CN107831719A - 一种基于物联网的医疗环境智能诊断和管理系统 - Google Patents

一种基于物联网的医疗环境智能诊断和管理系统 Download PDF

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李正芳
刘春花
李磊
郭航
楼苏叶
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Abstract

本发明公开了一种基于物联网的医疗环境智能诊断和管理系统，包括：环境监控模块,用于采集及监控医疗环境数据，判断环境数据是否超出预设范围，当环境数据超出预设范围时，自动对医疗环境进行调节；数据传输模块,用于将采集的环境数据传输并保存至数据分析模块；数据分析模块,用于对接收的环境数据进行分析处理。本发明实施例中一种基于物联网的医疗环境智能诊断和管理系统是以云平台为基础，结合物联网技术、通讯技术、系统数据分析技术、现场设备管理技术等，对医院的洁净环境的运行管理活动进行全方位、多视角的综合分析；为医院的设备运行及医疗环境的全面控制提供必要的信息技术支撑。

Description

一种基于物联网的医疗环境智能诊断和管理系统
技术领域
本发明涉及环境智能监控技术领域，尤其涉及一种基于物联网的医疗环境智能诊断和管理系统。
背景技术
智慧医院系统是利用最先进的云计算、物联网技术等，将医疗行业融入更多人工智慧、传感技术等高科技，实现医务人员、医疗机构、医疗设备之间的互动，使医疗服务走向真正意义的智能化，推动医疗事业的繁荣发展。
医疗净化环境控制技术发展迅速，医疗净化设备运行中面临的问题之一就是如何对设备进行精确地控制调节，实现设备的保障运行的问题。传统方式为现场控制器，直接对现场数据进行程序化的运行管理。但是由于设备本身的复杂性、运行的精密性要求和不确定的环境参数之间的矛盾，造成现有的设备往往不具备智能调整状态与自我诊断更新的能力等一系列的问题。这就要求基于物联网的医疗净化环境智能诊断和管理系统的投入。
公开号为CN106444622A的专利文献公开了“医院环境监控智能管理系统”，该发明提供医院环境监控智能管理系统，包括监控工作站、视频监控系统、UPS监控系统、消防监控系统、水处理监控系统、中央空调监控系统、手术室监控系统、ICU监控系统，病房监控系统，所述监控工作站通过工业以太网与其余设施连接，所述视频监控系统、UPS监控系统、消防监控系统、水处理监控系统、中央空调监控系统、手术室监控系统、ICU监控系统、病房监控系统均配置有监控PLC，所述监控工作站包括监控服务器、UPS电源、控制台、互联网端口。公开号为CN106647520A的专利文献公开了“医院病房环境智能监控系统”，该发明提供的一种医院病房环境智能监控系统，包括运维控制器、用于监控病房内环境状态的环境监控单元以及用于检测病房内人员流动状况的人员监控单元；所述环境监控单元包括传感器模块、数据采集卡、环境控制器以及环境控制执模块，所述传感器模块的输出端与数据采集卡连接，所述数据采集卡与环境控制器连接，所述环境控制器与BIM运维控制器通信连接，所述环境控制执行模块与环境控制器连接；所述人员监控单元包括用于记录人员身份信息的RFID铭牌以及读写器，所述读写器与BIM运维控制器连接，通过上述结构，能够实现对医院病房进行全天候的监控，并输出准确监控参数并自动调节病房内的环境。
上述专利文献提供的技术以及类似的现有技术，虽然实现了各项医院环境数据的监控，但是在数据异常时，确实对应的自动处理方式，或者，当数据异常后存在自动处理的技术仅限于本地数据处理，未对导致数据异常的原因以及对应的解决方式做进一步的分析处理；并且，现有技术中，各系统间缺少异常问题的沟通交流，导致监控及自动处理技术存在局限性。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明所采取的技术方案为：
一种基于物联网的医疗环境智能诊断和管理系统，包括：环境监控模块、数据传输模块及数据分析模块；
所述环境监控模块用于采集及监控医疗环境数据，判断环境数据是否超出预设范围，当环境数据超出预设范围时，自动对医疗环境进行调节；
所述数据传输模块用于将采集的环境数据传输并保存至数据分析模块；
所述数据分析模块用于对接收的环境数据进行分析处理。
进一步地，所述环境监控模块包括：
多个传感器，用于采集环境数据；
处理器，用于监控环境数据，判断环境数据是否超出预设范围；
调节单元，用于当环境数据超出预设范围时，自动对医疗环境进行调节；
通信单元，用于与数据分析模块进行通信。
进一步地，所述传感器包括：温度传感器、湿度传感器、PM2.5传感器及甲醛传感器。
进一步地，所述甲醛传感器型号为MS1100。
进一步地，所述处理器为arduino处理器。
