CN102209966A - 用于封闭场所的人员定位与监视系统及方法 - Google Patents

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Abstract

在封闭场所内的无线网络中的多个站点中的每个处，使用无线飞行时间距离测量设备和/或运动检测器，以准确定位在站点附近的佩戴徽章的人。位置、徽章号和检测时间通过网络进行传输并存储在计算机存储器中。在保健场所，洗手检测器设置在一些站点，并使之在当佩戴者洗手后为徽章上的洗手状态指示灯提供能量。灯保持“亮着”仅一定的时间长度，但当保健工作者离开病人的附近时，不久将由监视设备熄灭该灯。也传输和存储这些事件，这样可创建各工作者的洗手和看望病人的时间记录。

Description

用于封闭场所的人员定位与监视系统及方法
技术领域
本发明涉及定位和监视封闭场所内的人员。本发明也涉及监视和控制在保健场所等中的人员的洗手。
背景技术
在许多封闭的场所中，在一天中的各个时间定位场所内的各种人员的位置是非常需要或必要的。这对于监视在安全场所内的人们的运动以确保他们没有未经授权而走进或走出区域、提供在医院、诊所等的保健工作者的运动记录、并确定每个人何时进入或离开该场所是有用或必要的。
尤其是，在医院里，高度期望具有医院里的各个保健工作者在工作日的位置的存储记录。这能够提供有助于记载具体的病人在具体时间的保健治疗的有价值的记录、和其他有价值的信息。
也需要检测和记录指示各保健工作者在工作日的任何时间的洗手状态以及当确定洗手状态时工作者的位置的信息。
本发明的目的是提供在保健场所内的各工作者在给定的时间段的洗手活动的存储记录，以有助于激励保健工作者尽可能频繁地洗手以最小化感染对场所内的病人的传播，并提供建立各保健工作者遵守管理该活动的制度的程度的记录。
本发明可用于各种场所，诸如但不限于病人护理场所、医学实验室、无尘工厂、食品处理场所、及其他需要频繁地洗手以防止病原体或其他不想要的微粒或微生物散布的任何场所。
在保健场所内需要定时的、频繁地洗手是非常重要的。已证实医疗人员不足够频繁地洗手导致场所内的病人感染许多他们先前没有的疾病(所谓的医院感染)。每年，这导致超过100000的病人死亡和许多严重的新的感染，经常伴有抗药有机体，需要大量的时间、费用，及病人承受痛苦。
医院感染对于医院的成本是非常大的。保险提供者近期拒绝补偿医院由这种感染导致的任何开销，也禁止他们将这些成本转移到病人身上。因此，医院由于这些事件遭受严重的经济损失。
因此，由专业的权益相关的机构和政府部门制定了严格的洗手制度。这些制度规定，例如，在与病人接触之前和之后必须洗手。尽管已经提醒和指示包括医生、护士或其他工作人员的保健工作者要求他们洗手，但遵守的程度通常较差。因此，由于在医院和其他保健场所中不充分遵守洗手制度导致的感染率高得令人无法接受。
过去已经提出了各种系统和方法，用于准备在医院和其他保健场所中的医疗工作人员的洗手状态记录。在这些提议中，使用RF(射频)或其他信令与保健工作者佩戴的徽章联系。然而，这些先前的系统被认为存在缺陷，且不被认为将得到广泛的应用。
保健场所的另一个问题是监视具体的病人的探望人员及该人员在每次探望之前、期间和之后的洗手状态。这些探望和保健工作者的洗手状态的记录将有助于证实护理水平和病人的看护者在任何给定的时间的手的清洁度。这些记录在确定保险索赔和法律咨询方面是有用的。
又一个问题是用于监视保健工作人员的洗手状态的技术和设备准确性和可靠性需要改善，这样可以可靠地指示洗手的需要，且可由保健工作人员自己及病人和其他人员用于可靠地指示洗手的需要。
本发明的另一个问题关注病人从他们的床移动到保健场所内的另一个位置的定位，及监视与这些病人接触的看护者。
本发明提供了一种解决该领域的所述需求并克服了已知系统的前述问题的系统和方法。
发明概述
本发明提供了一种系统，其便于准确定位在场所内的个体，并且其将与其他个体(例如，医院的病人、其他保健场所；需要技能的护理场所、辅助生活设施、疗养院)接近的这样的个体的位置和在与其他个体如此接近地接触时的时间和地点处的该个体的洗手遵守状况的情况相关联。应该理解虽然本发明主要参考医院环境进行举例说明，其他环境，包括但不限于其他保健环境、食品处理环境、计算机无尘室和其他制造环境，也可受益于本文公开和描述的系统和方法的各种实施方式的实施。
因此，本发明的目的是提供一种准确和可靠的封闭场所人员定位系统与方法、及保健场所人员定位与洗手监视系统与方法，其减轻或更正了上述问题。
具体来讲，目的是提供一种无线系统和方法，其在检测封闭场所的人员的位置、医疗或其他人员的洗手状态方面极其稳固和无差错。
本发明的另一个目的是提供这样一种系统和方法，其在各保健工作者洗手时及各保健工作者接近病人时进行检测和记录，并对所有人给出该工作者的洗手状态的指示。
本发明的另一个目的是提供一种系统，其在人员和病人在场所内移动时自动记录该信息，并提供可获取的存储记录，从该记录可准备遵守记录，以用于遵守和治疗时的看望病人的证据，及提供该人员的其他相关信息。
本发明的又一个目的是提供这种系统和方法，其为无线的，相对简单和低成本，运行可靠，具有非常低的功率要求和较长的电池寿命，且要求相对低的保养，且主要是无故障的。
根据本发明，通过提供一种用于定位在具有多个间隔开的站点的封闭场所内的人员的系统和方法，来实现前述目的，其中在该场所内各人员佩戴指示标签或徽章。
在各站点提供装备以确定各标签进入离该站点在预定的距离内的时间，并记录标签的数量和事件的时间。
这优选通过在站点和标签之间传输第一和第二无线信号来完成。优选地，信号具有显著不同的传输速度。一种信号优选是诸如RF信号的电磁信号，而另一种优选是超声信号。测量信号的传输时间差，当该差值低于预定的水平时，通过网络发送信息到存储器来记录位置和标签号，在存储器中还记录有该记录被存储的时间和日期。
根据本发明的另一个特征，场所内的各个站点在例如“ZigBee”网络的无线网络中互相关联，该无线网络建立和维修都非常简单和成本较低。为了安全传输，优选将数据加密。因此，创建了在给定的时间段内在场所中出现的所有人员的可用的记录。
如果期望或需要，可以改为使用其他相对简单的无线局域网络，诸如Wi-Fi、Bluetooth等。
当在诸如医院的保健场所内使用时，每个身份标签或徽章由与之相关的人佩戴且该人的名字出现在标签上。标签也具有诸如一个或多个可见的LED的装置，以指示佩戴者的所有洗手状态，及可选地具有诸如振动或声音信号的另一个指示物以告诉佩戴者何时需要洗手。
在场所内的至少一些站点中，除了上述的距离检测装备外，还提供了洗手装备。在各个这样的洗手站点，提供了洗手检测器以检测和指示徽章佩戴者的洗手操作的满意的完成，并将该信息传输到徽章及点亮LED。LED保持亮一段预定的时间，在该期间它可被所有的人识别以指示佩戴者的积极的(手是清洁的)洗手状态。
洗手检测器优选在将适合的洗手合成物施加到人手上时，或在人用含有适合的挥发物、可检测的合成物，诸如化学爆炸物示踪剂，诸如酒精(其也是杀菌的)洗手之后马上感测人手上的或散发的蒸汽。然而，如果需要，也可改为使用本领域中已知的其他洗手检测器。例如，当特定的保健工作者离该站点足够近时，通过监视在特定的洗手站点的适合的洗手剂的分发可推测洗手情况。
根据本发明的另一个特征，优选与在洗手站点使用的相同的一样类型的位置检测器安装在病人床上或附近、轮椅上、轮床上、及其他内部医院运载和/或病人支撑设备上，以用于检测足够近地接近病人以触摸病人或以其他方式将病原体传给病人的每个人的标签。
这些监视器在本文分别称为“床监视器”，(或可选地，称为“床站点”)或“运载监视器”。
因此，当保健工作者离位于床或另一个支撑结构上的病人在预定的距离内时，床或运载监视器记录检测到的每个单独标签的身份、病人的身份及工作者的洗手状态，并将这些信息通过网络传输到数据存储设施，其中也一起存储了传输的日期和时间。
当病人从其床转移到轮椅或其他运载工具时，存储在床监视器中的识别病人和床的位置的信息将转移到安装在运载工具上的类似的运载监视器，其将检测和记录与其他人员的近距离相遇。可选地，或此外，如以下将更详细地描述，病人将被提供有检测器，其检测、记录和传输接近病人的各保健工作者的信息到中央处理单元和数据库。当除了床监视器或运载监视器还使用该检测器时，这种病人专用的监视器在例如床监视器不正常工作时，提供了证实数据和冗余信息给系统。
