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[摘要] 针对目前医疗行业客观存在的上述问题，我公司推出基于标准RTLS无线医疗追踪解决方案。方案有基于WIFI的无线局域网定位，此外还有基于最新RFID技术，采用独特的算法实施RTLS定位。无线无须重新搭建其他网络或设施，在原有无线局域网基础上即能快速部署安装，搭起医疗可视化平台，为医疗机构提供完整的资产、病患和职员追踪解决方案，以利于他们降低运行成本，提高运行效率和医疗服务水平。

1 引言

　　1.1 文档说明

　　本文档为基于WiFi-RFID的实时定位解决方案。方案附件中包括技术描述、产品介绍等。

　　1.2 术语与缩写解释

　　缩写、术语 解 释

　　AP Access Point的缩写，即负责通讯功能的无线网络接入点。

　　RFID定位器 拥有定位功能的WIFI-RFID无线或有线接入点

　　RFID 标签 一种具有定位功能的有源RFID子标签。

　　RTLS Real Time Location Systems的缩写，即实时定位系统。

　　Wi-Fi Wireless Fidelity的缩写，又称Wireless LAN，或WLAN， 即无线局域网，是IEEE 802.11定义的一个无线网络通信的工业标准。

　　2 项目需求

　　2.1 项目背景

　　针对目前医疗行业客观存在的上述问题，我公司推出基于标准RTLS无线医疗追踪解决方案。方案有基于WIFI的无线局域网定位，此外还有基于最新RFID技术，采用独特的算法实施RTLS定位。无线无须重新搭建其他网络或设施，在原有无线局域网基础上即能快速部署安装，搭起医疗可视化平台，为医疗机构提供完整的资产、病患和职员追踪解决方案，以利于他们降低运行成本，提高运行效率和医疗服务水平。

　　公司可视化医疗解决方案包括：实时资产管理、设备维护、温度监控、工作流程管理、病患和医护人员安全监控。方案的实施基于标准的WLAN结构，同时可以整合所有医疗IT软件系统。可视化医疗解决方案满足了医生、物资管理人员、生物工程师、实验人员的需求，增加了常规应用、增强了安全、通过有效的利用设备，减少了花费、改进了流程、增加了收入、提高了医护水平。

　　2.2 需求描述

　　实时定位系统(RTLS)在医疗行业的应用

　　1、母婴管理

　　刚出生的婴儿在外型上基本差异不大，没有自我保护的意识，需要医护人员给予细致的呵护。实时定位系统可以解决母婴配对以及婴儿防盗问题，实现母婴的安全保障。

　　2、特殊病人管理

　　特殊病人群体包括：精神病人、残疾病人、突发病患者、儿童病人，这类群体属于自我管理能力比较差，需要医院给予更加完善、细致的照顾。

　　综上所述，实时定位系统(RTLS)不仅解决了医院的无线网络覆盖的问题，实现无线上网的智能化办公，基于Wi-Fi无线局域网基础上的实时定位系统还解决了医院的人员、资产有效管理。实时定位系统(RTLS)同时可与医院已有的信息系统集成，更加便于医院的智能化管理。

2.3 需求分析

　　2.3.1 出入周界报警

　　1、 距离院门5-10米设立周界报警系统

　　2、 在没有指定人员陪同情况下，人员接近出入院门一定距离会报警。

　　2.3.2 区域报警

　　1、病人或婴儿在规定时间不能超出规定范围活动

　　2.3.3 母婴管理

　　在新生婴儿的脚腕上戴上腕带的电子标签，在出院之前无特殊情况是不允许打开标签的。母亲也佩戴电子标签，医院管理人员在母亲入院和婴儿出生时就在标签内输入目前和婴儿的个人信息，如果母亲和婴儿配对错误，母亲和婴儿的标签在一起时会发出告警提示。提醒护士人员发生配对错误。

　　婴儿的腕带标签内部独特的设计，不管以任何一种方式拆卸，都会触发标签向定位服务器的告警提示，同时如果婴儿被抱离婴儿房，标签也会通过传递的实时位置信息，触发定位服务器的告警提示。提示管理人员婴儿的实时位置移动状况，有效防止婴儿被盗。

　　2.3.4 特殊病人管理

　　特殊病人群体包括：精神病人、残疾病人、突发病患者、儿童病人，这类群体属于自我管理能力比较差，需要医院给予更加完善、细致的照顾。

　　实时位置信息查询：给病人佩戴电子标签，可在后端定位服务器上查看到病人在医院的实时位置信息以确定病人处于安全的环境中。

　　紧急情况告警：当病人遇见紧急情况，例如：残疾病人在洗手间摔倒、儿童找不到自己的病房、突发病患者病情突然发作等，病人可以自己按自己所佩戴的标签告警按钮，后端定位服务器即刻出现告警提示，管理人员可以马上做出反应，安排援救。

