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摘要：針對(duì)現(xiàn)有醫(yī)用織物的管理難以形成有效監(jiān)管的問題，導(dǎo)致在流轉(zhuǎn)過程中容易發(fā)生交叉感染、無故丟失、超過使用壽命、積壓過多物品流轉(zhuǎn)不暢等現(xiàn)象，該文設(shè)計(jì)一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能醫(yī)用織物管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)由下位機(jī)控制系統(tǒng)和上位機(jī)織物管理系統(tǒng)組成。下位機(jī)以STM32單片機(jī)為控制核心，利用RFID技術(shù)、4G技術(shù)實(shí)現(xiàn)了織物數(shù)量及種類的識(shí)別、數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ埽簧衔粰C(jī)基于ASP.NET技術(shù)，使用MVC設(shè)計(jì)模式構(gòu)建Web應(yīng)用，SQLServer為數(shù)據(jù)庫。應(yīng)用結(jié)果表明，該系統(tǒng)工作穩(wěn)定，性能優(yōu)異，平均每年可降低醫(yī)院相關(guān)成本30%。系統(tǒng)同時(shí)優(yōu)化了醫(yī)院后勤管理體系，提高了管理工作效率，有效促進(jìn)了醫(yī)院的智能化水平的建設(shè)。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；醫(yī)用織物；RFID；STM32；醫(yī)院管理

隨著醫(yī)院規(guī)模不斷擴(kuò)大和信息化水平不斷提高，原有的后勤管理模式已難以滿足醫(yī)院的現(xiàn)代化管理要求，醫(yī)院后勤開始著手在維修、餐飲、設(shè)備、能源等領(lǐng)域逐步開展信息化管理[1]。醫(yī)用織物管理作為醫(yī)院后勤工作中不可或缺的部分，近幾十年來的管理方法從未有所突破，目前仍采用傳統(tǒng)的手工方法進(jìn)行作業(yè)，未能及時(shí)跟上醫(yī)院快速發(fā)展的節(jié)奏，不利于實(shí)現(xiàn)后勤服務(wù)科學(xué)化和精準(zhǔn)化管理目標(biāo)[2-3]。如何有效地跟蹤與追溯醫(yī)用織物的洗滌周轉(zhuǎn)過程，實(shí)現(xiàn)全生命周期精細(xì)化管理成為醫(yī)院管理者面前的一個(gè)重要課題。有研究表明污織物分揀過程會(huì)產(chǎn)生可攜帶傳染性病原菌的飛塵或氣溶膠，不僅對(duì)病區(qū)空氣環(huán)境造成污染，還會(huì)增加織物收集人員的職業(yè)暴露及交叉感染風(fēng)險(xiǎn)[4]。中華人民共和國(guó)衛(wèi)生行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《醫(yī)院醫(yī)用織物洗滌消毒技術(shù)規(guī)范（WS/T508-2016）》規(guī)定臟污織物和感染性織物應(yīng)進(jìn)行分類收集，收集時(shí)應(yīng)減少抖動(dòng)[5]。同時(shí)，織物作為與患者和醫(yī)務(wù)人員具有直接皮膚接觸的物體，其本身的潔凈度也將直接影響患者及醫(yī)務(wù)人員的安全。為解決上述隱患，減少污織物在回收管理時(shí)病菌傳播及交叉感染，本文研究并設(shè)計(jì)了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能醫(yī)用織物管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅極大緩解了污織物收集人員的工作量，避免了長(zhǎng)時(shí)間和污織物接觸，降低了病菌感染風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)對(duì)織物的整個(gè)生命周期進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，有效避免了織物的過度使用、無故丟失及倉(cāng)庫積壓等現(xiàn)象，從而提高了醫(yī)院對(duì)醫(yī)用織物的管理水平，節(jié)省了支出成本以及完善了院感規(guī)范。