如上所述，优选地，医院场所内的人员佩戴的各徽章或身份标签具有诸如绿光的指示LED，其在洗手操作成功完成后立即点亮。LED保持亮一段预定的时间，诸如10分钟，在该时间结束时灯熄灭，且佩戴者为了重新点亮LED必须再次洗手。
通常要求每位保健工作者在接触或靠近任何特定的病人之前和之后马上洗手。因此，本发明的一个另外的优势特征是在每个床监视器和每个运载监视器中提供装置，以在如果第一次检测时灯亮着，只要保健工作者离特定的病人足够近就保持绿灯亮。可选地，或此外，床监视器上的LED可照亮，以在保健工作者照料特定的病人时，反映保健工作者的手的卫生状态。
即使在设定的灯的熄灭时间(例如，10分钟)没有结束时，在保健工作者离开特定的病人到其他地方时，灯能自动熄灭，这也是一个优点。这将利于鼓励保健工作者在接近下一个病人之前洗手。这也可使看到绿光的病人感到舒服。
在身份标签上使用单一的指示光对于本发明而言不是关键的，但是比在过去提出的在前一次洗手的时间结束后亮另一种光(通常为红光)让病人和保健工作者更乐意潜在地接受。此外，单一的光限制使用功率。可选地，可在标签中使用振动或声音信号以提醒工作者需要洗手。
我们相信，如果指示器准确地工作，其将允许病人加强对服务于该病人的保健工作者的洗手要求，也将对尊重和信赖指示器系统。
一种选择是简单地让绿灯“亮着”直到“亮”的时间结束，而不管工作者去了哪里。虽然这做起来更简单，但对于病人和工作者来说信息性较差。
本发明的一个可选的实施方式除了距离测量设备之外或代替之，还使用运动检测器，以使监视器/人员定位器能够运行。
在床监视器中，除非检测到在病人支撑结构(例如，床)一侧的人的运动，否则运动检测器停止该单元发射“ping”。这能有助于减少电池泄漏，并且不依赖于能够检测范围内的徽章。
在洗手监视器/定位器中，不管徽章佩戴者是否打开了该单元，运动检测器将开始发送信号到徽章和从徽章接收信号。因此，即使人不试图去洗手，也能将其定位。
本发明的前述和其他目的和优点将在以下的描述和附图中阐述，或从以下的描述和附图其将更加明显。
附图简述
图1是诸如医院的封闭场所及本发明的定位与检测系统的各种部件的局部示意性、切开的透视图。
图2是在图1示出的场所内的人员佩戴的身份标签的一个实施方式的前侧放大图。
图3是示出使用在门口的监视器检测和记录穿过门口的人的通行的示意图。
图4是根据本发明的一个实施方式构建的定位单元和洗手检测器/验证单元的示意性框图。
图5是用于图2示出的根据本发明的身份标签的一个实施方式的电子部件的示意性框图。
图6是用于将各种监视器和检测器彼此相互关联以执行本发明的功能的网络的示意图。
图7是用于本发明的一个实施方式的运动检测器的局部切断的顶部平面图。
图8是用于本发明的一个实施方式的图7的运动检测器布置的前侧放大图。
图9是用于本发明的一个实施方式的图7的运动检测器布置的侧向放大图。
图10是用于根据本发明的一个实施方式的图7的运动检测器元件的一个部件的透视图。
图11提供了示出包含在根据本发明实现的洗手站点的一个优选实施方式的操作中的步骤的流程图。
图12提供了示出包含在根据本发明来实现的由保健或其他工作者佩戴的徽章的一个优选实施方式的操作中的步骤的流程图，以提供文件和证实洗手遵守程度。
图13提供了示出包含在根据本发明的一个优选实施方式实现的在由保健和其他工作者佩戴的徽章和洗手站点之间的通信中的步骤的流程图，以提供文件和证实洗手遵守程度。
图14提供了示出包含在根据本发明的一个优选实施方式实现的由保健和其他工种者佩戴的徽章和病人床监视器之间的通信中的步骤的流程图，以提供文件和证实洗手遵守程度。
图15提供了示出根据本发明实现的床监视器的一个优选实施方式的操作的流程图。
本发明的优选实施方式的详细描述
图1示出了在本发明的一个优选实施方式中的一个封闭场所，在该实例中是医院的切开部分10。
医院是典型的具有几个楼层的封闭场所，每一楼层具有地板12，形成走廊的竖直墙壁14、16、18，及含有病人床24的病人房间22。
在本发明的一个示例性实施方式中，应理解在本文描述的具体配置的变型落入本发明的范围，在走廊20里是洗手站点26和在站点28的个人计算机44，计算机44放在桌子46上，用于网络或下述其他用途。
在洗手站点26有用于洗手的两个水池30和32、两个诸如杀菌肥皂或无水洗手合成物例如酒精擦手合成物的自动分发器34和36、及毛巾放置器、热空气干手器或其他干手装置38。在提供无水洗手功能的地方，可以不需要提供或使用干手装置。人员定位器和洗手检测器40或42位于紧邻各分发器34或36或两者的位置。可选地，或另外，在根据本发明的另一个实施方式中，单元40和42可以是记录来自分发器34或36的洗手合成物的配给的传感器。
在本文使用的术语“洗手站点”不仅包括像图1中示出的站点26，也包括由壁装的含有酒精的凝胶、泡沫或液体的分发器，诸如在PURELL商标下售出的分发器和诸如40的相关的洗手检测器构成的其他站点。目前这种分发器已经以这种方式在许多医院里使用。在站点处没有必要有洗手盆，只要在那有适合的洗手剂分发器就行了。
安装在病人床24上或其附近的是人员定位器或“床监视器”50。在走廊里的是用于运载病人的轮椅48。轮椅48是轮床和其他这样的运载设备的代表。轮椅48上附接了人员定位器或“运载监视器”52，其与床监视器50基本相同。
床24、轮椅48和桌子在本文都指“病人支撑”-结构，病人可以睡或躺在上面。
术语“运载监视器”包括在医院围墙内外的用于运载病人的监视器，诸如在救护车(地面或空中)上的等。
床监视器不需要安装在床上或其他病人-支撑表面，且可以更好地安装在床上方的天花板上，或床附近的墙壁上，或最能可靠地检测身份标签的地方。如下所述，可选地，或另外，监视器可与特定的病人相关，例如，在袖口或项链、徽章或任何其他装置，当保健工作者离特定的病人足够近时，其能可靠地检测保健工作者并不会导致病人不适或阻止他们接受医学观察。
图2示出了优选由医院里的每个工作者或至少由所有那些将或可能与医院里的病人接近的人员佩戴的身份标签或徽章54。在非医院环境，也可佩戴类似的标签，例如，由老年护理工作者、由食品处理工作者、或由在无尘场所中工作的员工所佩戴的。
标签54包括指示灯56，优选为对佩戴者和其他人都可见的绿色LED，以指示佩戴者的洗手状态。区域58是被分配该标签的保健工作者的姓名的突出显示。
图2中的虚线60示意性地表示在图5中示出的位于标签内的电路和设备。
图3是示出了像床监视器50一样的监视器72的位置的放大图，其在墙壁64内、门口62附近的天花板68上，门框为66，地板由70指示。监视器72检测由通过门口的每个人佩戴的身份标签54，并使身份标签信息和洗手状态通过网络传输和被存储。
网络优选为超低功率无线网络，诸如“ZigBee”网络，其将信息通过网关传递到医院的中央计算机系统或到另一个数据存储设备，这将在下面详细描述。
如上所述，也可满意地使用其他已知的网络来实施本发明。人员定位器和洗手检测器
图4是示出了人员定位器和洗手检测器单元60的电子和机电部件的示意图。在根据本发明的优选实施方式中，各单元40包括3个分离的模块：可选的、可去除的且优选地可再充电的电池组或类似的功率处理模块74，诸如锂电池组或壁挂式功率管理和转换系统以提供电功率；人员定位单元76，及洗手检测单元78。应该理解，包括这些元件中的每个的下述详细而具体的部件可以在布局、细节或其他特性方面进行修改，而不背离在本文公开的本发明的本质。例如，并不是描述的所有元件都需要包括在本发明的给定的实施方式或实现中。因此，例如，下面描述的LCD显示器104可以或可以不作为本发明的给定实现的一部分，或可以或可以不包括在人员定位单元76、或洗手检测单元78的每个安装中。类似地，如下面将解释的，运动检测器而不是人员定位器可包括在特定的实现或位置中，或者除人员定位器之外，运动检测器也可包括在特定的实现或位置中，而不背离本发明的本质。
在一个优选的实施方式中，将DC功率从电池组74传递到人员定位单元76。可选地，如果插座在手边，可从普通的120伏AC插座和AC/DC适配器供应功率。于是电池充当停电时的后援。