　　医院特殊重地管理：医院有很多禁止病人入内的区域，需要严格监控和管理。如果带有标签的病人闯入此区域时，就会触发后端定位服务器的报警功能，提醒管理人员即时处理。

　　安全范围界定：为了更加维护特殊病人的安全，医院可根据实际状况安排特殊病人在安全的区域内，如果病人走出安全区域，病人携带的标签即会向后端定位服务器发出告警信息，管理人员可以实时安排医护人员前去处理。

　　2.3.5 保安巡防管理

　　1) 主动告警触发

　　目前状况：主要通过视频来监控突发事件，但由于视频监控图像过多和监控保安的疲劳，造成发生突发事件时无法及时处置。

　　定位系统解决的问题：

　　1、 保安人员按钮告警：保安佩戴定位卡，一旦发生紧急情况可以触发定位卡按钮，并且和视频联动，这样后端可以及时进行支援，保证了保安的安全。

　　2、 无线定点报警：在重要地段安装无线定点告警标签，并且对告警级别分类，保证控制中心第一时间处理报警，并且对保安的人身安全提供了一个很好的保证。

　　3、 区域告警：划定某些区域属于禁区，未经允许的人员进入或离开将发出报警信息，或某些人员不能离开某个区域，一旦离开将发出报警信息。

　　2) 遇到告警实现定位和视频联动

　　目前状况：目前仅仅使用视频监控有很多弊端，发生意外事件时，值班人员不一定能注意到视频显示的屏幕，智能化和实时性很差。

　　定位系统解决的问题：遭遇紧急告警时，实现定位系统和视频监控系统的实时联动，联动时候自动弹出摄像头画面，中心控制室人员可以根据当时的画面情况采取紧急预案，具有直观反应迅速，效率高的特点，避免了由于处理不及时造成的损失。同时在轨迹回放的同时可以实现同时调用当时相同时段的监控画面一起回放，这样是普通的监控系统更加智能化。

　3) 保安巡视管理

　　目前现状：保安按照规定时间需要定时巡逻，巡逻也是按照规定路线，但不是所有保安都能够按照规定执行;保安遇到紧急情况时，无法迅速报警。

　　定位系统可以解决的问题：实时记录保安的巡逻线路，统计每日保安巡逻的次数和时间。保安巡逻的轨迹回放，同时可以实现同时调用当时相同时段的监控画面一起回放，可以检查保安巡逻的情况，促使保安按时按量巡逻，减少突发事件的发生。

　　2.3.6 在院医护人员等管理

　　基于无线局域网(Wi-Fi)的定位系统能实现对人员的有效管理。通过佩戴电子手铐，实时定位监控，防止意外事件发生。

　　1) 人员实时位置信息

　　目前状况：目前对医院病人及婴儿缺乏有效管理，主要依靠传统人工方式。

　　定位系统解决的问题：人员活动和分布的情况通过定位系统可以一目了然，可以随时查询病房中人员的人数和每个人的履历表，人数统计自动化，实现点名动态化和实时化。

　　2) 人员活动轨迹回放

　　目前状况：平时管理时无相关的技术可以对病人过往的行为做分析，如果发生意外，需要调用当时该人员活动的情况。

　　定位系统解决的问题：可以随时按照时间段调用病人活动的轨迹并进行回放，这个功能特别在发生突发性事件时非常有用，可以查看哪些在事发地段出现，并且和录像联动，可以调用视频录像。

　　3) 主动告警触发

　　目前状况：主要通过视频来监控突发事件，但由于视频监控图像过多和监控人员的疲劳，造成发生突发事件时无法及时处置。

　　定位系统解决的问题：

　　1、 区域告警：划定某些区域属于禁区，未经允许的标签进入或离开将发出报警信息，或某些病人不能离开某个区域，一旦离开将发出报警信息。比如病人进入其他病房，就触发报警。

　　2、 消失告警：标签消失后发出告警。

　　3、 腕带脱离报警：病人腕带具有断带告警功能，当腕带脱离手腕，会触发报警。

　　4) 遇到告警实现定位和视频联动

　　目前状况：目前仅仅使用视频监控有很多弊端，发生意外事件时，值班人员不一定能注意到视频显示的屏幕，智能化和实时性很差。

　　定位系统解决的问题：遭遇紧急告警时，实现定位系统和视频监控系统的实时联动，联动的可以弹出摄像头画面，中心控制室人员可以根据当时的画面情况采取紧急预案，具有直观反应迅速，效率高的特点，避免了由于处理不及时造成的损失。

