物联网组网技术

河南理工大学 计算机科学与技术学院 物联网大作业

2014—2015学年第二学期

课程名称 物联网组网技术 题 目 物联网下的智能医疗 姓 名 陈玉辉 学 号 ************ 专业班级 网络1201 指导教师 王 磊 2015 年5月 16日 物联网下的智能医疗 智能医疗是指运用现代信息、诊疗技术和设备等手段，依托信息化技术平台，建立以个人健康档案为核心的区域医疗卫生协作模式；在智能医疗信息系统中，患者基本信息、病历记录、各种实验室检验信息乃至财务信息都将被整合集成，为医护人员、政府管理人员、患者乃至其它医疗服务相关行业人员共同所用。智能医疗可以使医疗卫生服务更为便捷、科学乃至经济，优化医疗卫生行业整体模式，最终让医疗生态圈的各个组成部分受益。 一、需求分析： 在医院设计的要求中，要实现医疗现代化、建筑智能化、病房家庭化、其核心是建筑智能化，没有建筑智能化，就难以实现医疗现代化和病房家庭化。由于智能化医院功能复杂，科技含量高，它的设计涉及到建筑学、护理学、卫生学、生物学工程学等科学领域，加之医学发展快，与各种现代的高新技术相互渗透和结合，都影响医院的功能布局的设计。 医院不同于宾馆、办公楼、商住楼等。它是“以病人为中心”实施医院服务的特殊场所。医院主要特点如下: 首先，人员密集、流量大。 第二，设备密集，物流量大医院医疗设备和其他设备的品种与数量之多，也是普通楼宇无法比拟的。根据设备的功能可分为四类： 1) 普通楼宇设备：如给排水、供配电、通风空调、火警消防、电梯等设备。 2) 建筑医疗设备：这是同病房建筑同步设计、安装、调试的医疗设备。如中心供氧、中心吸引、压缩空气、麻醉气体的供应回收、中心对讲、中心监视、层流病房、洁净手术部等。这些设备是医院所特有的。 3) 病房医疗设备：如监护设备、急救设备、小型治疗设备的检查设备。 4) 办公及会议设备：医护人员使用的各种办公设备和各类教学设备在医院内也占有较多的数量。 第三，信息密集、流通复杂。医院的运行管理是复杂的，既有人的管理，又有物的管理。 人的管理既包括对病员的管理，又包括对医护人员的管理。 对物的管理更是多元化。医院管理信息流通是多渠道的，有行政管理信息的流通渠道，也有医疗管理信息的流通渠道。 智能化医院是在通常的医院大楼设计中增加了部分或全部智能医院的“智能”功能，是智能医院中的特殊类别智能医院通常由三大系统组成，即通信自动化（CA），办公自动化（OA），楼宇自动化（BA），并将这三大功能结合起来，实现系统的集成。 在具体的设计中，智能医院通常包含下列若干弱电系统，信息通信；广播设备监控；公共安全管理；综合布线；办公自动化；系统集成。 二、详细设计方案 设计思想：智能化医院是以普通医院为基础提升了建筑“智能”功能，虽然服务的对象和服务的相同，但在就医环境上是普通医院无法相比的，普通医院基本上无集中空调系统，热水供应系统，弱电系统也只是基本的呼叫系统、电话系统和广播、电视系统，而智能化医院是经过建筑师对建筑外型、色彩、内部功能布局及空间环境的精心设计，以满足人们对心理的、生理的需求，同时楼内采用了空调、通风系统、集中供热系统和病房以小开间宾馆化设计，病房内具有带淋浴设施的独立卫生和电话、广播、电视设备。弱电系统设计上采用了智能大厦内的大多数"智能"系统，实现了楼宇设备计算机管理、医疗服务网络化和管理自动化。 