可提供可选的太阳能充电系统80。单元80是公知的。它使用高架的电光和光电单元对电池组进行再充电，并因此最小化或去除了对电池进行再充电的琐事。
在一个优选的实施方式中，人员定位器单元76包括微控制器82，其包括CPU、RAM、ROM等，且将其编程以执行下述的功能。
虽然可以得到许多适合的微控制器，但一种这样的单元由Silicon Laboratories，Inc.Austin，Texas出售，部件号C8051F9XX。
定位器单元76也包括传统的网络收发器单元84，其具有天线86，用于使用例如由ZigBee网络使用的IEEE802.15.4协议发射和接收电磁信号，如RF信号。收发器84通过SPI端口98连接到微控制器82。
也提供了第二个收发器90，其通过串口100连接到微控制器82，以通过天线92将诸如RF信号的电磁信号发射到人员佩戴的徽章或标签54并从人员佩戴的徽章或标签54接收诸如RF信号的电磁信号。在特定的实现中，根据使用的电磁信号的类型，可能需要修改元件86、84、90和92，以便，例如，如果代替RF电磁信号，使用了红外信号(IR)，则在这种情况下，这些元件将需要构成发射IR信号的IR LED和接收IR信号的IR光电二极管。本领域技术人员将意识到并理解，根据在本发明的特定实现中使用的特定的电磁(EM)发射和接收的变型，为实现在本实例中表示的RF实施方式的等效功能，这些元件所需要的特定的修改。发送的诸如RF的第一EM信号优选含有识别其被发出的站点的唯一信号。
也提供了超声脉冲发生器94，其通过声发射器96发送超声脉冲，以由标签或徽章54中的接收装备接收。例如，超声发生器可包括由Kobitone Audio Company制造的传感器，部件号255-400SST12ROX，其生成频率在约40000Hz的脉冲。然而，也可使用其他频率和其他换传感器。
提供优选地为有色的LED 102，以在和范围内的徽章建立无线连接时点亮；所述范围即在离定位器单元76预定的、优选可编程(根据定位器单元76特定的安装和特定情况的需要)的距离内。
为了显示分配给进入给定的定位器单元76的范围内的特定的标签或徽章的识别号码，提供了LCD显示器104。可选地，或除了检测来自给定标签的识别信息外，该系统可包括生物统计识别系统，例如，视网膜扫描仪、面部识别软件或指纹阅读器等以提供用于肯定地识别特定的人在特定的时间、特定的位置执行洗手程序的装置。
期望提供功率管理子系统88，其从电池组74接收功率并将电池电压的样本通过ADC端口106传递到微控制器，目的在于检测低电池状况。
子系统88也从超低功率传感器诸如光检测器110通过线路112接收“手感测”信号，光检测器110也充当起动人员定位器76和洗手检测器78的作用。
运动传感器实施方式
在本发明的又一个实施方式中，除了或代替距离测量设备外，还在各洗手站点使用运动传感器。这些实施方式在图4和7-10中示出。
如图7-10所示，将首先描述这些实施方式作为对床监视器50的补充。在图7-10中，床监视器50被示出为安装在竖直支撑架192上，其从床24的后部向上延伸到床的举起的头部186和水平部188之上的位置。床的两侧栏杆示出在184，床放在医院或其他保健场所的地板190上。枕头194在图8中示出。
如图10中更加清楚地示出，运动检测传感器180安装在监视器单元50的壳体的外部。水平板或类似的防护工具182附接在传感器180下方的位置。
如图8所示，设计板182的尺寸和形状使得形成防护板，以阻止传感器180感测床上的病人的运动，并阻止形成将运动检测功能限制到床24的两侧的人的检测器区域界限196和198。
参考图9，优选地，运动检测器具有不显著延伸到床的支脚外的范围200，从而避免检测仅从旁边通过的人的运动。
现在参考图4，运动检测器110电连接到功率管理子系统88以在检测到运动时起动发送超声信号或“ping”的功能。对微控制器82进行编程，以在预定数目的ping后徽章没有响应及在距离测量装备的范围内没有检测到徽章时，且也没有检测到来自运动检测器110的信号时，启动发送ping。
当床边的人员移出了监视器单元的范围时，该功能能够有效关闭ping功能。这有利于当保健人员没有出现和移动时，通过阻止发射测距信号来保存电池功率。
如果需要，在确实可接受的地方，尽管其具有较低的准确度，可以用运动检测设备代替本发明的距离测量设备，这将必须确定人员到运动检测器的距离。
当在洗手站点，除了距离测量设备或代替距离测量设备，使用诸如图4示出的单元40的运动检测器时，由运动检测器而不是光传感器110打开单元76。这意味着通过网络感测和发射徽章信息和其他信息以用于记录，而不管人是否试图在该站点洗手。这具有的优点是，即使特定的人不洗手，也能确认该人在一天中的特定时间在洗手站点的位置。
虽然可以使用各种类型的运动传感器，但IR辐射计类型，诸如从松下和其他公司可广泛获取的那些类型，被认为是合适的。虽然示出了防护板182的使用，但如果愿意，可以调整运动检测传感器本身以将床24从其视野中去除。
如果除了距离测量装备外还使用运动检测器，监视器单元76将只响应在监视器单元的准确的距离测量范围内的徽章，而不管在该范围外检测到的运动。然而，在根据本发明的一个优选实施方式中，是徽章内的逻辑电路控制所有的决定，这将在下面进一步描述。
洗手检测器
在根据本发明的一个优选实施方式中，洗手检测器单元78利用在于2007年6月8日提交的、题为“Hand washing Compliance Detection System”的、公布为US2008-0303658的美国专利申请序列号11/760100，及在2008年12月18公布的、公布为WO2008/154494的、相关的后续PCT专利申请PCT/US08/066329中公开的洗手检测的一些原理。这些公布的专利申请的公开包括在此以作参考。然而，将理解，基于本公开，在根据本发明的可选的实施方式中，通过本领域中的其他已知的方法可实现洗手遵守程度的肯定确认。例如，已知当被要求遵从洗手遵守政策的人们洗手时，施加标记物质到手上。只有在使用适当的洗手程序时才能从手上去除标记物质，该标记物从手上去除(即，这实质上与下述方法相反)被认为是遵守的证实。如果，例如，保健工作者简直根本不洗手，标记物质绝不会施加到他们手上，手上没有标记物不会正面地证明他们洗过手，则该方法没有下述公开的方法更令人喜欢。此外，首先，在各个职业或位置具有施加到手上且必须从手上洗掉的可检测的标记物上存在相当大的阻力。
因此，在根据本发明的一个优选实施方式中，单元78运行以在适当的洗手合成物施加到手上，或在用包括“示踪剂”或“标记”材料诸如酒精(或在上述参考和包含的专利公布物中公开的任何其他示踪剂，包括但不限于例如GRAS合成物；挥发物，可检测的合成物，诸如异丙醇、乙醇、正丙醇、及其组合等)的清洁物质洗手期间或紧接之后，检测从人的手上散发的蒸汽，上述中的一部分是医院使用的净手材料的常用杀菌成分，而其他是为增加芳香或类似的配方而添加的。清洁材料包括，例如，酒精型的洗手剂；抗菌肥皂；杀菌的洗手剂；杀菌的擦手剂；洗洁剂；肥皂；无水杀菌剂；及外科擦手剂。在酒精用作示踪剂时，优选地，合成物包括至少约5％或10％或20％或30％或40％或50％或60％或70％或80％或90％或甚至多达95％的乙醇、异丙醇、正丙醇、或这些合成物的任何组合、或这些合成物的任何中间浓度。
在人们使用从分发器34或36释放的(自动或通过机械行为，而根据本发明，释放本身可另外被监视或存储为洗手遵守的证据或另外的证据)含有肥皂或其他材料的酒精或其他示踪剂洗手期间或之后，该人将手靠近传感器，诸如光传感器110。理想情况，为了使传感器测量挥发性、可检测的合成物的存在，人们不与装置进行身体接触(因此避免再次污染刚洗干净的手)。
光传感器110通过线路116接收电池功率并通过线路112发送信号到起动其他子系统的功率管理子系统88。微控制器82通过从线路118接收的信号起动小风扇120，并为特别选取以感测包括在洗手合成物中、然后在从用户的手中散发的蒸汽中被发现的特定的挥发性、可检测的合成物、杀菌剂、或示踪剂的蒸汽传感器111提供能量。
光传感器110的激活起动了人员定位器76的操作，这将在下面更详细地描述。可选地，如在上面详细公开的，如果需要较低的精度，运动检测器单独地或与人员定位器76的操作组合地可用于这个目的。