　　2.3.7 系统扩展功能

　　医疗设备管理

　　医院的急救医疗设备(例如：呼吸机、氧气装置等)在急救时需要第一时间被找到，这对医疗设备的管理工作提出了极高的要求。在医疗设备上放置电子标签，在后端低服务器上输入需要查找的医疗设备，马上就会在界面上显示出设备的实时存放位置，便于马上找到该设备，避免因寻找医疗设备而影响到急救的时间进度。

　　特殊药品监管

　　对于一些对温度、湿度等要求较高的特殊药品，以及药品失效日期的监控，都需要耗费大量的人力去管理。利用实时定位系统(Wi-Fi RTLS)即可实现轻松管理，电子标签内置或者外接传感器，标签可以实时采集药品所在环境的温度、湿度、时间等参数上传至定位服务器，可以在定位服务器端设置参数值，当药品所处的环境温度、湿度等超标时，标签就会触发告警提示，管理人员可根据告警提示信息即时处理药品的有效管理，避免不必要的浪费。

　　优化工作流程

　　医生佩戴电子标签，管理人员可以在后端定位服务器界面看见医生的实时位置信息，当有急诊需要找到医生时，就可以通过定位服务器发出指令信息到标签上，医生收到提示信息后，就知道有急症，即可马上回到诊室。同时，如果医生遇到紧急状况，例如被病人袭击、或者因为急事不能回到诊室等，医生可以按标签上的告警按钮，告知后端管理中心他的实时状况。

2.4 方案优势

　　目前Wi-Fi网络的普及使得基于Wi-Fi的应用产品越来越普及，应用迅速推广，爆炸性增长。GPS定位局限性直接推动Wi-Fi定位系统应用，传统的RFID也只是门禁和考勤，不能用来做定位。随著RFID的应用不断渗透，新的RFID芯片不断问世，多频段抗干扰能力强。未来一定会被广泛应用在无线传感、无线实时定位等应用，特别是其超低功耗无线传感是其他电子标签所不及。我们正是看到了此行业的发展前景，及时推出新型的WIFI-RFID无线定位系统，打造最先进最经济最优化的实时定位系统。

　　由于基于传统的RFID技术缺少核心定位算法，只是依靠读写器做区域定位，而且盲点很多，不能提供精确定位。网频推出的WIFI-RFID实时定位系统，融合WIFI、RFID特点，后台采用基于RSSI信号强度精确定位算法，射频前端采用功耗和成本更低的有源RFID系统。下面侧重就网频的WIFI-RFID 实时定位系统和现有的WIFI-RTLS做简要对比说明。

　　项目 WIFI-RTLS定位系统 网频WIFI-RFID RTLS定位系统

　　系统特点 基于Wi-Fi无线局域网定位，可以利用已铺设的Wi-Fi网络，避免网络的重复建设。实际实施时候，因为系统很容易收到外部WIFI无线信号干扰，普遍采用以太网TCP/IP协议传输。 结合无线局域网接入技术、RFID技术、实时定位技术等，前端采用功耗和成本更低的有源RFID标签，通过路由RFID读写器可直接接入无线局域网。后台采用有线以太网或无线WIFI，支持跳频设计，抗干扰能力强。

　　网络扩展性 单制式设计，只支持无线局域网系统，接口无线WIFI及以太网。可扩展能力弱 模块化多制式设计，融合WIFI及RFID技术，支持以太网、WIFI无线传输等，容易和GPRS、3G等技术整合，可扩展能力强

　　WIFI特点 WIFI标签普遍设置在802.11b，传输速率也只有1Mbps或2Mbps。AP通讯也只能采用相应的802.11b协议，无线传输速率也只有1Mbps或2Mbps，这也严重影响了无线局域网系统 由于前端采用有源RFID技术，WIFI只是用来数据传输，因而工作在802.11G模式，传输速率可达128Mbps，对现有的无线局域网不会产生影响。

　　网络的安全性 支持WEP、WPA、WPA2等国际标准加密方式;标签支持数字加密技术 支持WEP、WPA、WPA2等国际标准加密方式;此外，支持自定义数字加密技术

　　定位精度 采用RSSI信号强度定位三角算法，定位精度一般在3到5米 采用RSSI信号强度定位三角算法，定位精度一般在3到5米。如果结合频分多址技术，定位精度可达2米

