RFID母婴识别及定位追踪管理系统方案设计.docx
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RFID母婴识别及定位追踪管理系统方案设计.docx
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RFID母婴识别及定位追踪管理系统方案设计
RFID母婴识别与定位追踪管理系统
解决方案说明书
鼎创恒达智能科技某某
2010/7/30
1项目描述
在医疗体制不断完善的今天,医院的信息化程度已经大大提高,现在的大型医院都已经用上了医院信息系统〔HIS〕,它是医院管理同现代软件技术、网络技术相结合的产物。
应用HIS系统后,确实方便了群众就医,也提高医疗服务水平和医院管理水平。
但是,目前的HIS系统并不能解决所有问题。
例如妇产科的婴儿防盗管理、母婴配对识别管理、特殊病人实时定位管理、档案电子标签化管理、医疗设备自动识别管理等,都是医院信息系统难以胜任的功能。
随着无线射频识别技术〔RFID〕的开展与在各个领域的成功应用,在医疗行业的应用优势也显现出来。
针对医疗行业的特殊应用,市场也有不断的软、硬件产品推出,为提高医院现代化水平、更加方便人们就医、方便医院管理做出了贡献。
母婴识别与定位追踪管理系统是将RFID技术同医疗行业结合的产物,将对大型综合医院的妇产科或妇儿医院的母婴识别管理、婴儿定位追踪管理等起到重大的作用。
1.1系统背景
医院妇产科在婴儿初生时,一般采用给母、婴佩戴标志环〔一直到出院,住院时间一般为3-4天〕,以此来识别母亲与婴儿。
此标志环为纯物理性质,容易被调换。
在婴儿出生后,母亲也时常叮嘱护士,别把自己的孩子弄错。
护士出于职业道德与责任,肯定不愿自己把孩子弄错,所以当护士听到婴儿母亲的叮嘱时,觉得是对自己工作的不放心,不免内心产生不悦。
医院现有管理制度不会让探视婴儿的家属随便进入与人数限制、控制闲散人员随便出入。
即使这样,出于家属急迫探望母婴,实际管理中很难做到。
而且这样又增添了工作中的隐患:
进入的大门为敞开式,人行楼梯也可以直接通往病房区,以与每间母婴室也是敞开式,外人很容易进入,并且每个母婴室的人员可以随便走动……这种情形难免会发生新生婴儿报错,婴儿被盗的可能。
医院方面,在防抱错婴儿方面也会处于职业责任不会抱错婴儿,但站在患者的角度,给婴儿采用一种切实可靠防止抱错的措施;以与防止人员随意进出,对不相关人员禁止入内;防止嫌疑人抱着婴儿畅通无阻的离开。
母婴识别与定位追踪管理系统正是这样一个系统,它以其极大的灵活性、适用性、可靠性、完整性等优点代替了传统的物理管理方法。
1.2系统目标
●实现集中管理控制,包括人员管理、设备管理、认证管理、权限管理
●实现母婴识别,通过医务人员的手持读写设备,核实婴儿与产妇的信息。
●实现婴儿防盗,通过对人员身份核实,防止未授权人员进入,通过实时监控掌握进出人员的信息。
●实现人员定位追踪,包括人员活动X围,活动区域、运动轨迹。
●实现警报功能,包括婴儿腕带被非法操作时、婴儿所在区域不符时,人员身份不明确时等警报!