同样，在根据本发明的一个实施方式中，点亮照明LED113以提供优选白光来照亮呈现其双手的人的手。在根据本发明的一个优选实施方式中，呈现其双手的人不与检测器进行身体接触或将他们的手插入检测器中，而是仅仅将他们的手举起到检测器。检测器前的空气被积极地吸入检测器(这将在下文进一步描述)，以允许包括在检测器中的传感器测量从靠近检测器的手中散发的挥发物。
在图4中示出的部件装在壳体126内。风扇122将壳体126内的空气抽出并在由箭头122指示的方向喷出，并在由箭头124指示的方向从用户的手中吸入包括酒精蒸汽或其他含有示踪剂的蒸汽以被蒸汽传感器111感测。
在一段较短的时间过后，优选在短于一分钟、或短于50秒、或40秒、或30秒、或20秒或10秒、或5秒或甚至最优选为仅几秒钟、或任何短暂的时间段的级别，当蒸汽传感器检测到蒸汽中的酒精或其他示踪剂，其通过ADC端口108发送信号到微控制器82。这使徽章收发器90发送诸如RF或IR信号的EM信号到徽章，以点亮绿色指示灯56。同样地，从单元78的外侧可见的LED 128被点亮，以证实已检测到适当的洗手操作。
蒸汽传感器111可为较广范围的已知化学检测器中的任何一种，诸如在上述识别出的且包括在此以作参考的共同未决的US专利申请和公布的PCT申请中描述的那些化学检测器。然而，由于本发明的目的，优选使用易于得到且相对低廉的酒精检测器，诸如由FIE，Inc.of Markham，Ontario Canada制造的Model SB30 MOS热激活的化学电阻。这些检测器广泛用于检测人的呼吸中的酒精浓度的呼吸测醇器。当然，根据需要，可以改为使用其他酒精检测器。
在根据本发明的一个可选的实施方式中，上述洗手检测器部件可以小型化且放置在提供给各保健工作者的徽章或标签上。可选地，洗手检测器可放置在分发给各保健工作者的分离的但可便携的设备中。然而，应该理解，通常更优选系统的这个部件装在与洗手站点相邻的固定位置，这样只需要保健工作者携带较少的装备，多个洗手相关的工作者能够仅在有限数目的策略性放置的洗手检测器确认他们的洗手遵守程度，所有这些应该减小了在任何特定的环境中实现该系统的成本。
徽章电子器件
图5示出了包含在图2示出的各徽章或身份标签54中的电路60。本领域技术人员将理解，如果以类似的方式执行类似的功能，除了在该图中示出的细节，其他布置、布局或细节落入本发明的范围。
在电路60的中央是微控制器132，其可与在图4中示出的单元40中使用的微控制器82的类型相同或类似。
电路60也包括功率管理电路162、和优选地可再充电的锂电池组160。当然，可使用其他类型的电池，例如不可充电的碱性电池、或甚至本领域中已知的光伏充电和存储系统或将要开发的功率存储和供应系统。为了对徽章(本文也指标签)中的电池进行再充电，在徽章上提供了端子(未示出)。
也提供了超低功率徽章收发器134，其为诸如RF收发器或IR LED/IR光电二极管的电磁信号收发器，其通过天线136或类似的适于EM信号类型的装置与定位器单元76通信，用于从单元76接收RF或其他EM测距信号。
也提供了超声接收单元或麦克风138和传感器电路140，用于接收从单元76发送的超声测距信号。例如，麦克风138是由Knowles Electronics，Inc.，Itasca，Illinois，USA制造的部件号SPMO2OLUDS的麦克风。
各单元134、140将其输出传递到产生对应的输出脉冲的脉冲检测电路146或144。声学电路的输出脉冲示出在148，其称为“结束脉冲”，由EM(例如，RF)接收器产生的脉冲在150示出，其称为“开始脉冲”。
在手机等中使用的类型的可选的振动器151被连接，以在特定的情况中用于警示佩戴者洗手状态灯56“关闭”(如由微控制器132确定的，洗手状态灯56和振动器151都连接到微控制器132)，及需要洗手。可选地，元件151可为声音信号发生器，或灯，例如，以提供需要洗手的声音或视觉提示器。
距离测量
从定位器单元76接收的对应的超声和EM(例如，RF)测距信号获得脉冲148和150。这两个信号具有明显不同的传输速度。EM(例如，RF)信号以接近光速的非常高的速度传播，而超声信号以声音在空气中的速度传播，其为非常低的速度。脉冲148和150相继传递到飞行时间(“TOF”)定时逻辑电路152，其将输出信号传递到形成在微控制器132中的16位计数器154。通过时钟电路156将100kHz的时钟信号传递到计数器。
设置定时逻辑电路152以确定在开始脉冲150和结束脉冲148之间的时钟脉冲的数目。当该计数小于预定的数目(其表示徽章到单元76的预定距离)，含有徽章54的ID的EM(例如，RF)信号由收发器134通过天线136传递到单元76(图4)。然后单元76发射信号到徽章电路60以点亮LED56，来告知徽章在范围内及洗手已在传感器111上被证实。
根据需要可以改变该范围，但是对于诸如在单元40中示出的洗手单元定位器而言，该范围可设置为相对短的距离，诸如2.5英尺(0.8米)，以便阻止对可能较远的其他徽章的不必要的检测。
通过将单元40和42中的每一个定位在两个水池中的单独一个或其他洗手站点(可为无水站点)，并将两个单元40和42较远地彼此分开，可设置接近识别，使得不超过一人在任何一个时间足够接近在特定站点的定位器单元76，以将其打开。这将极大地防止或排除模棱两可的同时的双检测。
如果必要，可以提供电路以防止在第一个徽章完成处理之前检测第二个徽章。然而，考虑到保健人员将很快学会避免这点，而不需要任何专用的电路。
当然，由于该单元通过呈现给蒸汽传感器111的手打开，对于两个相邻的水池可以使用一个单元。
再次参考图5和图4，当蒸汽传感器111检测到保健工作者的手上或从手上散发的足够高的蒸汽量水平时，微控制器使徽章收发器90通过天线92发送EM(例如，RF)信号到徽章的收发器134，然后其通过微控制器132为点亮绿色LED 56的LED驱动器电路158提供能量，这样徽章指示佩戴者在最近的几分钟内洗过手。
微控制器132含有由软件形成的定时器，其保持为驱动电路158提供能量以保持绿色LED56亮一段预定的时间，诸如10分钟，如上所述。在该段时间结束后，微控制器132将绿色LED56熄灭。LED保持熄灭或“关”，直到被另一次洗手检测再次点亮。
可以对微控制器132进行编程以执行不同的定时功能，诸如响应于接收到不同的信号，例如间隔几秒钟的脉冲，在仅仅几秒钟而不是10分钟后将灯56熄灭，以用于下面解释的目的。
也可以对微控制器132进行编程以响应于不同的输入信号(例如，间隔几秒钟的脉冲)来测量不同的距离，以用于下面描述的目的。
数据传输
当人员定位器接收到来自徽章的返回消息，及当洗手检测器完成其工作时，人员定位器通过ZigBee或等效网络发送以下数据到医院计算机存储服务器或另一数据存储设备：
1.定位器单元的身份。
2.读取的徽章号。
3.徽章佩戴者是否执行了洗手程序。
数据和由存储装备自动施加的时间和日期标记一起发送到存储位置。
因此，已存储了每位徽章佩戴者在任何给定的日期、时间和位置洗手的历史数据。当证明遵守或不遵守洗手制度时，可参考该记录。
在一个可选的实施方式中，在不需要立即将检测数据存储在医院计算机系统的主存储器中的情况，时间和日期数据可以添加到存储在诸如计算机44的本地计算机中的每一信息组，随后被下载到主存储器。也可提供在徽章或定位器电路或两者中的单板存储器，以用于暂时、永久或半永久记录保持或用于周期性下载到中央数据库。
在任何事件中，各人员定位事件的时间和日期存储在存储器，优选不必在无线网络传输时间和日期信息，以最小化所需要的数据率。
然后，存储在医院中央计算机或其他数据存储设备中的数据可用于处理，用于生成报告，包括对于医院管理，以及，如何适合，对于外部监视机构，诸如州或国家洗手遵守注册处。
床监视器
“床监视器”50和“运载监视器”52的各单元的结构和功能与形成图4中示出的单元74、76和可选地80的单元类似或相同，具有某些修改。
一个修改是，代替暂停直到保健工作者通过呈现手来为光传感器提供能量，床监视器以预置的时间间隔重复地发送测距信号或“ping”直到它检测到范围内的徽章。