　　调频技术 不支持调频技术 支持调频设计，标签自动漫游

　　漂移概率 漂移概率很高，尤其是上下楼层及相邻房间 采用频分及调频技术，零漂移

　　标签功耗 有源WIFI电子标签，功耗很高，标签处于发射状态时候的工作电流通常都在220mA以上 有源RFID电子标签，电池同等容量、同等工作模式，电池寿命至少10倍以上WIFI标签

　　标签成本 成本很高 成本更低

　　3 方案设计

　　3.1 功能描述

　　3.1.1 定位监控

　　1) 实时监控

　　a. 在地图上显示图标对应于标签绑定的人或物;

　　b. 对标签进行实时监控，并在地图中显示标签的当前位置;

　　c. 标签闪烁表示有报警;

　　d. 标签分组，用不同的图标显示;

　　e. 定位过程中能实时看到图标平滑移动;

　　f. 搜索人员姓名、状态：

　　g. 可跟踪指定的标签，地图随着标签的移动自动切换;

　　h. 将鼠标移到图标上可以看到图标的信息和状态;

　　i. 点击图标后可以显示人员的详细信息;

　　j. 可以手动切换地图，查看指定地图上的所有标签的活动情况;

　　k. 地图可以放大和缩小，调整到合适的大小;

　　l. 跟踪单个标签时地图会自动切换楼层。

　　2) 实时告警

　　a. 触发告警，弹出页面，声音报警，并且显示对应的视频录像;

　　b. 点击处理后，页面可以关闭，否则会一直提醒;

　　c. 实时报警列表。

　　3) 轨迹回放

　　a. 可以自定义、修改轨迹;

　　b. 移动轨迹是平滑显示的;

　　c. 可以锁定一个标签，按时间段播放，显示移动(可选择有轨迹或无轨迹)，地图切换;

　　d. 可以锁定一张地图，按时间段播放，显示不同标签移动，无轨迹;

　　e. 轨迹回放过程中可以显示各类报警(按钮，区域，消失、振动、不动)和声音效果;

　　f. 可以全屏播放;

　　g. 可以保存某一段轨迹录像;

　　h. 可以保存某一段数据，可调用播放;

　　i. 可同时使用多个播放。

　　3.1.2 标签管理

　　标签管理分为警员和病人管理。

　　a. 标签发放，通过发卡机，自动获取标签ID;

　　b. 将标签与人员绑定：将指定的人员信息和其佩戴的标签进行绑定，在系统中显示的标签即代表佩戴该标签的人员;

　　c. 标签更换对应的人员;

　　病人信息设置：可在系统中对病人的信息进行设置和管理，并且绑定到病房;

　　保安信息设置：可在系统中对保安的信息进行设置和管理;

　　标签分组、分类：标签可以根据实际情况进行分组和分类。

　3.1.3 报警管理

　　1) 按钮报警设置：标签有按钮报警功能，当发生紧急情况时可按下按钮发出报警信息;

　　2) 腕带脱离报警设置——一旦腕带戴到病人手上，病人就无法自行脱下来。如果病人将腕带弄断，该标签将会不断地向系统发出腕带脱离报警信息。工作人员需要腕带脱离病人时候，可以先在系统中将指定标签的防腕带脱离报警功能关掉，这样系统就不再接受该标签的腕带脱离报警信息;

　　3) 越界报警——某些区域属于禁区，未经允许的标签进入将发出报警信息，或某些病人不能离开某个区域，一旦离开将发出报警信息;

　　4) 与管理信息系统不符报警——病人在系统中已经设定好了房间号，一旦病人进错房间，将及时发出报警信息。

　　5) 消失报警设置——标签消失有多种因素(如电池没电、标签越过信号覆盖区域等)，可以设置指定标签的消失报警条件和报警级别，如该标签消失了，将会触发相应的报警;

　　6) 电池低电报警设置——标签每隔一段时间将会向系统报告一次自己的当前电量，可以在系统中设置电量最低界限，一旦标签电量低于这个界限将会发出报警信息;

　　7) 未按规定路线报警——指定某个标签在某段时间的行走轨迹，一旦发现该标签偏离指定的行走轨迹达一定的时间，发出报警信息;

