天潮通讯无线定位与婴儿防盗系统方案

一、背景和需求分析

新生婴儿在医院内被盗的事件时有发生，而此类事件的发生已经给包括医院、受害人及其家庭在内的当事各方带来了灾难性的后果。以美国为例，自1983年至今有超过200宗新生婴儿在医院内被盗的报案。国内一些医院的婴儿被盗案件也能很容易地从公开媒体上查询到，医院需要以下功能解决定位和婴儿防盗问题：

l希望实现在医院内部以及楼宇外的活动能做到时时显示病人或者婴儿的位置信息。

l具有路线回溯功能，为病人或者婴儿出现事故之后的责任分析提供数据支持。

l出现意外事故、或是病人或者婴儿出现在危险地区的时候，系统后台会通过报警的方式提醒管理者及时处理。

二、系统方案设计

（一）设计思路

建立一个无线网络环境，病人定位或者婴儿防盗标签除外，定位系统所有部件均通过Etnernet网络相连，每个接收器AP、出口监视控制器和病人安全服务器都有着独立的网络编码。

病人或者婴儿安全服务器通过Ethernet网络获取由接收器接收并传递而来的防盗标签信号，监控每个防盗标签的工作状态，当标签报警时电脑工作站可产生报警提示，还可驱动警灯、警号等声光报警设备在警报现场起到阻遏作用。病人安全服务器也在不断监控接收器AP及出口监视控制器等所有系统部件的工作状况，必要时可对某个系统部件进行设置。

接收器AP形成接收器网络，完全覆盖需要保护的安全区，消除“盲区”，确保防盗标签在任意位置的发射信号都可以被接收到。出口监视控制器网络在所有安全区出口都形成由无线电射频信号构成的隐形屏障，未经授权，任何尝试将婴儿带离安全区的非法行为都会触发出口警报。

（二）系统设计

下图是系统设计架构示意图：

1.无线wlan的部署

无线AP的部署，要求需要定位区域进行全部覆盖，无线网络质量要求必须满足一下要求：

l 最小信号强度> -68dBm

l 最小信噪比>20dB

l 最小速率>12Mbps

l 最大Ping往返时延<100ms

l 覆盖速率20Mhz频宽为150Mbps，40Mhz为300Mhz

l 满足数据型工作站与图像型工作站的通讯带宽要求，50MB的影像图片短时间内完成。

l 2.4G在20Mhz频宽下最高可达150Mbps，实际最高流量在70Mbps以上

l 保证病区室内无wifi盲点

l 确保室内AP的信号强度能支持定位

2.无线定位平台设计

通过虚拟地图技术将解算得到的定位结果显示在终端计算机上，同时将标签佩戴者发出的报警和触发器发出的故障信号等信息一并向监控人员做出提示，方便及时进行处理。由于显示终端直接面向用户，因此采用了面向对象的高级语言进行开发，界面友好，兼容Windows用户的使用习惯，无需进行长时间培训即能上手使用。软件中内置了大量的帮助信息和使用向导，方便用户快速掌握。

l 可以通过后台系统，设置报警阀值信息；

l 收集病人进入病人院的位置数据、游览的动线路径数据等；

l 通过室内定位系统，可以直接获取用户的位置信息，从而在后台生成直观的实时人流热点图；

l 对病人通过定位系统收集的数据进行分析，生成数据报表；

l 通过后台可以实现所有动作的报表查询生成。

3.无线wifi指纹采集收集设计

Wi-Fi网络规划、场地勘察及故障处理工具软件

把不可视的Wi-Fi网络在系统中进行可视化显示

● Wi-Fi管理解决方案

u部署与维护：根据现场提供最需要布置AP的方位，从而达到最大的覆盖率和最低的成本

u无线网络的真实再现：可以体现无线网络的覆盖和所有恶意的无线接入点

u快速有效故障排除：能够排除解决

uAP桥接失败、无线网络漏洞、无线

u控制器或AP故障

●世界第一款用于无线勘探、设计的 软件（2002年首发），目前全球已经有1万多个客户使用

●简单易学的可视化软件无与伦比的可混合勘察、自动化3D设计与RFLS集成

●RFLS行业的领导者

4.定位标签以及手环设计

4个信息灯显示腕带的运行状态，充电，充满，低电量（报警），工作

腕带具有防拆卸功能，带在病人手上之后，一旦拆卸立刻报警灯闪烁，报警信息发送给后台，提醒管理者处理该事件。

电子标签有可充电的外置接口。不用时有专门设计的盖子将其封住，当电量不足时将盖子翻起打开，即插即冲。

电子标签独特的外观设计，保证电子标签在各个实际场景下的可用性。

5实时病人监控以及大数据分析设计

我们采用定位技术，能够获取所有进入场地的病人的位置、持续时间等等信息。在系统中生成如下图所示的动线图，了解所有病人活动的总体情况。

全面展现全部病人或单个病人在某时间段内的活动数据，从而了解病人的活动规律，并通过各种活动之间的关联性，对病人的病情有更加深入和多角度的了解，从而更加准确的判断病人的病情，为医生提供治疗的依据。

6信息发布设计

通过后台系统设置和发布信息，可以按需要设定时间、设定对象进行精准发送。

三、系统设计特点

1.科学先进性

本系统使用RFID，wlan，计算机软件开发等技术，开发的一套全新的无线定位和婴儿防盗系统，引入物联网理念打造医院自动化和精细化的智慧诊疗环境，引入可穿戴设备来帮助医院预防婴儿抱错、偷盗以及患者丢失等问题。

2.系统的可行性

本系统在多年的临床使用基础上，结合临床患者和护士的建议开发而成，临床使用证明系统在医院的应用给临床护士带来极大便利，给患者送去了安心，在提高工作效率和病患满意度方面起到积极的作用。

3.系统的扩展性

系统把无线WLAN技术同RFID技术结合在一起，提供定位系统和大数据分析系统功能，对于减少医院的医疗事故起到了积极作用。

4.系统的前瞻性

系统结合有源标签，采用可穿戴设备婴儿标签和传感器标签为信息载体。腕表的功能使用上有很多的预留，是个很大的信息发送平台。

同时采用RFID和WLAN技术双通道建立的医院物联网系统，在软件功能上都有很大的预留。如可以在本次系统物联网的技术上建设防盗系统、定位系统、信息发布系统、车辆收费系统、门禁系统拓展等。

5.系统的安全性

系统采用物联网技术，独立编码系统，不存在信息泄露的风险。软件系统的接入需要院方授权，并对权限做好限制，安全性等同于医院HIS系统。

6.系统的独立性

系统建设相对独立于医院现有的各种软硬件系统，耦合度很低，即使在医院信息系统有故障时，本系统仍然可以脱机独立运行。

7.系统的整体性

系统是软件和硬件系统结合的整体解决方案，可以与医院HIS系统对接，是以硬件系统为基础用软件系统控制和使用的典型案例。比如定位平台和定位标签的联动，大数据平台和定位平台的协同工作等。