检测到徽章的距离“范围”或最大界限通常会大于在洗手站点处的对应距离，可为例如6英尺到9英尺或10英尺(2到3米)。
此外，优选当看护者离开病人到其他地方时，监视器自动熄灭绿色LED，及只要看护者在病人旁边，监视器保持绿色LED“开”。
这些特征将在下面更详细地描述。
当发出“ping”并由监视器检测到范围内的徽章时，将徽章识别号和徽章上的绿色LED的状态(“开”或“关”)通过ZigBee或等效网络传输到数据存储系统，在此其被标记时间、日期及被存储。
对于接近监视器范围内的同一病人的各看护者重复该程序。使用同一个“ping”检测到的第二个或又一个徽章将被忽视和由下一个“ping”检测。
同样，每个监视器具有其自身的识别号且该信息也传输和存储在存储器。因此，存储系统现在含有以下信息：
1.徽章识别；
2.进入或接近给定位置的病人的时间和日期；
3.站点的识别；以及
4.由看护者佩戴的洗手LED的状态。
因此，由于使用在洗手站点的设备40，记录了人在特定的时间和日期的出现或位置，及该人出现在该站点时该人的洗手状态。
特定的看护者在特定的时间和日期出现在特定的病人的床边的记录，在确认给予病人的治疗的有争议的索赔时，具有重要的价值。洗手状态信息能够证实探望者的卫生标准及提供用于看护者遵守概况的数据。从本公开，本领域技术人员将理解，除了证实洗手遵守程度，还可以利用本发明的系统、设备和方法拒付保险提供者，和/或以提供记录保持和账单信息以证实在特定的病人身上花费的实际时间，即使在由特定的保健提供者看护多病人的环境中，包括在具有许多不同的保健工作者的环境中。对于技术人员实现适当的数据分类和选择算法，以用于基于相关于特定病人的保健工作者位置来生成账单记录，而不管被分开存储、分类和分析以证实在特定的环境中的相关的洗手政策或制度的遵守程度的洗手遵守记录。
此外，本领域技术人员将理解，除了证实洗手遵守程度，通过确定专门的保健工作专家与特定的病人的交互次数，可利用本发明的系统、设备和方法来监视、评估和证实病人的急性。例如，医院经常使用“急性记录”以确定病人的看护率及分配给特定的病人的其他保健工作者的数量。使用从本发明的系统、设备和方法获得的信息，医院和其他保健提供者(养老院、专业的护理场所、外科手术中心等)将能够更好地将单个病人的需求与可用资源相匹配。这应该导致改善的病人护理、保健资源的更好分配、较早地识别改变病人急性、和通过更好地分配稀缺资源最终减少保健成本。
测距信号或“ping”的传输频率可以从每秒中几个变到15秒钟或更长时间仅一个。期望使频率尽可能地高，而不在徽章内的电池上产生过量的功率泄漏。我们相信每3或4秒或更少时间一个脉冲的频率通常对于本发明的安装而言足够了，但是例如，根据所需要的准确度标准、在给定位置的流量水平(人员进出)等准则，可以由适合的任命的系统管理员进行任意修改。
根据本发明的又一个特征，优选在佩戴徽章的看护者仍然在特定的病人的床边时，保持亮着的洗手LED56“开”，以防止如果LED“关”而看护者还在床边引起病人可能的注意，且无论何时看护者离开床边到其他地方将自动将灯熄灭，以便强烈督促看护者在接近另一位病人之前立即洗手。
通过以多种方式对监视器和徽章的微控制器进行适当的编程，能够实现这些功能。
例如，当由床监视器第一次检测到徽章时，监视器发送识别信号到徽章，且徽章将其存储。监视器发送的重复脉冲使得微控制器的短定时功能而不是长定时(例如，10分钟)功能有效。例如，较短的时间等于几个“ping”脉冲。由徽章接收的每一个成功的“ping”重新启动新的定时循环。
因此，只要徽章持续接收至少几个预定数目的“ping”中的一个，徽章LED就将保持亮着，且由于看护者离开床边而不再接收“ping”时将自动熄灭。
由于预防过早地熄灭佩戴者的绿光，在佩戴者走出监视器的范围时，及对于超过预先定义的时间长度的时间不能检测到“ping”时，可调节光的自动关闭。如果有错误熄灭发生，这将减少错误熄灭发生的次数。
当看护者没有首先洗手而进行到另一个病人时，如果指示灯56还没有关掉，徽章将接收新的床监视器的识别信号，将其与先前病人的存储的识别信号进行比较，且当两个识别信号不匹配时，关掉灯。同样，在这种情况下，可以为振动器、声音信号发生器或可视信号151提供能量，以提醒看护者洗手。
如果看护者随后洗手，LED56将再次“打开”完整的10分钟，或只要看护者仍在特定病人的床或其他病人专用监视器的范围内就一直亮着，除非随后不看望另一个病人。
由于各有效的不同的定时功能，从洗手站点的人员定位器传输的“ping”应该不同于由床或运载监视器发送的信号。通过改变“ping”的脉冲速率、或超声或EM(例如，EF)信号频率，或以本领域技术人员已知的其他方式，可以做到这点。
看护者的徽章上的绿色LED56的正确调节对于适当的洗手可提供强烈的引诱。
如果病人能够识别状态，他或她也能提醒其LED为“关”的看护者并坚持要他或她洗手。这将给看护者进一步的动机去洗手而不需要由病人提醒。
运载监视器
例如，如图1所示，如果病人从床24转移到轮椅48上，识别该病人的信息能够从床监视器50转移到轮椅上的运载监视器52。这可以通过按压外部按钮85(见图4)来完成，外部按钮85操作收发器84以便将信息从单元50传送到单元52。
在本发明的该方面的可选的实现中，如果在给定的保健场所内的各病人都被提供有一个病人定位器，则追踪病人的过程可以变得更加自动化。这种场所内的每个病人通常都被提供有某种识别标签，经常为不可拆卸的(不会对其产生破坏)手腕标签的形式。这种病人专用的手腕标签、或其他与病人相关的定位器设备可以被实现，使得在任何给定的时间在保健场所内的任何给定的位置，病人的位置易于被限定，并通过与这种病人专用的定位器和本发明的其他元件通信而被记录。以这种方式，为了将与特定的病人相关的信息从单元50传输到例如单元52，对于所提供的保健甚至没有必要记得按下外部按钮85。由于适合的构建在通信软件中的握手子程序，这将无缝地发生。病人专用的监视器可以用与上述用于床监视器的等同的方式运行，其涉及检测、记录和发射关于与病人足够接近的保健工作者的信息，以要求他们遵守建立的用于病人接触的洗手要求。在该实施方式中，由与病人身体相关的监视器引导监视，使得当病人移动时，监视器随着病人移动。
随后，单元52以和单元50相同的方式工作，以指示保健工作者的病人接触并存储徽章身份和时间。在这种情况，监视器号的存储没有给出位置。
如上所述，当病人返回到他或她的床时，信息能够再次从单元52传送到单元50。病人在具体的时间与具体的保健工作者的接触再次通过网络传输且存储在计算机存储器中，以为将来提供记录。
计算机网络
本发明中使用的ZigBee计算机网络在附图的图6中示意性地示出。因为无线局域网络在配置上极其可变，所以图6仅为能够存在的许多不同的配置中的代表。还将理解，包括在图6中示出的本系统的各种元件之间的有线通信的本发明的实现因此将不在为本发明的实现而考虑的实施方式的范围之外。
ZigBee网络技术众所周知，且该系统的部件都是标准化的。然而，根据诸如墙位置、装备位置等的因素，较大场所内的各分开的场所和各分开的局域网可具有不同的网络配置。
各网络应该具有协调器、一个或多个路由器、及一个或多个终端设备。
在图6的网络中，网络协调器示出在164。它用作网络的一个“节点”。网络的各个节点之间的虚线指示无线信号传播的可能路径。
根据需要可以放置路由器172、174和176。协调器164也是一个路由器，协调器和单元172、174和176一起确定网络中的无线信号的路由选择。图6中的终端设备包括单元40、42、50、52和72，所有这些都在上文描述过。
在图6示出的网络中，来自终端设备的无线信号沿着由系统中的软件确定的可得到的最好路线发送，并被传递到网关设备，在这种情况，该网关设备是PC 44，其也在图1中示出。
从PC网关44，通过医院或其他场所的较大的网络166，将数据传递到存储数据和从其获取数据的服务器170的数据库，以为病人、人员和如果合适，为外部的监管机构准备各种记录或报告。
如上所述，可选地，数据可以暂时存储在徽章60、定位器40、计算机44的存储器或连接的磁盘文件中，并随后下载到服务器170。如果实现这点，当数据存储在计算机44的存储器或其他中间数据存储器件时，数据将被自动地标记时间和日期。