1系統(tǒng)概述

基于物聯(lián)網(wǎng)的智能醫(yī)用織物管理系統(tǒng)充分考慮醫(yī)院織物各管理環(huán)節(jié)實(shí)際情況，采用模塊化設(shè)計(jì)，以醫(yī)用織物為核心，依據(jù)織物種類可分為職工織物、病房織物、手術(shù)織物等，并可對(duì)任一類型織物進(jìn)行專項(xiàng)管理。同時(shí)，該系統(tǒng)可配合醫(yī)院的醫(yī)用織物管理，按職責(zé)劃分為后勤配送管理、手術(shù)織物管理、科室織物管理等，不僅實(shí)現(xiàn)了各科室業(yè)務(wù)可獨(dú)立開展、分步建設(shè)，可綜合管理、統(tǒng)籌規(guī)劃的目標(biāo)，建立全院統(tǒng)一的醫(yī)用織物管理綜合服務(wù)體系，并將織物各個(gè)環(huán)節(jié)中的細(xì)節(jié)記錄到數(shù)據(jù)庫，有效追溯織物流轉(zhuǎn)狀態(tài)，并為成本核算、決策提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。基于物聯(lián)網(wǎng)的智能醫(yī)用織物管理系統(tǒng)由下位機(jī)控制系統(tǒng)和上位機(jī)織物管理系統(tǒng)組成。下位機(jī)控制系統(tǒng)主要包含控制柜門開閉、識(shí)別醫(yī)用織物類別及數(shù)量、織物數(shù)量超載報(bào)警及數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ堋Ｔ撓到y(tǒng)以STM32單片機(jī)為控制核心，利用RFID技術(shù)和4G技術(shù)對(duì)醫(yī)用織物的種類及數(shù)量進(jìn)行讀取及發(fā)送，其原理為：在每件織物上嵌入具有唯一識(shí)別碼的RFID電子標(biāo)簽，通過RFID射頻技術(shù)讀取當(dāng)前織物序列號(hào)，利用RS232通信傳輸至單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)分類并打包，使用4G無線透?jìng)骷夹g(shù)將數(shù)據(jù)包發(fā)送至上位機(jī)。以此方式能夠?qū)崿F(xiàn)織物在運(yùn)送、存儲(chǔ)、回收等過程中，依靠設(shè)備自動(dòng)識(shí)別記錄織物的當(dāng)前位置、使用狀態(tài)以及操作人員等信息，滿足醫(yī)用織物的全流程閉環(huán)管理。上位機(jī)織物管理系統(tǒng)主要基于ASP.NET技術(shù)，使用MVC設(shè)計(jì)模式構(gòu)建Web應(yīng)用，SQLServer為數(shù)據(jù)庫。通過網(wǎng)頁訪問服務(wù)器，讀取服務(wù)器接收數(shù)據(jù)，并與后臺(tái)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)行織物數(shù)量及狀態(tài)的更新及顯示。后臺(tái)工作人員可通過管理賬號(hào)訪問網(wǎng)址，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)織物的變化狀態(tài)，同時(shí)自動(dòng)生成報(bào)表并保存在數(shù)據(jù)庫中以做備用。

2系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

2.1主控制器模塊

主控制器模塊身為整個(gè)基于物聯(lián)網(wǎng)的智能醫(yī)用織物管理系統(tǒng)的硬件控制核心，需滿足系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)控制要求、數(shù)據(jù)采集、處理及傳輸功能的實(shí)現(xiàn)。本系統(tǒng)采用STM32F103ZET6單片機(jī)作為主控模塊，包含以72MHz頻率運(yùn)行的高性能ARMContex-M332位RISC內(nèi)核，閃存512KB，SRAM64KB的高速嵌入式存儲(chǔ)器，以及多種增強(qiáng)型I/O和外圍設(shè)備，在對(duì)程序的運(yùn)行處理時(shí)效上具備了運(yùn)算速度快、處理能力強(qiáng)、工作運(yùn)行穩(wěn)定的特點(diǎn)，滿足下位機(jī)控制系統(tǒng)的要求[6-7]。

2.2RFID射頻識(shí)別模塊

RFID射頻識(shí)別技術(shù)是一種自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，具有快速信息交換及存儲(chǔ)功能，主要通過無線通信結(jié)合數(shù)據(jù)訪問技術(shù)，實(shí)現(xiàn)非接觸式的雙向通信，并利用數(shù)據(jù)庫對(duì)當(dāng)前所識(shí)別數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，從而達(dá)到了識(shí)別的目的[8]。鑒于系統(tǒng)所安置環(huán)境需具備較高的穩(wěn)定性及抗干擾性，本系統(tǒng)選擇采用高性能的嵌入式UHF超高頻電子標(biāo)簽讀寫模塊，其工作頻率為865～868MHz，具有EPCC1G2（ISO18000-6C）、GB/T29768雙協(xié)議，讀取距離大于9m，低功耗寬電壓，并結(jié)合高效碰撞處理算法，保持高識(shí)別讀取率，實(shí)現(xiàn)對(duì)電子標(biāo)簽的快速讀寫處理[9]。

2.34G模塊

4G模塊具有通信速度快、網(wǎng)絡(luò)頻譜寬、通信靈活等特點(diǎn)。該設(shè)備是指硬件加載到指定頻段，軟件支持標(biāo)準(zhǔn)的LTE協(xié)議，軟硬件高度集成模組化的一種產(chǎn)品的統(tǒng)稱[10]。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定，本文采用WH-LTE-7S4V2型號(hào)作為4G模塊，其是一款插針式4G模塊，實(shí)現(xiàn)UART轉(zhuǎn)4G雙向透?jìng)鞴δ埽恢С諸CP，UDP；支持看門狗防護(hù)，穩(wěn)定運(yùn)行。

2.4門鎖模塊

門鎖模塊是由繼電器及電磁鎖模塊構(gòu)成。本文選用CG-07E型號(hào)作為門鎖模塊。該模塊由U型鎖扣、鋅合金鎖體、手動(dòng)解鎖撥桿、電源線及反饋線組成。其工作電壓可選DC3/5/12V，承受拉力500N，工作環(huán)境為-15～55℃，滿足本系統(tǒng)的功能。

