CN103237085A - 一种物联网网关和包含该物联网网关的医疗监护系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种物联网网关和包含该物联网网关的医疗监护系统，所述网关包括：感知网络接入单元，用于接收传感设备输入的感知数据。协议转换单元，用于解析感知数据，根据解析结果调取数据适配协议，并在根据该数据适配协议对感知数据进行二次解析后，利用平台与终端协议（UMMP）对二次解析后的数据编码，并将编码后的感知数据输出给通信网络接入单元。通信网络接入单元，用于选择数据的接入方式，并通过该接入方式将编码后的感知数据输出给物联网管理平台。本发明具有广泛的接入能力和强大的协议转换能力，使包含该物联网网关的医疗监护系统可以连接支持国际医疗标准协议的医疗监护设备，实现对病人的全面监控。

Description

一种物联网网关和包含该物联网网关的医疗监护系统

技术领域

本发明涉及物联网应用技术领域，尤其涉及一种物联网网关和包含该物联网网关的医疗监护系统。

背景技术

物联网一般为无线网，由于每个人周围的设备可以达到一千至五千个，所以物联网可能要包含五百万亿至一千万亿个设备。在物联网上，每个人都可以应用电子标签将真实的设备上网联结，从一瓶酸奶到一架飞机，在物联网上都可以查找出它们的具体位置，即使它们在地球的另一边。通过物联网可以用中心计算机对机器、设备、人员进行集中管理和控制，也可以对家庭设备、汽车进行遥控，以及查找设备的位置、防止物品被盗等各种应用。物联网网关在物联网中扮演着非常重要的角色，它是连接感知网络与传统通信网络的纽带，使感知网络之间既可以实现广域互联，也可以实现局域互联。

随着社会保障事业的发展，物联网网关广泛的应用在医疗监护系统中，它将各种医疗监护设备采集的病人信息，通过通信网络发送给监控终端。医护人员根据监控终端收到的信息判断病人的病情，从而使医护人员不必待在病人的身边就能完成对病人的进行监控，而且一名医护人员能够同时对多个病人进行监护。

但是，传统的物联网网关只支持某一种特定的通信方式例如蓝牙、射频识别等，不能融合多种通信方式，从而使得物联网网关只能连接具有某种特定通信方式的医疗监护设备，极大的制约了物联网网关的可扩展性，并且即使物联网网关虽然可以支持一些通用标准的通信协议，但是针对某些特殊领域的标准协议还是不能支持的，例如广泛运用于医疗监护设备中的国际医疗标准协议（DICOM），不能满足医疗监护系统的发展的需要。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种物联网网关和包含该物联网网关的医疗监护系统，该物联网网关具有广泛的接入能力和强大的协议转换能力，使得包含该物联网网关的医疗监护系统可以连接更多的医疗监护设备，实现对病人的全面监控。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种物联网网关，包括感知网络接入单元、协议转换单元以及通信网络接入单元；

所述感知网络接入单元用于接收物联网中传感设备输入的感知数据，并输出给协议转换单元；

所述协议转换单元用于解析所述感知数据，根据解析结果调取数据适配协议，并在根据该数据适配协议对感知数据进行二次解析后，利用平台与终端协议（Ubiquitous Machine to Machine Protocal，UMMP）对所述二次解析后的数据进行编码，并将编码后的感知数据输出给通信网络接入单元；

所述通信网络接入单元用于选择数据的接入方式，并通过该接入方式将所述编码后的感知数据输出给物联网管理平台。

特别地，所述协议转换单元包括初步解析单元和协议调取单元；

所述初步解析单元与感知网络接入单元连接，用于对所述感知数据进行解析，获取所述传感设备的标识信息；

所述协议调取单元与初步解析单元连接，用于根据所述标识信息调取对应的数据适配协议。

特别地，所述协议转换单元还包括上行数据适配单元和下行数据适配单元；

所述上行数据适配单元与协议调取单元连接，用于在传感设备向物联网管理平台发送感知数据时，根据所述数据适配协议对所述感知数据进行二次解析，并利用平台与终端协议将所述二次解析后的内容编码为通信网络接入单元可以识别的数据格式后输出给通信网络接入单元；

所述下行数据适配单元与通信网络接入单元连接，用于在物联网管理平台向传感设备发送管理数据时，将所述管理数据编码为所述传感设备识别的格式后输出给感知网络接入单元。

特别地，所述标识信息包括厂商标识号（ID）、软硬件版本号及设备序列号的至少一种。

特别地，所述感知网络接入单元包括ZigBee单元、蓝牙单元、Wi-Fi单元、RFID单元以及串口通讯单元。

特别地，所述通信网络接入单元包括以太网通信单元和宽带码分多址（WCDMA）单元。

本发明还公开了一种包含上述物联网网关的医疗监护系统，包括医疗监护设备、物联网网关以及医疗监控终端；

所述医疗监护设备用于获取其所在场所的相关监控信息，并输出给物联网网关；

所述物联网网关与医疗监护设备连接，用于将所述相关监控信息转换为通信网络接入单元可以识别的数据格式后，输出给医疗监控终端，并将医疗监控终端发出的控制信息转化为所述医疗监护设备识别的数据格式后，发送给医疗监护设备；