路由器172、174和176及协调器一直上电，这样它们能够“监听”来自终端设备的通信和传递存储的消息等。因此，这些设备应该使用通过规则出口的房屋电流，而不是具有适当功率的电池和本领域中已知的数据备份系统。
优势是，终端设备可以是单独的在大部分时间“睡眠”的电池操作的设备。这对于在洗手站点附近的洗手检测器和人员定位器也同样适用。
实例
已经大体上描述了本发明，包括实现和使用本发明的最佳方式，提供以下具体的实例以进一步扩展本发明所写的描述，并确保本领域技术人员不需要过度的实验而能够实践本发明。以下提供的实例的特征不意在限制，包括在这些实例中的特征的变型、等同物和非关键性修改应该认为落在本文提供的一般性公开和所附权利要求的范围内。
实例1
在实现本发明的机构中，给定的保健工作者看望两个不同的病人。
以下是对于给定的保健工作者可能发生的事件系列的实例。
首先，工作者将适量的合适的洗手合成物施加到其手上。通过激活合成物的分发器来实现这点，该合成物已经使用本发明的其他部件进行了测试，以包括由在实现中使用的传感器可检测的示踪剂。示踪剂可以为包括在肥皂合成物、或无水洗手合成物中的酒精，或其可以为任何适合的、无毒的可检测的挥发性合成物。根据本发明的优选的示踪剂包括但不限于GRAS合成物及在例如US2008-0303658和WO2008/154494中公开和讨论的合成物。可选地，当在包括在分发器中的运动检测器处检测到足够接近的运动时，或在给定的分发器和给定的保健工作者的身份标签之间建立通信时，分发器将自动激活，所述保健工作者足够近地靠近分发器以允许建立这种通信。在又一个可选方式中，分发器在读取适合的生物统计，诸如视网膜扫描、面部识别软件、或在其出现在洗手站点时要求分发洗手剂的人的指纹时，可分发适量的洗手剂。分发器理论上分发预定量的洗手合成物在工作者的手上，并因此分发示踪剂在工作者的手上。保健工作者在施加洗手合成物时，或立即将他或她的手呈现给检测器，或洗他或她的手，且在洗手的过程中或在完成洗手的紧接之后，将手呈现给点亮他或她的徽章上的绿色LED的洗手检测器。将LED设置为在系统管理员限定的预定的时间期间(例如，10分钟的时间延迟)过后自动关闭。
工作者迅速去看望床上的第一位病人。当他/她进入那张床的床监视器的范围内时，床监视器检测到他/她的徽章号和LED状态，并将该数据和床识别号通过网络一起发送到中央计算机系统用于存储。当该信息进入中央计算机存储系统时，被标记时间和日期。
保健工作者或检查病人从而与病人进行身体接触，或坐在病人的床边例如五分钟，然后起身离开以访问另一位病人。在保健工作者的徽章没有感测到来自与第一位病人相关的床监视器的“ping”一段预定的时间长度后，即使最初为徽章设置的10分钟(或任何其他预定的)时间段还没有结束，绿色LED也将自动熄灭。
在去看望下一位病人之前，保健工作者必须再次洗手并将它们递交到洗手检测器，洗手检测器然后再次点亮绿色LED，而保健工作者可以继续看望下一位病人。
实例2
休息一会儿的保健工作者
作为另一个实例，假设实例1中描述的保健工作者现在完成了看望病人且午休半小时。如果在午休开始时工作者的徽章上的绿色灯亮着，当超过例如10分钟时间限制的预设时间，它自动关闭。
在工作者重新开始看望病人之前，为了再次点亮绿色LED，他/她必须再次洗手。这是有益的，因为即使保健工作者没有访问其他病人，他/她的手已经暴露在可能具有病原体的医院或外部环境的区域或表面，且因此洗手是有益的。
存储和准备在医院的中央计算机系统的记录将指示在工作者开始他/她的午休之前发生的最后一次洗手的时间，将表明在工作者午休的半小时内没有接触病人，然后将表明在看望下一位病人之前，在午休结束时的后续的洗手。
如果需要，可以在受污染的区域或其中存在看护者携带病原体的特大风险的区域放置床或运载监视器。看护者将被要求在离开时洗手。
实例3
用于本发明的完整操作实施方式的流程图
为了进一步描述本发明和使本领域技术人员能够实现和使用本系统，参考图11-15，以下实例提供了本发明的一个优选实施方式的详细流程图描述。基于该公开，本领域技术人员将不需要过度实验而容易地实现与本发明的目的一致的适合的软件和硬件配置及编程，以实现下述的逻辑流。
参考图11，图11A提供了示出洗手站点流程300的逻辑图。从301开始，系统在上电时执行初始化程序。如果在初始化程序的过程中，其中执行了例行的电池检查，如果电池水平较低，则亮黄色LED以表明这种状况，且过程进入睡眠模式300A，而不是继续图11中示出的流程的其余步骤。另一方面，如果不存在低电池状况，则系统从处理器睡眠模式进行到唤醒程序301，其由图4中示出的光传感器110激活，所述光传感器感测用户的手足够近地靠近检测器，以要求初始化洗手遵守检测循环。
一旦唤醒发生，初始化子程序303，其中打开风扇122，且如果包括的话，点亮白色LED。如果检测到低电池水平，LED 102变为黄色且将低电池水平的指示发送到LCD 104。
一旦激活了风扇，初始化传感器子程序304，使得在传感器信号和参考信号之间比较A/D信号一段设置的时间例如4秒钟305，以确定传感器信号是否小于、等于或大于参考信号。如果小于，则逻辑继续到308。然而，如果传感器信号大于参考信号，则进入子程序306，随后设置徽章指示器LED 56到不亮或非绿色状态，并从那到309，见下述。如果在305，传感器信号小于参考信号，则在308点亮LED以指示已检测到洗手。
在309监视红外、IR(或其他电磁，诸如射频、RF)信号达一段设置的时间，例如4秒钟，以检测是否能够检测到范围内的徽章ID，310，如果没有检测到信号，则进入子程序311，随后洗手站点进入睡眠模式直到检测到新的唤醒信号302。然而，如果在范围内检测到徽章且建立通信的成功的握手协议发生313，则站点发送红外(或其他EM)信号314，包括洗手站点身份、循环冗余校验值(CRC，用于纠错的标准计算机算法)、以及用于将徽章LED设置到绿色以表明最近的洗手事件或将其设置为非绿色以指示没有最近的洗手事件的命令。在某些延迟315后，红外或RF脉冲初始化声学脉冲，这被核查316，以用于接收例如包括徽章识别信息、数据传输时的徽章的洗手遵守状态及徽章的范围内状态的5个十六进制字符的信息串。如果徽章不在范围内或没有接收到任何所需要的数据，则系统重置到要求又一次洗手程序的步骤309。然而，如果适当地接收到所有所要求的信息，则点亮洗手站点上的绿色LED317，以证实已实现可接受的洗手程序，将信息记录和保存318，以证实和特定的徽章、工作者和徽章上的洗手状态的通信。经由ZigBee网络或类似的网络发射数据，以将数据存储在中央数据库320，然后系统重置321到初始状态以等待新的唤醒事件。
现在参考图12，其提供了根据本发明实现的用于徽章的流程图400。在401，徽章被接通，从而启动徽章初始化程序，在初始化程序中核查电池电压A/D，且如果电池电压低则点亮黄色LED来标记。如果徽章初始化通过，402，则如果徽章检测到红外或等同物，例如，RF、EM脉冲，则徽章处理器被唤醒以核查电池电压，如果检测到低电压状况则使黄色LED有效。如果该核查通过，则403，如果从定位器站点接收到IR、RF或等同的EM信号，则徽章基于接收的站点识别代码来确定响应的站点是洗手站点还是病人床监视器。徽章根据所检测的站点的类型适当地响应404，使得如果唤醒站点是洗手站点405，则图13描述的逻辑适用，如果唤醒站点是病人床监视器，406，则图14描述的逻辑适用。以这种方式，徽章充分地确定了后续的系统逻辑。最初的EM脉冲使系统中所有的通信同步，这是一个优势，因为如果所有的通信都同步了，则接收器或在中间时间不需要的其他元件可以关闭或进入睡眠模式，从而节省了功率。