2系统设计方案
2.1设计原理
婴儿和母亲佩戴腕带,婴儿腕带内含有有源远距离RFID标签,母亲腕带内含有源短距离RFID标签,并且婴儿腕带是防拆卸的,如果非正常拆卸,其有源标签就会经过系统发出报警信息。
而且腕带具有防水防潮处理。
婴儿的有源RFID用于系统识别其活动X围,婴儿与母亲的近距离检查用手持读卡器直观的识别配对关系。
在腕带数量上,可以根据母婴室房间数与床位数,制作假如干对,〔每个房间可以设置多对,再设置一些额外临时配对卡,以满足房间不够,临时安排的情况〕,可以重复回收使用,也可以在出院时卖给家属作为纪念;在外观上,可以将母婴配对的腕带设计成形状与花色等一致,不同母婴的腕带在外观上容易区别开来;在使用上,系统使用之前,将母婴配对使用的腕带都设置好配对关系,孩子出生就带上腕带,直至出院。
在活动空间内布置读卡器,用于采集婴儿的信息。
婴儿所在的每个房间安装定位器〔距离可调,3—8米〕,过道走廊安装长距离读卡器〔距离在20米〕。
当每个婴儿经过安装有定位器区域时,定位器发射出的信号激活婴儿佩戴的腕带,腕带发射出带有婴儿信息和定位点信息的电磁波,读写器读取这些信息并自动上传至应用软件管理系统进展数据处理;在重要外围通道处,设计为只有授权人员才可以出入的方式。
最大限度的杜绝无关人员随便进出。
2.2系统工作流程示意图
2.3系统设计结构
RFID母婴识别与定位追踪管理系统从主体上讲是一个综合管理平台,下面集成多个独立的功能管理模块,设计上采用四层架构:
2.3.1采集控制层
RFID数据采集控制层是指超高频无线射频设备的工作区域,工作区采用无线通讯方式。
对母婴、医护人员的状态信息进展快速、与时、高效的数据采集,并对异常情况发出报警提示。
系统主要由超高频固定式读卡器、高频手持式读卡器等组成。
工作区域内的读写器布设以现场需要为准。
2.3.2通讯传输层
主要包括系统前端设备与后台管理系统的通信网络。
网络分为有线网络和无线局域网络组成。
2.3.3业务层
业务层是整个系统的核心处理局部,从采集控制层上传来的数据,在这里经过分析加工处理后,供给业务模块使用。
同时将业务处理模块的输指令下传给下层硬件执行系统,由应用软件组成。
2.3.4综合应用层
主要地图作为展示平台,向用户提供一个图形化直观的监控管理界面。
提供监控管理、决策支持分析。
2.4系统硬件设置平面示意图
2.5系统主要硬件说明
2.5.1
▲DC8350A有源电子标签是用于佩戴在手腕上的一种有源标签;
▲适合采用跳频工作模式,具有超强抗干扰能力;
▲用户可自定义读写标准数据,使专门的应用系统效率更加快捷;
▲有效识读距离可达50米(可视距离)以上(与读写器和天线有关).超宽工作频段设计,既符合相关行业规定,又能进展灵活的开发应用;
▲可同时读写多个标签〔多达50个/秒以上〕,而不受工作区内标签数量的限制和影响;
▲存储区供用户进展加密读、写、擦除再写操作,还开辟指定用户专用的永久专用字区。
性能指标
型号
DC8325A
标签类别
手腕式
工作频率
感应方式
被动感应和自动感应可选
标签内存容量
240Bytes可擦写区域
识别距离
3-50米
材质
PET,耐高温,防水
重量
20g
电池
内置纽扣锂电,可连续使用2年
2.5.2
性能特点
●DC3825A专门用于人员管理,门禁管理,婴儿管理等的挂绳型电子标签;
●有效识读距离可达15米以上(与读写器和天线有关).
●内置电池,电池寿命可达2年(与使用次数的频率有关);
●操作方便,按钮舒适;
●只读型,4个Byte的ID。
性能指标
型号
DC3825A
标签类别
挂绳型型有源电子标签
工作频率
标签容量
只读型为4ByteID
感应方式
按键感应和自动感应可选
识别距离
0-15米
电池
内置3V电池
外型尺寸
6cm*3cm*1cm
重量
20g
2.5.3
DC0310A定位器配合我公司的2.45GHz阅读器使用可以实现物品的区域定位,适合用于具有〞定位〞要求的场合、如下:
●通道管理:
开放式门禁出入口控制管理系统,智能小区、大厦停车场收费管理,高速公路 不停车收费管理,码头、海关通关安检管理;●人员管理:
快速考勤管理,会议报到系统,学生平安短信系统,保安巡更管理;●物品管理:
仓储物品与数据采集管理系统,商品流动监控追踪管理,码头集装箱自动识别、登记管理;●防X管理:
煤炭井下人员定位、跟踪、查询管理,商品防伪测试;●公共管理:
城市智能交通站台与车辆监控、调度,列车车厢自动抄号、调度;●制造管理:
车间流水线管理,生产流程过程中监控零部件;●运输管理:
公路、铁路运输管理和集装箱运输流动、监控、追踪管理。
性能指标
型 号
DC0310A〔定位器〕
工作频率
ISM微波段
通讯方式
动态密匙加密方式
无线数据传输速率
1Mbps
信号调制方式
GFSK
工作方式
单向发射
微波通讯检错
CRC8循环冗余校验
工作X围
外接天线决定是定向或者全向
定向角度:
为水平60度,垂直60度
全向角度:
360度
工作距离
最远30米〔距离可调〕根据实际需要调整距离
识别速度
120公里/小时
工作提示
内置蜂鸣器和LED
数据接口
可通过RS232对定位器进展操作
定位器地址
具有一个字节〔Hex〕的ID号
电源
DC+7~12V
工作温度
-40℃~+85℃
外形尺寸
100*65*26mm
2.5.4
DC0304A阅读器适合于具有〞定向识别〞的通道、要求读卡距离远、识别速度快以与要求对多个电子卡同时进展识别、跟踪和定位场合的应用。
●通道管理:
开放式门禁出入口控制管理系统,智能小区、大厦停车场收费管理,高速公路不停车收费管理,码头、海关通关安检管理;●人员管理:
快速考勤管理,会议报到系统,学生平安短信系统,保安巡更管理;●物品管理:
仓储物品与数据采集管理系统,商品流动监控追踪管理,码头集装箱自动识别、登记管理;●防X管理:
煤炭井下人员定位、跟踪、查询管理,商品防伪测试;●公共管理:
城市智能交通站台与车辆监控、调度,列车车厢自动抄号、调度;●制造管理:
车间流水线管理,生产流程过程中监控零部件;●运输管理:
公路、铁路运输管理和集装箱运输流动、监控、追踪管理。
性能指标
型号
DC0304A〔定向一体式阅读器〕
工作频率
ISM微波段
通讯方式
动态密匙加密方式
无线传输速率
1MBps
信号调制方式
GFSK
工作方式
只读标签型
微波通讯检错
CRC8循环冗余校验
接收灵敏度
-90dbm
识别方式
定向识别,角度为水平60度,垂直60度
识别距离
最远80米〔距离可调〕根据实际需要调整距离
识别速度
80公里/小时以内
防冲突性
可同时识别>100X卡
误码率
千万分之一
声音提示
内置蜂鸣器
开发接口
提供各种开发用接口函数
数据接口
标准配置:
RS232,RS485,Wiegand和RJ45可选
定制功能:
WIFI或其它
电源适配器
DC+9V
工作温度
-40℃~+85℃
外形尺寸
160*120*35mm
2.5.5
DC0301A读写器是在第一代DC0300A上根底之上的升级版,适合于具有“全向识别〞的宽通道、要求读卡距离远、识别速度快以与要求对多个电子卡同时进展识别、跟踪和定位场合的应用。
●通道管理:
开放式门禁出入口控制管理系统,智能小区、大厦停车场收费管理,高速公路不停车收费管理,码头、海关通关安检管理;
●人员管理:
快速考勤管理,会议报到系统,学生平安短信系统,保安巡更管理;●物品管理:
仓储物品与数据采集管理系统,商品流动监控追踪管理,码头集装箱自动识别、登记管理;●防X管理:
煤炭井下人员定位、跟踪、查询管理,商品防伪测试;●公共管理:
城市智能交通站台与车辆监控、调度,列车车厢自动抄号、调度;●制造管理:
车间流水线管理,生产流程过程中监控零部件;●运输管理:
公路、铁路运输管理和集装箱运输流动、监控、追踪管理。
性能指标
型 号
DC0301A
工作频率
ISM微波段
通讯方式
动态密匙加密方式
异步通信速率
9600Bps-115200Bps
信号调制方式
GFSK
工作方式
读,写标签型
微波通讯检错
CRC8循环冗余校验
接收灵敏度
-90dbm
识别方式
全向识别,读卡半径80米的360度球形〔也可以外接定向天线实现定向识别〕
识别距离
最远80米〔距离可调〕
识别速度
80公里/小时以内
防冲突性
可同时识别>100X卡
误码率
千万分之一
声音提示
内置蜂鸣器
开发接口
提供各种开发用接口函数
数据接口
标准配置:
RS232,RS485和RJ45
定制功能:
WIFI或其它
电源适配器
DC+9V
工作温度
-40℃~+85℃
外形尺寸
160*120*35mm
2.5.6
DC068xA系列设备是一款基于RFID技术的工业级手持式数据采集终端,本产品具有功能强大、多协议兼容、多种数据接口、工业级设计(IP65)等优点,可广泛的应用于各种RFID系统中,典型的应用场合有:
物流和仓储管理:
物品流动与仓储管理以与、包裹、运输行李等的流动管理;
供给链应用领域:
物品供给过程,移动盘货、查价、货架调整的应用等;
产品防伪检测:
利用标签内存储器写保护功能,对产品真伪进展鉴别;
其它领域:
在俱乐部管理、图书馆、学生学籍、消费管理、考勤管理、就餐管理、泳池管理等系统都得到了广泛的使用。
特点:
它集成了掌上电脑〔PDA〕与RFID数据采集的超完美组合,可以实现RFID数据的采集、存储等功能;
无论在室内外,它都可以满足移动数据采集在恶劣环境中对产品性能,巩固性和耐久性的综合要求;
功能全面,带有蓝牙、WIFI、GPS、GPRS、二维条码功能;
外观设计很好的应用了人体工程学,让您在使用时倍感舒适;
RFID功能提供多协议配置,方便用户选择;
操作性:
人性化设计保证了产品使用的舒适性
提供了灵巧的左右手皆可的单手操作确认键
方便的左右母指操作键
精细和强大的功能性设置
可日光下读写带背光触摸屏
硬质键盘
舒适和易于掌握的机身设计
技术参数
型号
DC0681A
DC0682A
DC0683A
RFID
局部
工作频率:
(1)ISM902~928MHz
(2)ISM920~925MHz
(3)定制ISM902~928MHz内的任意频率
4)ISM865~868MHz
支持的协议:
ISO18000-6B(ISO1800-6C/EPCGEN2)
ISO14443A
----
工作方式:
广谱跳频〔FHSS〕
----
----
射频功率:
0~27dBm,软件可调
----
<0dBm
识别距离:
读2米,写2米(标准卡式)
2~5厘米
>20米
控制
局部
屏幕:
3.5吋TFT彩色触摸屏,配触摸笔
CPU:
S3C2440ASamsung400MHz
提示:
内置一个蜂鸣器
键盘:
28键,配触摸屏
操作系统:
内存容量:
128MFlashROM,64MSDRAM,TF卡插槽可扩展内存容量
数据接口局部
蓝牙
标准配置
WIFI
标准配置
GPRS
可选配
GPS
可选配
一维/二维条码
可选配
电源
局部
供电电源:
3.7V(锂电池供电),提供AC110V~240V电源适配器
物理
局部
防护等级
防水防尘等级IP65
重量
尺寸
210mm*90mm*53mm
使用环境
温度:
-10℃~+50℃相对湿度:
最大90%大气压力:
86~106kpa
服务
支持
二次开发环境
VisualStudio2005,提供SDK与说明文档
应用程序
提供包括RFID,条码,GPS等演示DEMO(已配置的功能DEMO源码)
服务方式
全程跟踪与协助客户的开发与使用
2.6设备清单
序号
名称
型号
单位
1
DC0302A
台
2
台
3
DC0310A
台
4
DC0681
台
5
四路数据转换器
台
6
台
7
腕带
DC8350A
X
8
服务器
台
9
《母婴识别与定位追踪管理系统》软件
套
3系统功能与系统特性
3.1特色功能
3.1.1从病房开始为新生婴儿提供全面的防护
母婴识别与定位追踪管理系统提供对整个病区提供三重防护:
〔1〕病区监控
〔2〕病房监控
〔3〕出入口监控。
系统通过全方位、多层次的监控,实现对整个病区的无缝覆盖。
从病房开始为新生婴儿提供全面细致的防护。
3.1.2最具特色的定位功能
系统不但可以准确的识别婴儿,而且还可以快速的定位到每个婴儿、母亲、或护士当前所在的位置,当前在哪个房间。
同时系统也可以清楚,详细的显示每个房间有哪些婴儿、母亲或护士,并且记录婴儿、母亲、或护士行动的路线。
3.1.3快速的系统报警事件处理
当报警事件发生时,如果不能快速的定位到报警事件发生的位置,不能快速的到达现场进展处理的话,那么系统是实用性将大打折扣。
而本系统依托独特的定位功能,能快速的指示发生报警的准确位置,引导护士或保安人员迅速的到达报警发生的位置。
而且当系统发生报警事件时,护士手上带的标签会发出光和振动提示,提示相关护士迅速的去处理报警事件。
3.1.4从身边的人开始为新生婴儿提供可靠的防护
母婴识别与定位追踪管理系统提供医护人员与婴儿、母亲与婴儿的绑定功能。
系统可以实时监控婴儿是否与自己的母亲在一起,监控婴儿是否与责任护士在一起,让婴儿时刻留在可靠人士的身边。
系统提供新生婴儿与医护人员、新生婴儿与母亲的互动功能。
当偷盗、抱错等事件发生时,绑定的医护人员和母亲可以与时得到警示。
让婴儿时刻得到可靠人士的保护。