所述医疗监控终端与物联网网关连接，用于分析物联网网关输入的数据，获得病人的状态信息，并根据病人的状态信息向医疗监护设备发送控制信息，对医疗监护设备进行调节。

特别地，所述监护系统还包括医院服务器；

所述医院服务器与物联网网关连接，用于存储医疗监护设备获取的相关监控信息，以及医疗监控终端向医疗监护设备发送的控制信息。

特别地，所述医疗监控终端还用于

通过物联网网关调取医院服务器中病人的病史信息，结合所述病人的状态信息对病人进行诊断，并将诊断结果存入医院服务器。

特别地，所述医疗监护设备包括采用国际医疗标准协议（DICOM）的医疗监护设备。

本发明的有益效果如下：（1）广泛的接入能力。支持ZigBee、蓝牙、Wi-Fi、RFID以及RS-485串口通讯等多种通讯方式，可以将拥有上述任意一种通讯方式的医疗监护设备以及采用国际医疗标准协议的医疗监护设备通过感知网络接入单元接入物联网网关。（2）强大的协议转换能力。能够将感知网络接入单元输入的以各种通信协议封装的数据转换为通信网络接入单元可以输出的数据格式，使得医疗监护系统实现对病人的全面监控。

附图说明

图1为本发明实施例提供的物联网网关的结构框图；

图2为本发明实施例提供的包含物联网网关的医疗监护系统框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

请参照图1所示，图1为本发明实施例提供的物联网网关的结构框图。

本实施例中物联网网关包括感知网络接入单元101、协议转换单元102以及通信网络接入单元103。所述感知网络接入单元101包括ZigBee单元1011、蓝牙单元1012、Wi-Fi单元1013、RFID单元1014以及串口通讯单元1015。所述协议转换单元102包括初步解析单元1021、协议调取单元1022、上行数据适配单元1023以及下行数据适配单元1024。所述通信网络接入单元103包括以太网通信单元1031和宽带码分多址单元1032。

所述感知网络接入单元101用于接收物联网中传感设备输入的感知数据，并输出给协议转换单元102。

在本实施例中，所述感知网络接入单元101包括ZigBee单元1011、蓝牙单元1012、Wi-Fi单元1013、RFID单元1014以及串口通讯单元1015，使得该物联网网关可以将支持ZigBee、蓝牙、Wi-Fi、RFID以及RS-485/232串口通讯的通讯方式的传感设备接入物联网网关中。此为，感知网络接入单元101的接入能力可以根据用户实际需要进行扩展，例如可以实现支持红外数据组织（IrDA）技术、全球定位系统（GPS）、433M等通讯技术的设备接入物联网网关。其中，所述ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗个域网协议。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。所述蓝牙是一种支持设备短距离通信（一般10m内）的无线电技术。蓝牙采用分散式网络结构以及快跳频和短包技术，支持点对点及点对多点通信，工作在全球通用的2.4GHz频段。所述Wi-Fi是一种可以将个人电脑、手持设备等终端以无线方式互相连接的技术。Wi-Fi是一个无线网路通信技术的品牌，由Wi-Fi联盟(Wi-Fi Alliance)所持有。所述RFID（Radio Frequency IDentification）技术，又称电子标签、无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。所述RS-485/232均是是电子工业协会（EIA）制定并发布的串行数据接口标准。所述433M是指应用433MHz专有安防频段的无线通信技术。

所述协议转换单元102用于解析所述感知数据，根据解析结果调取数据适配协议，并在根据该数据适配协议对感知数据进行二次解析后，利用平台与终端协议（UMMP）对所述二次解析后的数据进行编码，并将编码后的感知数据输出给通信网络接入单元103。其中，所述平台与终端协议是中国联通定制的一个标准传输协议。

当感知网络接入单元101将利用各种类型的通信协议传输的感知数据输出给协议转换单元102后，协议转换单元102将把所述感知数据转换为通信网络接入单元103可以识别的数据格式。

其中，所述初步解析单元1021与感知网络接入单元101连接，用于对所述感知数据进行解析，获取所述传感设备的标识信息。

初步解析单元1021对所述感知数据进行解析，获得采集所述感知数据的传感设备的标识信息，并将该标识信息输入协议调取单元1022。此处所述解析也即一次解析。所述标识信息包括厂商标识号（ID）、软硬件版本号及设备序列号的至少一种，这些信息都能够唯一确定所述传感设备使用的通信协议类型。