假设徽章在404确定唤醒站点是洗手站点，则现在参考图13，其提供了用于徽章和洗手站点之间的通信的逻辑流程图500。在501，徽章打开飞行时间(TOF)超声脉冲检测器。徽章在IR接收线路接收到红外脉冲，或等效地，接收到RF或其他EM脉冲时，其将时间设置为0；然后时间计数器起作用，直到接收到随后到达的超声信号。然后在502，徽章基于超声和EM信号的接收时间之间的差值确定徽章(因此携带该徽章的人员)离发射站点的距离503。如果该距离大于预设距离，例如两英尺，则子程序504初始化以指示徽章不在范围内且处理器进入睡眠模式。另一方面，如果距离小于例如两英尺的预设距离，则子程序505启动，首先确认电池状态足够(如上所述，如果低电池指示器没有点亮)，然后在506，徽章发射徽章识别信息、状态和CRC(循环冗余校验，以确认数据和通信完整性)及徽章指示器的状态为绿色或非绿色。作为响应，当洗手程序得到确认时，从基站接收命令507以打开绿色LED，随后，508，或启动定时器闹钟一设定的时间段，例如90秒，以用于绿色LED保持亮着。然后，509，徽章保持在询问状态，直到启动来自床站点(床监视器)的EM(诸如IR或RF)通信511，在这种情况，启动以下参考图14描述的徽章-床站点通信过程流程，且如果没有启动，则绿色LED时间结束510，为了再次照亮绿色LED以指示洗手遵守，这将要求保健工作者再次启动洗手程序。
现在参考图14，其预假设徽章已从病人床站点或其他病人专用通信器接收到IR或其他EM通信，图14提供了示出徽章和病人位置通信器之间的通信的流程图。因此，在601，徽章为TOF超声脉冲检测器提供能量，并等待超声脉冲，根据超声脉冲，通过差值602，计算到病人站点的距离。由徽章检测到的EM脉冲排队等待徽章接收超声脉冲，在接收到超声脉冲时启动停止信号，以允许上述的同步。单凭经验的方法，对于声学传输时间，每毫秒传播1英尺。因此，例如，如果从接收到EM脉冲的时间到接收到声学脉冲的时间，有6毫秒或更少的时间延迟，则正被讨论的特定的徽章在为该特定的实例设置的6英尺附近。当然，根据需要，对于本系统的给定站点或给定的应用可以修改识别力。如果计算的距离大于例如6英尺的预设距离，则徽章上的绿色LED到期604。然而，如果该距离小于例如6英尺的预设距离，则再次核查电池状态605以确保徽章的适当操作，并询问LED的状态。如果LED没有点亮，且示出绿色洗手遵守状态，607，则启动交叉核查，使得如果床站点已在预设时间内为该工作者记录了绿色LED方法，则徽章LED闪烁绿色两次以确认实际上已验证了工作者的洗手遵守状态。然而，如果床站点还没有记录绿色LED遵守状态，则611，启动振动或等效的交替提示以警示工作者他们在与他们被检测将要接近的病人进行任何靠近或任何接触之前需要洗手。可使用任何数目的警示信号，包括，例如，视觉、声音或振动信号以提醒工作者洗手。优选地，使用振动信号因为其为非打扰性的且提供不连续的提示信息给工作者。在一个优选实施方式中，在图中示出了振动提示循环，611，其中发送第一个短的单个振动，然后，在短暂的延迟后，例如两秒钟，发送两个振动，然后在又一次延迟后，如果没有检测到洗手事件，发送3个振动。在这点上，如果没有记录洗手事件，可启动声音信号和/或可将非遵守事件报告给洗手遵守系统(称为HyMarks软件)，接着徽章进入睡眠模式614。如果，另一方面，在606，绿色LED亮着，一旦建立了与床站点的接触，徽章LED关掉609。在预设量的时间过后，例如6秒，如果徽章仍在床站点的范围内，则徽章LED暂时地闪烁。该过程持续直到检测到新的洗手站点或病人位置。可选地，在608，如果床监视器记录了绿色LED，则无论哪种方式，流程从608和609到610，徽章完成了与床监视器的握手，发射包括徽章号和绿色LED洗手遵守状态的EM(例如，IR或RF)信号。在612，徽章将脉冲禁止一段预设的时间，例如五秒，然后进入每1秒钟发射脉冲的睡眠模式613。这允许控制以下情况：例如，在特定的病人位置发生危机，且大量HCW冲过来照顾该病人。可接着发生EM脉冲的后续杂音。因此，按照本发明的这个实施方式的这一方面，收集、记录特定的HCW徽章身份信息，核查他们的洗手状态，以及然后顺序识别下一个徽章识别信息。在一个优选的实施方式中，徽章加电和断电序列包括以下步骤和要素：
徽章加电：如果徽章断电且电源开关被按下几秒钟，则徽章将振动三次且绿色LED和黄色LED将同时闪烁。当振动系列开始且徽章加电时，释放电源按钮。
徽章断电：如果徽章加电且电源开关被按下几秒钟，徽章将振动一次且没有LED闪烁。当振动发生且徽章被断电时，释放电源按钮。当在断电模式中，徽章将不响应床或洗手站点。
现在参考图15，其提供了流程图700，其中详细描述了床站点逻辑和唤醒程序。因此，在上电时，床监视器或其他与病人相关的监视设备启动初始化程序701，从睡眠模式开始，在接收到来自徽章的唤醒信号时，发送EN(例如，红外或射频或其他适合的EM)脉冲，所述脉冲由床EM(红外、RF或其他适合的)接收器接收702。然后床站点经由EM(例如，红外)收发器发射其识别数据703。床站点在一定的延迟后还发送红外(声学启动脉冲)及声学脉冲704。如果徽章从声学TOF确定其在床站点的范围内，则其发送其识别数据到床监视器以用于随后的记录和报告。
一旦床站点记录了来自徽章的EM(例如，红外)接收信号705，该流程继续到706。然而，如果没有记录这种确认，则床站点重置到睡眠模式702，以等待适合的徽章发射的唤醒信号。
一旦床站点被适当地唤醒705，则床站点记录任何和所有响应的徽章的识别信息706。床站点记录范围内的所有这些徽章一段预设的时间量，例如一分钟707，且当任何新的徽章进入或离开日志时，构建并经由Zigbee或类似的网络发射报告。在一个优选实施方式中，为了避免错误，可对床站点进行编程以在经由网络发送这种报告之前要求两个准确的复制条目。
为了确认适当的操作，床站点执行电池水平核查，且如果检测到任何低电池状况，则监视器设置黄色LED信号来点亮708。如果所有这些步骤已完成，装配Zigbee报告709，并经由适当的通信线路和协议诸如本领域已知的UART总线将报告发射到中央报告数据库710。一旦完成，床监视器将所有有效的线路重置回其初始状态，使处理器进入睡眠模式711，从而使床处理器准备新的唤醒信号，如同在702。
本发明的上述描述意在为示例性的，而不是限制。对本领域技术人员来说，可以对所描述的实施方式进行各种改变或修改。可以进行这些改变或修改而不背离本发明的精神或范围。

Claims (36)

1.一种用于定位封闭场所内的人员的系统，所述封闭场所具有多个间隔开的站点，所述系统包括：
(a)用于各所述人员的独立的指示徽章；
(b)至少一个检测器，其用于当所述徽章中的一个位于离所述站点中的一个在预定的距离内时进行检测、并用于从在所述站点处的被检测到的徽章读取信息；
(c)每个所述检测器包括第一和第二无线发射器，用于发射第一和第二无线信号，所述信号具有彼此不同的传输速度；及
(d)用于检测所述第一和第二信号之间的传输时间差值并在所述差值在预定的值以下时进行指示的设备。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述信息包括所述徽章的身份，所述系统还包括用于传输和存储所述徽章的身份、所述信息从其被传输的所述站点的身份、及该传输的时间的装备。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述封闭场所具有墙壁，且至少一些所述站点被一个或多个所述墙壁彼此隔开，所述站点被布置在具有收发器的无线网络中，所述收发器用于彼此之间发射和接收信号以及将信号发送到存储设备。
4.根据权利要求1所述的系统，该系统在多个所述站点中的每个处包括手清洁度检测器，用于当所述徽章被检测到时，进行检测并生成指示佩戴所述徽章的人的手清洁度的信号，其中各所述徽章具有用于指示所述手清洁度的指示设备、及用于从所述手清洁度检测器接收所述信号并启用所述指示设备的无线信号接收器。
5.根据权利要求4所述的系统，其中所述指示设备从由视觉指示器；振动器；及振动器和视觉指示器的组合构成的组中选取；以及其中各所述徽章具有用于将所述指示设备保持在选定状况中一段预定的时间长度的定时设备。
6.根据权利要求4所述的系统，其中各所述手清洁度检测器包括用于检测佩戴所述徽章的人的至少一只手上的净手材料的设备，且其中所述材料含有示踪剂，且各所述清洁度检测器适于检测所述示踪剂的空气样本。
7.根据权利要求6所述的系统，其中所述材料从由酒精型手清洁剂；抗菌肥皂；杀菌洗手剂；杀菌擦手剂；洗涤剂；肥皂；无水杀菌剂；及外科手术擦手剂构成的组中选取。
8.根据权利要求1所述的系统，其中所述封闭场所从由病人护理场所、医学实验室、无尘工厂、食品处理场所及以其他方式要求频繁地洗手以阻止病原体散布的场所构成的组中选取。