3.1.5全天无连续,时刻关注新生婴儿
母婴识别与定位追踪管理系统提供对婴儿的无连续监控。
系统不断监控婴儿所处的位置,监控婴儿身边的人,并不断监控系统本身。
新生婴儿全天处于系统无微不至的关注下。
3.2系统功能
软件界面
1〕电子标签的区域识别、定位、寻迹功能
▲系统能够对部署设备的整个病房区域进展监控,具备标签的区域定位和跟踪能力。
能够实时监控佩戴防盗标签的病患所处的位置,并跟踪记录病患的移动情况,可以更加有效地实施监控和保护;
2〕报警事件的区域识别、定位、寻迹功能
▲系统能够对部署设备的整个病房区域进展监控,具备事件的区域定位能力。
发生偷盗、设备被破坏等事件时,能够立即触发报警,并定位报警事件发生的位置,有效地提高报警的处理速度,与时遏止盗窃事件的发生。
快速灵敏报警功能;
3〕独有防抱错功能〔面向母婴系统〕
▲提供母亲、婴儿捆绑监控功能,婴儿不在母亲或者医护人员的带领下离开病房或者婴儿被误放到其他母亲的病房均会立即触发系统报警,最大限度减少抱错事件的发生。
4〕出入口监视功能
▲系统提供出入口监控功能,一旦某个携带防盗标签的病患未经许可进入出入口监视区域(出入口0.6-3.5米X围),就立即通过专线向控制电脑发送信息,触发报警。
5〕友善实时的电子地图显示功能
▲系统采用电子地图显示,能够显示医院平面图和相关资料;在配置系统的病房区域
内,能够实时显示各个区域内标签的数量和工作状态;
▲系统具备报警事件的定位功能,发生报警事件时,能够立即定位事件发生的位置,发出提示音,弹出报警框,并立即调出对应地图,在相应位置做出标识;
6〕方便快捷的出入院操作功能〔本功能需根据客户需求做定制性调整〕
▲系统支持激光扫描枪、ID卡读卡器等方式〔根据客户需求选配〕录入数据,输入方便快捷;
▲系统预留HIS数据库接口,减少重复录入;
▲独有PDA〔选配〕操作方式,可以在病房完成出入院,标签监控状态修改等工作,操作更方便快捷,为医护人员在对婴儿做应急护理时提供极大便利;
7〕方便快捷的历史事件查询
▲提供各类历史事件查询界面,方便回溯查询历史事件;
▲提供事件查询结果导出接口〔XLS格式〕;
8〕全面的系统设置功能;
▲支持矢量图形的电子地图绘制;
▲人员操作权限设定;
▲各类系统参数的设定;
3.3系统特性
3.3.1系统安全可靠
▲系统全部设备通过CE&FCC认证,对其他医疗器械无干扰影响;
▲婴儿腕带经过欧洲标准检测,无毒无害,无过敏反响,不伤害婴儿皮肤;
3.3.2为新生儿度身订造的婴儿防盗标签设计
▲轻巧,容易佩戴;
▲细致的人体工程学设计;
▲欧洲标准无毒无害无过敏反响,不伤害婴儿皮肤
▲防反抽腕带式设计,佩戴安全可靠;
3.3.3可靠的婴儿识别防盗技术
▲国家专利防剪断腕带技术;
▲防拆卸功能;
▲全球唯一ID号识别;
3.3.4标签的主动式防盗保护
所有防盗标签每隔3秒钟左右向系统发出信息,汇报其工作状态,主要信息包括:
▲位置信息;
▲电池电量信息;
▲防盗标签腕带;
▲休眠状态标识;
系统可以快速检测各个标签的工作状态,并与时发出各种警报,如标签电量过低、标签处于非法位置等等;
3.3.5全方位区域监控
对系统能够对部署设备的整个病房区域进展监控,包括:
▲标签的实时定位和跟踪功能,实时监控佩戴防盗标签的婴儿所处的位置,并跟踪记录婴儿的移动情况;
▲事件的区域定位能力。
发生婴儿偷盗、设备被破坏等事件时,能够立即触发报
警,并定位报警事件发生的位置
3.3.6快速的报警事件响应速度
▲提供病房内婴儿抱错报警;
▲提供病房内婴儿防盗标签被破坏报警;
▲提供出入口婴儿防盗事件报警;
3.3.7系统运行稳定可靠
系统各个组成设备定时向数据服务器汇报工作情况,系统可以实时检测各系统组件是否运行正常,防止各种原因引起的失效。
3.3.8系统安装简单、稳固、可靠
主要设备采用天线外露的隐式安装,出入口监视用的定向读感器采用加固的吊顶式安装;
3.3.9系统参数具有现场可配置性
▲出入口监控用定向读感器监控X围可调;
▲厂家提供完善的出入口监控解决方案;
3.3.10系统功能扩展
▲与HIS系统互联的数据库接口;
▲与门禁系统互联的扩展通信接口;
▲选配的手持PDA操作终端,支持病房内直接进展出入院、标签状态修改等操作。
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- 关 键 词:
- RFID 母婴 识别 定位 追踪 管理 系统 方案设计