所述协议调取单元1022与初步解析单元1021连接，用于根据所述标识信息调取对应的数据适配协议。

协议调取单元1022在收到所述标识信息后，将根据该标识信息，从该物联网网关数据适配系统存储的驱动文件中调取与各种感知数据对应的数据适配协议即各种通信协议，并将所述数据适配协议发送给数据适配单元。

所述上行数据适配单元1023与协议调取单元1022连接，用于在传感设备向物联网管理平台发送感知数据时，根据所述数据适配协议对所述感知数据进行二次解析，并利用平台与终端协议将所述解析后的内容编码为通信网络接入单元103可以识别的数据格式后输出给通信网络接入单元103。

由于根据数据适配协议对感知数据进行解析后，获得的数据格式不统一，若将这些数据直接输入物联网管理平台，物联网管理平台将无法解析这些数据的具体内容，因此必须将解析后的内容编码为通信网络接入单元103可以识别的数据格式，然后通过通信网络接入单元103将数据输出给物联网管理平台。

所述下行数据适配单元1024与通信网络接入单元103连接，用于在物联网管理平台向传感设备发送管理数据时，将所述管理数据编码为所述传感设备识别的格式后输出给感知网络接入单元101。

在物联网管理平台通过物联网网关向无线传感网络中的传感设备发送管理数据时，下行数据适配单元1024将根据不同厂商配置的传感设备的类型，将管理数据编码为该传感设备能够识别的数据格式，并根据上行数据适配单元1023接收该传感设备输入的感知数据时解析出的网络之间互联的协议（IP）地址，将编码后的管理数据通过感知接入设备输入对应的传感设备。

所述通信网络接入单元103用于选择数据的接入方式，并通过该接入方式将所述编码后的感知数据输出给物联网管理平台。

在本实施例中通信网络接入单元103包括以太网通信单元1031和宽带码分多址单元1032。当所述编码后的感知数据输入通信网络接入单元103后，通信网络接入单元103将根据用户需要选择是利用以太网通信单元1031通过以太网将数据发送给物联网管理平台，还是利用宽带码分多址单元1032通过第三代移动通信技术（3G）网络将数据发送给物联网管理平台。但是，通信网络接入单元103可以选择的所述数据的接入方式并不只以太网和3G网络两种，可根据物联网实际的环境需要，对数据的接入方式进行扩展。

如图2所示，图2为本发明实施例提供的包含物联网网关的医疗监护系统框图。

本实施例中包含上述物联网网关202的医疗监护系统包括医疗监护设备201、物联网网关202、医院服务器203以及医疗监控终端204。

所述医疗监护设备201用于获取其所在场所的相关监控信息，并输出给物联网网关202。

由于上述物联网网关202具有广泛的接入能力和强大的协议转换能力，可以将以将支持ZigBee、蓝牙、Wi-Fi、RFID、433M、红外数据组织（IrDA）技术以及RS-485/232串口通讯等通讯方式的医疗监护设备201以及采用国际医疗标准协议的医疗监护设备201接入该医疗监护系统中，因此在医院的很多场所都可以应用相应的医疗监护设备201获取该场所的相关监控信息，很大程度上扩展了医疗监护系统的监控范围。同时，借助相关医疗监护设备201还可以实现对病人进行作息时间、出行以及突发情况进行监控，甚至可以通过相应的医疗监护设备201如应用全球定位系统（GPS）的设备，对重症患者的位置进行监控。例如可以通过应用RFID技术的一卡通设备实现医院中病人和员工的管理，通过应用IrDA技术的门磁设备防止新生儿童被盗，通过应用ZigBee技术的温度感测器实现冷藏药品运输过程中的温度实时监测，通过网络之间互联的协议（IP）摄像头获取病房的实时画面等等。

所述物联网网关202与医疗监护设备201连接，用于将所述相关监控信息转换为通信网络接入单元可以识别的数据格式后，输出给医疗监控终端204，并将医疗监控终端204发出的控制信息转化为所述医疗监护设备201识别的数据格式后，发送给医疗监护设备201。

物联网网关202通过协议转换单元将所述相关监控信息转换为通信网络接入单元可以识别的数据格式，并通过通信网络接入单元选择以太网的接入方式或3G网络的接入方式，将数据输出给医疗监护终端。物联网网关202的具体工作过程已在上文做详细阐述，此处不再说明。

所述医院服务器203与物联网网关202连接，用于存储医疗监护设备201获取的相关监控信息，以及医疗监控终端204向医疗监护设备201发送的控制信息。

医院服务器203中存储有整个医院病人的相关信息如病人的病史、医生的诊断次数、每次的诊断结果以及医疗监护终端204向医疗监护设备201发送的控制信息等。将医疗监护设备201获取的所述相关监控信息存储在医疗服务器中，可以方便后期医生的诊断。

