時(shí)，則會(huì)使室內(nèi)的燈自動(dòng)打開［4］。

3.2 身體監(jiān)控

（1）跌倒檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)。中心醫(yī)院的智能監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用了跌打報(bào)警硬件設(shè)計(jì)。病人的手環(huán)中被嵌入MPU6050 傳感器，該傳感器能檢測(cè)出病人不同方向的傾角值與加速度值。這些數(shù)值通過微處理器調(diào)整之后被傳送到醫(yī)院監(jiān)控管理的智能終端。STM32 智能終端通過判斷跌倒的計(jì)算程序來判定病人是否跌倒。

（2）血壓及心率檢測(cè)裝置。本地區(qū)中心醫(yī)院的智能監(jiān)控系統(tǒng)中采用了MKB0803 健康手環(huán)。MKB0803 健康手環(huán)的關(guān)鍵器件如表1 所示。

表1 關(guān)鍵器件

該手環(huán)在檢出出病人的血壓及心率值之后，上位機(jī)界面會(huì)將以上數(shù)值顯示出來，并通過算法來判斷病人的身體是否處于健康狀態(tài)。除此之外，上位機(jī)界面還會(huì)出現(xiàn)病人的心電波形以及脈搏波形。該方案的優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)簡單，相關(guān)電路易于設(shè)計(jì)；整個(gè)運(yùn)作系統(tǒng)的能耗較低，手環(huán)可以長時(shí)間工作，對(duì)病人的身體狀況進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè)；輸出病人的心率以及血壓等數(shù)值無需延時(shí)且靈敏度高。

4 設(shè)備安裝

智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)好后，根據(jù)工程智能化要求，設(shè)備安裝運(yùn)行前應(yīng)對(duì)所安裝的設(shè)備外觀、型號(hào)規(guī)格、數(shù)量、標(biāo)志、標(biāo)簽、產(chǎn)品合格證、產(chǎn)地證明、說明書、技術(shù)文件資料進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)設(shè)備是否選用廠家原裝產(chǎn)品，設(shè)備性能是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求和國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，若檢驗(yàn)不合格應(yīng)及時(shí)予以退還，若檢驗(yàn)合格方能進(jìn)入下一步的安裝工作。設(shè)備安裝主要包括六類線纜安裝、信息插座安裝等，以下將針對(duì)這兩部分的安裝做相關(guān)闡述。

4.1 六類線纜端接

將線纜整理平整后，用帶子將纜線纏繞在配線板的導(dǎo)入邊緣，避免線纜在移動(dòng)過程中產(chǎn)生形變。在對(duì)線纜端接過程中，按照背面數(shù)字標(biāo)識(shí)的順序進(jìn)行端接，注意穿接時(shí)切掉線纜的外衣，使線纜保持光滑，便于端接；對(duì)于纜線的連接線，在設(shè)置纜線時(shí)，將其通過末端保持器時(shí)，用綁帶扎緊、固定，使纜線在移動(dòng)過程中也能保持相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，不易變形；進(jìn)行彎曲線對(duì)時(shí)，應(yīng)保持適當(dāng)張力，避免線纜在彎曲過程中產(chǎn)生形變，從而毀壞單個(gè)線對(duì)，這對(duì)保證纜線的傳輸性能具有重要意義。

4.2 信息插座端接

信息插座安裝一般選在相對(duì)較為平臺(tái)的地方安裝信息插座，并將插線固定在線盒內(nèi)。插座面板分別為直立和水平形式，根據(jù)中心醫(yī)院插座安裝位置以及插線走向，選擇恰當(dāng)?shù)牟寰€形式。若將插座安裝在墻體上，應(yīng)預(yù)留出插座距離地面約30m 的位置，若地面采用活動(dòng)地板，則應(yīng)在預(yù)留位置中加上活動(dòng)地板內(nèi)凈高度。安裝插座時(shí)應(yīng)用螺絲進(jìn)行固定，注意螺絲應(yīng)擰緊，不應(yīng)出現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象。

5 視頻監(jiān)控安裝過程中需要注意的問題

視頻監(jiān)控底座安裝應(yīng)牢固，根據(jù)安裝設(shè)計(jì)圖要求進(jìn)行安裝作業(yè)，注意做好底座的防水、防潮、防震以及防靜電等工作；視頻監(jiān)控機(jī)房的內(nèi)機(jī)柜應(yīng)豎直放置，不可傾斜，內(nèi)機(jī)柜柜面應(yīng)保持水平，垂直偏差保持在1‰以內(nèi)，水平偏差保持在3mm 以內(nèi)，此外，機(jī)柜間的縫隙也應(yīng)做好相應(yīng)的控制，保持在1mm 以內(nèi)；注意對(duì)機(jī)臺(tái)表面的養(yǎng)護(hù)，不可出現(xiàn)摩擦等痕跡，影響機(jī)臺(tái)表面的光滑程度，檢查螺絲的擰緊程度，若發(fā)現(xiàn)螺絲出現(xiàn)松弛現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)擰緊；根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)要求，安裝機(jī)內(nèi)接插件，注意預(yù)留出一定的設(shè)備可接觸的距離，所使用的的接線端子應(yīng)具備合格標(biāo)簽，具備良好性能；就臺(tái)內(nèi)配線設(shè)備而言，其應(yīng)起到保護(hù)接地設(shè)備的作用，還應(yīng)注意導(dǎo)線截面的顏色符合設(shè)計(jì)要求；視頻監(jiān)控系統(tǒng)的所有機(jī)柜一律設(shè)置接地端子，連接好接入大樓接地端排。

在本工程監(jiān)控設(shè)備安裝過程中，應(yīng)注意在安裝過程中嚴(yán)格按照專業(yè)工程師的相關(guān)指示進(jìn)行操作，并及時(shí)填寫設(shè)備安裝表格，之后做存檔處理。

6 結(jié)語

本文所述某地中心醫(yī)院的智能監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用了無線通訊技術(shù)、紅外傳感技術(shù)等先進(jìn)科技手段，并且通過判斷跌倒算法對(duì)病人的身體狀況進(jìn)行及時(shí)的了解。該智能監(jiān)控技術(shù)在視頻采集、數(shù)據(jù)傳輸以及終端監(jiān)控方面做出示范，能為其他醫(yī)療機(jī)構(gòu)的智能監(jiān)控系統(tǒng)提供經(jīng)驗(yàn)。