　　8) 无随同人员报警——将病人标签和医护人员标签绑定，一对一或多对多进行绑定，当病人标签的行走轨迹和保安标签的行走轨迹不一致，并达一定时间，发出报警信息。

　　3.1.4 系统管理

　　a. 用户管理：可设定各种用户权限，用户登录系统后根据自己的权限进行相应的操作和浏览符合权限的内容。

　　b. 地图如果已经划分区域，可设定各个标签进出各区域的条件。

　　c. AP定位器管理：监控AP定位器工作状态，查询历史记录。

　　3.1.5 统计报表

　　a. 标签警告记录：查看所有标签或指定标签的所有警告记录;

　　b. 查看标签报表：查看标签的重要报警，出入区域次数及停留时间统计;

　　c. 操作历史记录：查看用户的操作历史记录;

　　可根据时间段进行数据统计;

　　统计各项工作的执行次数、单人的工作情况和闲置时间、每天各岗位的工作高峰期;

　　对各告警事件发生的时间和区域进行统计分析;

　　d. 根据用户自定义规则，按时间段统计保安巡逻次数、时间段和间隔时间。

　　4 系统服务器硬件要求

　　根据本次项目的具体情况，我们建议配置4台服务器，其中1台作为数据库备份，建议品牌和具体配置如下：

　　推荐使用IBM、HP等大品牌，确保7×24 稳定运行。

　　WEB Server(Web 监控服务器) 1台 ：

　　序号 名称 技术指标

　　1 CPU Intel Xeon双核英特尔至强处理器E5110(1.6GHz/4MB/1GHzFSB)

　　2 内存 2 GB DIMM DDRII 667内存

　　3 硬盘 160GB

　　4 网卡 两个千兆以太网卡

　　5 电源 热插拔835W冗余电源 声音辐射:6Bels

　　6 光驱软驱 DVD-ROM

　　7 机箱 塔式服务器

　　8 扩展端口 鼠标/1个并口/键盘/Video/2个串口/2个USB 2.0(后面)/

　　2个USB 2.0(前面)/3个 RJ-45

　　要求：

　　1、 安装Windows Server 2003 Standard

　　2、 安装IIS

　　App Server(应用服务器)1台：

　　序号 名称 技术指标

　　1 CPU Intel Xeon八核英特尔至强处理器E5320(1.86GHz/8MB/1GHzFSB)

　　2 内存 4 GB DIMM DDRII 667

　　3 硬盘 146GB*2 热插拔SAS ，

　　4 RAID卡 SERVER RAID8K支持RAID0，1，5

　　5 网卡 两个千兆以太网卡10Mbps,100Mbps,1000Mbps

　　6 电源 热插拔835W冗余电源 声音辐射:6Bels

　　7 光驱软驱 DVD-ROM

　　8 机箱 塔式服务器

　　9 扩展端口 鼠标/1个并口/键盘/Video/2个串口/2个USB 2.0(后面)/

　　2个USB 2.0(前面)/3个 RJ-45

　　备注：

　　1、 Windows Server 2003 Datacenter

　　2、 .Net 3.5

　　DataBase Server(数据库服务器)1台：

　　序号 名称 技术指标

　　1 CPU Intel Xeon双核英特尔至强处理器E5110(1.6GHz/4MB/1GHzFSB)

　　2 内存 2 GB DIMM DDRII 667内存

　　3 硬盘 160GB

　　4 网卡 两个千兆以太网卡

　　5 电源 热插拔835W冗余电源 声音辐射:6Bels

　　6 光驱软驱 DVD-ROM

　　7 机箱 塔式服务器

　　8 扩展端口 鼠标/1个并口/键盘/Video/2个串口/2个USB 2.0(后面)/

　　2个USB 2.0(前面)/3个 RJ-45

　　Backup Server(备份服务器)1台：

　　序号 名称 技术指标

　　1 CPU Intel Xeon双核英特尔至强处理器E5110(1.6GHz/4MB/1GHzFSB)

　　2 内存 2 GB DIMM DDRII 667内存

　　3 硬盘 160GB

　　4 网卡 两个千兆以太网卡

　　5 电源 热插拔835W冗余电源 声音辐射:6Bels

　　6 光驱软驱 DVD-ROM

　　7 机箱 塔式服务器

　　8 扩展端口 鼠标/1个并口/键盘/Video/2个串口/2个USB 2.0(后面)/

　　2个USB 2.0(前面)/3个 RJ-45

　　要求：

　　1、 安装Windows Server 2003 Datacenter

　　2、 安装SQL 2005 Enterprise

　　3、 支持热备份。

　　4、 数据导入服务。

　　4.3.2软件环境：

　　操作系统：Windows Server 2008\ Windows Server 2003\Window Vista \Windows XP

　　组件：Microsoft .NET Framework 3.0

　　数据库：Microsoft SQL Server 2005

　　IIS: Microsoft Internet Information Server 6.0

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