所述医疗监控终端204与物联网网关202连接，用于分析物联网网关202输入的数据，获得病人的状态信息，通过物联网网关202调取医院服务器203中病人的病史信息，结合所述病人的状态信息对病人进行诊断，并将诊断结果存入医院服务器203，以及根据病人的状态信息向医疗监护设备201发送控制信息，对医疗监护设备201进行调节。

医疗监控终端204的种类很多，例如掌上电脑（PDA）、手机以及个人电脑等。所述控制信息是指对医疗监护设备201的配置信息和一些相关的调节参数等等。

需要说明的是，上述实施例只是介绍了本发明中的物联网网关202在医疗监护系统中的应用，但物联网网关202的应用并不局限于此，可以应用于楼宇监控系统、智能家居系统等更多的物联网系统中。

本发明中的医疗监护系统通过物联网网关实现了与多种医疗监护设备的连接，使得支持国际医疗标准协议的医疗监护设备均可以连接到该监护系统中，实现了对病人更多信息及对对医院更多场所的实时监控。

上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种物联网网关，其特征在于，包括感知网络接入单元、协议转换单元以及通信网络接入单元；

所述感知网络接入单元用于接收物联网中传感设备输入的感知数据，并输出给协议转换单元；

所述协议转换单元用于解析所述感知数据，根据解析结果调取数据适配协议，并在根据该数据适配协议对感知数据进行二次解析后，利用平台与终端协议（UMMP）对所述二次解析后的数据进行编码，并将编码后的感知数据输出给通信网络接入单元；

所述通信网络接入单元用于选择数据的接入方式，并通过该接入方式将所述编码后的感知数据输出给物联网管理平台。

2.根据权利要求1所述的物联网网关，其特征在于，所述协议转换单元包括初步解析单元和协议调取单元；

所述初步解析单元与感知网络接入单元连接，用于对所述感知数据进行解析，获取所述传感设备的标识信息；

所述协议调取单元与初步解析单元连接，用于根据所述标识信息调取对应的数据适配协议。

3.根据权利要求2所述的物联网网关，其特征在于，所述协议转换单元还包括上行数据适配单元和下行数据适配单元；

所述上行数据适配单元与协议调取单元连接，用于在传感设备向物联网管理平台发送感知数据时，根据所述数据适配协议对所述感知数据进行二次解析，并利用平台与终端协议将所述二次解析后的内容编码为通信网络接入单元可以识别的数据格式后输出给通信网络接入单元；

所述下行数据适配单元与通信网络接入单元连接，用于在物联网管理平台向传感设备发送管理数据时，将所述管理数据编码为所述传感设备识别的格式后输出给感知网络接入单元。

4.根据权利要求3所述的物联网网关，其特征在于，所述标识信息包括厂商标识号（ID）、软硬件版本号及设备序列号的至少一种。

5.根据权利要求1至4之一所述的物联网网关，其特征在于，所述感知网络接入单元包括ZigBee单元、蓝牙单元、Wi-Fi单元、RFID单元以及串口通讯单元。

6.根据权利要求5所述的物联网网关，其特征在于，所述通信网络接入单元包括以太网通信单元和宽带码分多址（WCDMA）单元。

7.一种包含权利要求6所述物联网网关的医疗监护系统，其特征在于，包括医疗监护设备、物联网网关以及医疗监控终端；

所述医疗监护设备用于获取其所在场所的相关监控信息，并输出给物联网网关；

所述物联网网关与医疗监护设备连接，用于将所述相关监控信息转换为通信网络接入单元可以识别的数据格式后，输出给医疗监控终端，并将医疗监控终端发出的控制信息转化为所述医疗监护设备识别的数据格式后，发送给医疗监护设备；

所述医疗监控终端与物联网网关连接，用于分析物联网网关输入的数据，获得病人的状态信息，并根据病人的状态信息向医疗监护设备发送控制信息，对医疗监护设备进行调节。

8.根据权利要求7所述的医疗监护系统，其特征在于，还包括医院服务器；

所述医院服务器与物联网网关连接，用于存储医疗监护设备获取的相关监控信息，以及医疗监控终端向医疗监护设备发送的控制信息。

9.根据权利要求8所述的医疗监护系统，其特征在于，所述医疗监控终端还用于

通过物联网网关调取医院服务器中病人的病史信息，结合所述病人的状态信息对病人进行诊断，并将诊断结果存入医院服务器。

10.根据权利要求9所述的医疗监护系统，其特征在于，所述医疗监护设备包括采用国际医疗标准协议（DICOM）的医疗监护设备。

Images