智能化医院大楼是具有智能大厦功能的特殊建筑，虽然两者在智能系统的形式上有许多相同之处，但由于其服务的对象不同，服务对象的目的不同，系统设计时表现出的侧重点自然有所差异，前者更多的强调围绕为病人服务的思想，比如：病房设计如何考虑为一部分病人提供广播、电视服务，又考虑满足消防规范的要求；楼宇自控中结合医院的特点增加供热水管路的监控，供氧和吸引设备的监控；安保系统如何解决病房区非值班入口的管理控制，又满足消防规范对通道疏散的要求。此外智能化医院具有一些通常智能大厦没有的专用于医院病人服务的系统。 智能化医院大楼由于医院本身是唯一的使用者，服务的对象就是病人，对楼内计算机局域网络功能的实施，对弱电系统的实施均有实际的、明确的要求，相比那些只求虚名的“智能大厦”，更易进行系统集成，将更多的体现出智能医院的“含金量”。 系统功能： 1、楼宇自控系统 楼宇自控系统采用集散控制系统，本系统使管理者在中央控制室内就可实现对整座大楼内机电设备的监控和相应的各种现代化管理。楼宇自控系统中央管理工作站作为大楼的机电设备运行信息的交汇与处理中心，对汇集的各类信息进行分析、归类、处理和判断，采用最优化的控制手段，对各设备进行分布式监控和管理，使各子系统和设备始终处于有条不紊、协调一致的高效、有序的状态下运行。（1）系统作用：分散控制，集中管理，节能，降耗的作用。（2）监控范围：对空调系统、新风机组、制冷机组、冷却塔、风机盘管、照明回路、变配电、电梯等系统进行信号采集和监测、控制，实现设备管理系统自动化。（3）达到效果：有效节省电能、大量节省人力、延长设备使用寿命、有效加强管理、保障设备与人身的安全。 备用电源对于智能化医院系统是一个特殊的系统，它主要为医院的一些重要场所不间断的提供24小时供电，以保证一些手术在突然断电的情况下能够顺利进行，避免发生不必要的医疗事故。推出“智能发电机组”可以为医院提供不间断的备用电源系统，保证医院系统得顺利工作。 总体来讲，一座大楼中的各种设备（如冷水机组、空调机组等）都是消耗产品，设备每天要消耗电能，要花钱维护保养，总有一天会报废，业主的投资是无法收回的，惟有楼宇自控系统能给业主节约资金，也就是能回收资金的设备。 2、医院专用系统 闭路电视示教系统：对于一些大型医院，培训和科研是其中一项重要的内容，除采用直接授课和播放录像的方式以外，直接的现场闭路电视示教是一个较好的手段。在手术室设置2台摄像机，一个安装在无影灯上用于拍摄手术过程，一个安装在手术室内用于场面拍摄。将影象及声音信号直接传送到预先指定的示教室，通过在型监视器或投影仪，方便的进行远方医学研究和教学同时可录制下来以便后用。 医护对讲系统：医护对讲系统是建立病人和护士联系的主要方法，在病房区的护士站设置医护对讲主机，病房楼道安装显示挂屏，病床及厕所安装对讲器和呼叫按钮。通过电报光及主意信号提供护士和医生与病人联络及时了解病人的需要。 电子叫号系统：在门诊区各门诊科内设置电子叫号系统，使医生与病人之间的方便联系，让病人有秩序的进行就诊，提高看病的效率。在候诊室设置叫号话筒和电子显示屏，在各医生门诊室内设置叫号按钮。所有挂号信息通过网络从挂号处传来。 手术监控系统：医院手术部的护士长需要了解所有手术的日程安排和手术室的使用情况，对于手术室的各种准备进行统一管理，包括空调、照明的启动和关闭、手术室正压、温湿度情况及各种气体是否达到要求等。楼宇自控系统在该处设置分站，通过显示触摸屏，对手术部的机电设备的运行情况进行显示和必要的操作，同时所有参数上传至楼宇控制中心。