3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

上位機(jī)織物管理系統(tǒng)包含5個(gè)子模塊，分別為檔案管理、織物管理、設(shè)備管理、出入庫和其他設(shè)置。檔案管理包含醫(yī)院管理模塊及人員管理模塊，可對(duì)醫(yī)院和人員分別進(jìn)行添加、刪除、修改信息等操作。織物管理包含織物類型模塊、織物管理模塊和報(bào)損記錄模塊，可對(duì)織物的類型、織物的管理和報(bào)損記錄進(jìn)行查看，并不同醫(yī)院的醫(yī)用織物種類進(jìn)行增添及刪除操作，同時(shí)可導(dǎo)出該醫(yī)院的不同醫(yī)用織物的報(bào)損記錄。設(shè)備管理包含設(shè)備管理模塊、凈衣柜明細(xì)模塊、凈衣柜日?qǐng)?bào)表模塊、污衣柜明細(xì)模塊、污衣柜日?qǐng)?bào)表模塊，可對(duì)醫(yī)用柜類型進(jìn)行設(shè)置，同時(shí)記錄由該院所有污衣柜、凈衣柜的操作時(shí)間及人員，以及柜內(nèi)醫(yī)用織物種類及數(shù)量的變化。出入庫包含織物出庫模塊、污物入庫模塊，可實(shí)時(shí)記錄醫(yī)用織物的流轉(zhuǎn)過程。其他設(shè)置包含參數(shù)設(shè)置和修改密碼，可根據(jù)醫(yī)院病患流量及織物使用頻次進(jìn)行設(shè)置及報(bào)警，防止醫(yī)用織物流轉(zhuǎn)不暢等情況的發(fā)生。上位機(jī)系統(tǒng)總體功能結(jié)構(gòu)如圖2所示。

4系統(tǒng)測(cè)試

首先，通過管理員權(quán)限進(jìn)入織物管理系統(tǒng)平臺(tái)并添加人員姓名、角色、賬戶、密碼、所屬醫(yī)院等信息，之后登錄所建立的人員賬號(hào)，便可實(shí)時(shí)觀測(cè)該院實(shí)際醫(yī)用織物流轉(zhuǎn)狀態(tài)。其次，對(duì)污衣柜、凈衣柜上電。等待下位機(jī)系統(tǒng)初始化后，利用IC卡分別刷開污衣柜、凈衣柜柜門，門鎖打開。將不同種類的醫(yī)用織物分別放入污衣柜、凈衣柜內(nèi)，手動(dòng)關(guān)閉柜門。最后，在織物管理系統(tǒng)平臺(tái)中，選擇污衣柜/凈衣柜日?qǐng)?bào)表，即可看到當(dāng)前放入柜中的醫(yī)用織物種類及數(shù)量，同時(shí)在凈衣柜柜門中所嵌的顯示屏中也可顯示當(dāng)前狀態(tài)下柜中醫(yī)用織物種類及數(shù)量。該系統(tǒng)已部署河南省人民醫(yī)院、河南新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院等進(jìn)行實(shí)際使用測(cè)試。測(cè)試結(jié)果顯示，該系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)對(duì)污衣柜及凈衣柜中不同種類、不同數(shù)量的醫(yī)用織物進(jìn)行記錄，同時(shí)能夠?qū)⑺涗洈?shù)據(jù)上傳至織物管理系統(tǒng)平臺(tái)，表明該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定正常，能夠方便快捷地記錄醫(yī)用織物流轉(zhuǎn)狀態(tài)。織物管理系統(tǒng)平臺(tái)如圖3所示，凈衣柜如圖4所示，污衣柜如圖5所示，凈衣柜顯示屏如圖6所示。

5結(jié)語

本文針對(duì)現(xiàn)有醫(yī)用織物管理實(shí)踐中的難點(diǎn)與問題，結(jié)合醫(yī)用織物實(shí)際管理工作，借助醫(yī)用織物管理模式優(yōu)化方法，提出基于物聯(lián)網(wǎng)的智能醫(yī)用織物管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)依托物聯(lián)網(wǎng)、RFID、4G等技術(shù)，配合完善了醫(yī)用織物管理工作制度，將醫(yī)用織物管理的精細(xì)化水平提升到一個(gè)全新的層次。本系統(tǒng)已部署并實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。應(yīng)用結(jié)果表明，本系統(tǒng)工作穩(wěn)定，性能優(yōu)異，平均每年可降低醫(yī)院相關(guān)成本30%。系統(tǒng)同時(shí)優(yōu)化了醫(yī)院后勤管理體系，提高了管理工作效率，有效促進(jìn)了醫(yī)院的智能化水平的建設(shè)。

作者:郝夏毅 金順成 李崇偉 單位:天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院