[發明專利]一種基于LoRaWAN物聯網協議的醫療手衛生監督系統

在審

• 申請號: 201710846250.0
• 申請日: 2017-09-19
• 公開（公告）號: CN107644515A
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發明（設計）人: 史皆然;應東東;趙建昌;章宏偉
• 申請（專利權）人: 杭州百世伽信息科技有限公司
• 主分類號: G08B21/24
• 分類號: G08B21/24;H04L29/08;H04W4/00
• 代理公司: 杭州之江專利事務所(普通合伙)33216
• 代理人: 張慧英

技術領域

本發明涉及醫療物聯網領域，尤其涉及一種基于LoRaWAN物聯網協議的醫療手衛生監督系統。

背景技術

隨著物聯網技術和相關電子技術的發展，手衛生依從性管理方案也在隨之不斷地得到優化和發展，已有的手衛生依從性管理方案通常具有以下弊端：只能以科室為最小統計單元而無法定位和統計到醫護人員個人手衛生依從率；或者需要醫護人員在洗手時主動打卡記錄，從而改變了醫務人員的原有操作習慣。本發明方案既能統計到醫護人員個人的手衛生依從率，又不影響醫護人員原有的操作習慣，同時優化了系統硬件功耗，并通過使用LoRaWAN物聯網協議和服務器端的核心算法滿足了系統靈活性和并發性需求。

發明內容

本發明為克服上述的不足之處，目的在于提供一種基于LoRaWAN物聯網協議的醫療手衛生監督系統，本發明通過紅外電子圍欄解決主控板硬件功耗問題，通過靠近液瓶的激勵器信號強度判斷解決了個人手衛生依從率統計問題，通過應用服務器的算法和邏輯解決了手衛生邏輯判斷的靈活性問題，通過LoRaWAN物聯網協議解決了人員卡功耗問題和系統并發性問題。

本發明是通過以下技術方案達到上述目的：一種基于LoRaWAN物聯網協議的醫療手衛生監督系統，包括：紅外電子圍欄、主控板、液瓶識別器、員工卡、LoRaWAN基站、應用服務器；所述員工卡設在醫務人員身上，醫務人員接近污染區時自動觸發紅外電子圍欄；所述的紅外電子圍欄喚醒主控板，主控板連續發送125K激勵器信號將員工卡激活；員工卡通過LoRaWAN基站將激勵器ID信息發送至應用服務器，應用服務器收到后向員工卡反饋應答數據；應用服務器根據激勵器ID信息判斷是否需要進行洗手，醫務人員洗手時觸發液瓶識別器，液瓶識別器將洗手信息反饋至主控板，主控板將洗手信息調制到激勵器ID信息中，由員工卡反饋至應用服務器。

作為優選，采用紅外電子圍欄的方式來解決手衛生主控板的功耗問題，所謂紅外電子圍欄為人體紅外檢測設備，設定一定的檢測空間范圍，當有人進入該范圍的時候，紅外設備喚醒主控板，主控板便從睡眠模式進入了正常工作模式。在一些特殊的環境下，為了保證其靈活性，手衛生設備不能通過電源線直接供電，例如ICU病床，因為病床可能隨時需要被移動位置，這種情況下手衛生系統就需要使用鋰電池供電，這就存在一個如何節省功耗的問題，紅外電子圍欄就是為了解決功耗問題提出的方案，在感染區附近沒有人靠近的時候，主控板處于一種睡眠狀態，當有人靠近污染源附近的時候，紅外模塊喚醒主控板，主控板進入一種正常工作模式，當紅外信號消失后，主控板又再次進入睡眠模式。

作為優選，所述污染區的范圍由主控器發出的125K激勵器信號廣播范圍決定，范圍關系式如下所示：

ΦIR-ΦEX>20cm

ΦEX-ΦBED>10cm

其中，ΦIR為紅外直徑作用范圍，ΦEX為激勵器信號直徑作用范圍，ΦBED為ICU病床寬度范圍。

作為優選，所述的主控板具有激活狀態和待機狀態，默認狀態為待機狀態，主控板與應用服務器連接通信；主控板包括MCU處理器、紅外電子圍欄識別器、LoRa協處理器、激勵器射頻發射模塊、液瓶智能識別模塊；MCU處理器分別與紅外電子圍欄識別器、LoRa協處理器、激勵器射頻發射模塊、液瓶智能識別模塊相連。

作為優選，所述的MCU處理器優選采用NORDIC公司的nRF52832芯片；所述的LoRa協處理器優選采用SEMTECH公司的SX1278芯片；所述的紅外電子圍欄識別器優選采用BISS0001芯片。

作為優選，所述的員工卡內嵌有LoRa協處理器模塊和激勵器信號接收模塊，LoRa協處理器模塊優選采用SX1278芯片，激勵器信號接收模塊優選采用AS3933芯片。

作為優選，所述的主控板采用LoRaWAN CLASS A物聯網協議，主控板上的算法和邏輯包括紅外狀態判斷、液瓶洗手狀態智能識別，其中，紅外狀態判斷分為紅外被激活前，激活中，以及紅外信號消失三個狀態階段，液瓶洗手狀態智能識別為液瓶洗手按鍵狀態識別與按鍵濾波處理，具體如下：

(i)紅外未被激活狀態：在紅外電子圍欄未被觸發時主控板處于待機狀態，此狀態下主控板每間隔30秒通過LoRaWAN物聯網協議向應用服務器發送心跳包，心跳包包括激勵器的ID和電池電量信息；

(ii)紅外激活狀態：主控板被紅外激活后，主控板通過激勵器射頻模塊連續廣播激勵器ID號，廣播的頻率為每秒鐘2次；