分站仅是显示和操作控制中心进行制备的监视和维护保养。 远程会诊系统：对于一些紧急手术需要请教外地专家会诊，由于时间紧迫和距离比较远，这样我们可以通过远程会诊系统，将病人的这种情况及时准确的传送给外地的专家，使专家及时提供手术方案，以及时、便捷的方式挽救一个生命。 3、通讯与计算机网络系统 综合布线系统：医院综合布线系统是其智能化的基础，该系统支持电话和多种计算机数据通讯系统，可传输语音、数据和图像信息能与外部通讯网络相连接，提供各种通讯服务。布线形式多采用光缆和非屏蔽铜缆混合组网，通讯速率至少可过100M。 计算机网络系统：在智能建筑中，今后的通信自动化、办公自动化和管理自动化将是非常重要的组成部分，无论是高速传输处理语音、文字、图像、数据，还是便捷处理日常事物及管理决策都离不开高性能计算机网络系统的支持。以往需要独立的多种网络来承担各不相同的通信服务，而在我们的数字化解决方案中则由一个共同的核心基础设施集中提供各种基本服务，既使效率达到最大，又简化了网络的管理；并且传统的数据网络是建立在“尽最大的努力”提供服务的简单模型之上，今天应用的“智能”数据网络则是建立在按客户需要提供不同级别通信服务的智能模型之上，能够根据各种应用和用户的具体要求调整所提供的带宽和服务质量。“千兆交换作主干，百兆交换到桌面”成为网络基础设施的基本构架，在此基础上结合光纤到桌面和无线网络方式，组成现代化的计算机网络系统。 楼内移动通信系统：近年来，移动通信飞速发展，大量的室外基站已建立，且连续不断地扩容，室外网络建设已达到相当大的规模；另一方面，在室内，特别是大型建筑物内，如饭店、写字楼、商场、医院，由于建筑物的屏蔽作用等诸多因素影响，存在大量的信号盲区、弱区或频率切换区。 楼内移动通信系统采用室内分布方式，将基站的信号通过有线或无线方式直接引入到室内的每一个区域，再通过小型天线将无线信号发送出去，从而达到消除室内覆盖盲区，抑制干扰，为室内的移动通信用户提供稳定可靠的信号，使用户或患者在室内能享受高质量的个人通信服务。室内分布系统主要由三部分组成：信号源设备（微蜂窝、宏蜂窝基站或室内直放站）；室内布线及其相关设备（同轴电缆、光缆、泄漏电缆、电端机、光端机等）；干线放大器、功分器、耦合器、室内天线等设备。楼内移动通信系统功能如下：（1）覆盖室内盲区,弥补前期网络建设不可预料的信号覆盖不足。（2） 消除通话中的“乒乓效应”，提高信号的切换成功率，位置更换率和寻呼成功率等。（3）解决导频污染，解决因避免导频污染，而使在高层建筑的中高层会出现信号真空问题。（4）扩展话务量，扩大小区载频数，充分利用信道，有效地分担室外话务，实现话务均衡，提高网络效益。（5）隔离作用，减少了频率干扰的可能性，提高了频率复用度。 4、综合医院管理系统 中央集成管理系统：系统集成是实现医院内各计算机网络互联，信息共享。其实际意义是各系统的联锁互动及根据信息进行分析、判断，并做出决策。使医院的领导者通过集成的系统终端，实时的了解医院的运营动态。 电子公告栏及信息查询系统：在医院门诊楼的大堂、病房楼的前厅及医院内需要设置信息显示的位置安装大屏幕和信息查询终端，通过网络将各种信息提供给病人。 电子公告牌系统：现代社会已进入信息时代，信息传播占有越来越重要的地位，同时人们对于视觉媒体的要求也越来越高，要求传播媒体传播信息直观、迅速、生动、醒目。电子公告牌系统的作用是一方面可以播放大楼事务介绍、实事