9.根据权利要求1所述的系统，其中所述场所是具有多个病人护理位置和洗手位置的病人护理场所，所述站点位于至少一些所述洗手位置和至少一些所述病人护理位置。
10.一种用于监视封闭的病人护理场所内的手清洁度的系统，所述场所具有多个间隔开的站点，所述系统包括：
(a)由各所述人员佩戴的指示标签；
(b)在各所述站点的检测器，该检测器用于当各所述标签位于离所述检测器在预定的距离内时检测各所述标签，及用于从所述标签读取信息；
(c)各所述检测器包括用于发射具有不同的传输速度的第一和第二无线信号的第一和第二无线发射器；
(d)用于检测所述第一和第二信号之间的传输时间差值并当所述差值在预定的范围内时进行指示的设备；
(e)在各所述站点的手清洁度检测器，该手清洁度检测器用于检测在所述站点处的净手材料中的空气示踪剂材料，并响应于所述示踪剂检测而发送无线信号；及
(f)各所述标签具有用于指示所述标签的佩戴者的手清洁度的指示装置，并包括用于从所述手清洁度检测器接收所述无线信号以启用所述指示装置的无线接收器。
11.根据权利要求10所述的系统，其中所述发射器中的一个发射声学信号，且另一个所述发射器发射电磁信号。
12.一种定位封闭场所内的人员的方法，所述封闭场所在其中具有多个站点，该方法具有以下步骤：
(a)在各所述站点处设置检测器，用于当人离所述检测器在预定的距离内时，通过将具有不同速度的两个信号引向该人并测量由所述人对所述信号进行接收的时间差值并将所述差值与预定的值进行比较，来检测该人的出现；及
(b)生成识别所述人的信息和传输该识别所述人的信息到所述检测器。
13.根据权利要求12所述的方法，包括为检测到的每个人存储所接收的信息及所述信息被接收时的时间。
14.根据权利要求12所述的方法，包括在至少一些所述站点中设置洗手检测器，所述封闭场所是要求人员频繁地洗手以防止病原体散布的场所。
15.一种在保健人员上被显示的身份和洗手状态徽章，所述徽章包括：
(a)显示组件；
(b)在所述显示组件上的、远程可激活的可视洗手状态指示器；
(c)定时设备，其用于在所述指示器被“打开”之后保持所述指示器“打开”第一预定时间段，然后当所述时间段到期时将所述指示器“关闭”；及
(d)所述定时设备远程可激活，以使得该定时设备能够可选择地保持所述指示器“打开”比所述第一时间段短的时间长度。
16.根据权利要求15所述的徽章，包括飞行时间检测器，该飞行时间检测器用于检测从测量站点发送的不同速度的两个信号的到达时间差值且当所述差值低于预定的水平时发送识别信号。
17.根据权利要求15所述的徽章，包括用于当所述指示器“关闭”时选择性地振动的振动器。
18.根据权利要求15所述的身份徽章，包括用于响应于接收信号而发射徽章识别和状态指示信息的无线收发器，从所述信息能够确定离监视站点在预定的距离内的所述徽章的位置。
19.根据权利要求18所述的身份徽章，其中所述收发器适于响应于从所述监视站点接收不同的无线信号而在离所述监视站点不同的预定距离处发射所述信息。
20.一种保健场所人员定位和监视系统，包括：
(a)多个监视器单元，每个监视器单元安装在所述场所内的多个病人支撑结构中的一个上或附近；
(b)由出现在所述场所内的人员携带的多个标签，每个所述标签响应于来自所述监视器单元中的一个的无线信号来发射识别与所述标签相关的、所述人员中的一个的识别信号；
(c)每个所述监视器单元具有用于发送测距信号到所述标签的装备；
(d)响应于所述测距信号的又一个设备，用于确定各标签距所述监视器单元的距离是否在预定的距离内；及
(e)所述监视器装备适于从被确定为离所述监视器单元在所述预定的距离内的、所述标签中的一个接收所述识别信号，并用于发射对应的识别信号连同检测时间到用于存储的另一设备。
21.根据权利要求20所述的系统，其中所述标签包括用于指示所述标签的携带者的洗手状态的指示器，且所述标签包括用于发射指示所述洗手状态的信号到所述监视器的发射器，且其中所述监视器中的所述装备适于发射对应于所述洗手状态的信号到所述用于存储的另一设备。
22.根据权利要求21所述的系统，其中包括在所述标签内的所述指示器具有“打开”状况以指示“洗过手”状态，所述指示器包括保持设备，用于在所述标签的携带者洗过手后，将所述指示器保持在“打开”状况一段预定的时间，且还包括响应于来自所述监视器的信号的第二保持设备，用于只要所述标签保持在离所述监视器在所述预定的距离内就将所述指示器保持在“打开”状况。
23.根据权利要求21所述的系统，包括用于在所述指示器处于指示“洗过手”状态的情况时及在所述标签已移出离所述监视器的所述预定的距离时将所述指示器关闭的设备。
24.根据权利要求20所述的系统，其中所述测距信号包括具有不同的传输速度的第一和第二无线信号，所述系统包括用于测量所述无线信号的飞行时间差值并确定何时所述差值低于预定的最小值的设备。
25.根据权利要求22所述的系统，其中所述监视器被设置为以规则的时间间隔重复发送脉冲信号，且所述第二保持设备适于在接收到各所述脉冲信号时启动定时功能，并当所述脉冲信号停止被接收一段预定的时间长度时将所述指示器关闭。
26.根据权利要求20所述的系统，其中所述监视器中的所述装备适于发射指示所述指示器已关闭及关闭发生时间的信息到所述用于存储的另一设备。
27.根据权利要求23所述的系统，其中所述第二保持设备响应于同时停止接收到脉冲信号达所述预定的时间长度且所述标签运动到离所述监视器的距离大于所述预定的距离而关闭所述指示器。
28.根据权利要求27所述的系统，其中所述监视器单元包括用于选择性地传送关于所述支撑结构的信息的传送设备，信息从所述支撑结构的监视器单元待被传送到不同的一个所述支撑结构，以方便当病人从所述支撑结构的一个转移到另一个时保持监视，或其中所述监视由与所述病人的身体关联的监视器进行，使得所述监视器当所述病人移动时随着所述病人移动。
29.根据权利要求21所述的系统，包括在洗手站点的一个或多个所述监视器单元、及用于检测所述标签的携带者的洗手程序和用于激励所述标签上的所述指示器的洗手检测器，所述监视器单元在无线网络中彼此关联，信息通过所述无线网络传输到所述用于存储的设备。
30.根据权利要求20所述的系统，其中各所述监视器广播其唯一的识别信号，且各所述标签存储该信号，将该信号与从另一个监视器接收的之前信号进行比较，以及如果被比较的信号不匹配，则关闭在所述标签上的所述指示器。
31.根据权利要求20所述的系统，包括邻近各所述病人支撑结构定位的运动检测器，用于仅当所述运动检测器检测到在邻近所述病人支撑结构的区域内的人的运动时，使所述装备能够发送所述测距信号。
32.一种用于控制由保健场所内的保健工作者佩戴的标签上的指示器的方法，包括在所述标签的佩戴者完成洗手程序后，激活所述指示器一段给定的时间，并且每当所述标签的所述佩戴者离开所述场所内的病人的附近区域时去激活所述指示器。
33.根据权利要求31所述的方法，包括当所述佩戴者在所述病人的所述附近区域时将所述指示器保持在激活状况的步骤。
34.一种保健场所人员定位和监视系统，包括：
(a)多个监视器单元，每个监视器单元都安装在所述场所内的多个站点中的一个上或附近；
(b)多个标签，每个标签由出现在所述场所内的人员中的一个携带，每个所述标签响应于来自所述监视器单元中的一个的无线信号来发射识别与所述标签相关的、所述人员中的一个的识别信号；
(c)每个所述监视器单元具有用于发送询问信号到所述标签的装备；
(d)运动检测器，其响应于检测到与所述站点邻近的人的运动；及
(e)所述监视器装备适于从被确定在所述运动检测器的范围内的、所述标签中的一个接收所述识别信号，并用于发射对应的识别信号连同检测时间到用于存储的另一设备。
35.根据权利要求34所述的系统，其中所述标签包括用于指示所述标签的携带者的洗手状态的指示器，且所述标签包括用于发射指示所述洗手状态的信号到所述监视器的发射器，且其中所述监视器中的所述装备适于发射对应于所述洗手状态信号的信号到所述用于存储的另一设备。
36.根据权利要求34所述的系统，其中所述装备在由所述运动检测器启动后，以定时的间隔重复发送所述询问信号，直到没有检测到运动达一段预定的时间长度为止。
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