进一步地，所述数据传输模块在进行数据传输及保存时采用存储区域网络存储模式。
进一步地，所述数据分析模块对接收的环境数据进行分析具体包括步骤：
S1.建立数据库，对环境数据进行预处理；
S2.联机分析处理，并挖掘数据规律信息；
S3.数据及信息展示。
进一步地，步骤S1具体为：
S11.建立数据库，对采集的环境数据进行分类保存；
S12.根据环境类别，判断对应的环境数据是否在预设标准范围内；
S13.对超出预设标准范围内的环境数据进行分析处理。
进一步地，步骤S2具体为：
S21.联机分析处理：
在数据库的基础上，对医疗环境问题进行建模，对环境数据进行多维分析；
将环境数据按照不同的梯度建立数据三维模型图，针对不同梯度的环境数据对应的医疗环境问题提供不同的解决方案；
S22.数据挖掘：
通过分析环境数据，从多个环境数据中寻找数据规律信息。
进一步地，步骤S3具体为：
向用户展示环境数据、数据分析处理结果及数据规律信息。
本发明实施例中一种基于物联网的医疗环境智能诊断和管理系统是以云平台为基础，结合物联网技术、远程通讯技术、无线监控监控技术、系统数据分析技术、现场设备管理技术、医院运行保障技术等，对医院的洁净环境的运行管理活动进行全方位、多视角的综合分析；为医院的设备运行，医疗环境的全面控制，医疗环境感染控制路径之间提供必要的信息技术支撑。
附图说明
图1为本发明一实施例中一种基于物联网的医疗环境智能诊断和管理系统示意图；
图2为本发明一实施例中环境监控模块结构图；
图3为本发明一实施例中系统电路结构图；
图4为本发明一实施例中系统结构示意图。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
本发明实施例中基于物联网的医疗环境智能诊断和管理系统是：以云平台为基础，结合物联网技术、远程通讯技术、无线监控监控技术、系统数据分析技术、现场设备管理技术、医院运行保障技术等，对医院的洁净环境的运行管理活动进行全方位、多视角的综合分析；为医院的设备运行，医疗环境的全面控制，医疗环境感染控制路径之间提供必要的信息技术支撑。
该系统根据全面感知、可靠传递、数据处理三大基本需求，基于物联网的医疗净化环境智能诊断和管理系统将其实现过程分为：第一层感知层，主要为信息采集和控制设备；第二层为泛在的通讯网络，主要为各种网络的互联互通以及缓存处理；第三层为分析与服务，主要为数据监控、分析、处理等。
图1为本发明一实施例中一种基于物联网的医疗环境智能诊断和管理系统示意图，如图1所示，该系统包括：环境监控模块10、数据传输模块20及数据分析模块30；
所述环境监控模块10用于采集及监控医疗环境数据，判断环境数据是否超出预设范围，当环境数据超出预设范围时，自动对医疗环境进行调节；
所述数据传输模块20用于将采集的环境数据传输并保存至数据分析模块30；
所述数据分析模块30用于对接收的环境数据进行分析处理。
本发明实施例中，环境监控模块10的作用在于信息采集和控制设备。
该模块通过创新性的现场数据采集设备，综合运用物联网技术、网络技术、传感及控制等技术来实现设备的监视与控制，将从医疗现场采集的洁净度、温度、湿度、气体浓度等多种传感器信号通过局域网传递到互联网云平台，以实现设备的远程监视，并为设备的远程控制提供信息基础。
图2为本发明一实施例中环境监控模块结构图，如图2所示，环境监控模块10包括：
多个传感器11，用于采集环境数据；
处理器12，用于监控环境数据，判断环境数据是否超出预设范围；
调节单元13，用于当环境数据超出预设范围时，自动对医疗环境进行调节；
通信单元14，用于与数据分析模块30进行通信。
所述传感器11包括：温度传感器、湿度传感器、PM2.5传感器及甲醛传感器。
所述甲醛传感器型号为MS1100。
所述处理器为arduino处理器。
图3为本发明一实施例中系统电路结构图，如图3所示的实施例中，系统采用激光粒子空气传感器检测，可灵敏检测直径0.5微米的尘埃粒子；传感器内置加热器，内置风扇可实现自动吸入空气；采用进口VOC传感器，可检测甲醛、苯、二甲苯等多种有机挥发成分，检测浓度范围0-1000ppm(不同气体范围不同)。
本发明实施例中，核心器件中的处理器12选用arduino模块；通信单元14选用EPS8266wifi模块；PM2.5传感器采用攀藤G5激光PM2.5传感器；甲醛传感器采用MS1100VOC甲醛传感器。
本发明实施例中，通信单元14在进行通信时，通信方式为HTTP；通讯协议为RestFul API。
本发明实施例中，环境监控模块10通过各种传感器、PLC、PID现场控制器等各种执行装置实现对洁净室内的洁净度、空气温度、相对湿度、截面风速、隔断压差、CO2浓度、新风量等各种环境参数的监测及控制。
此外，环境监控模块10采用了PID调节控制、风量平衡及压差智能自动控制、环境状态多参数实时采集、计算及控制，利用变频技术、定风量技术、风量平衡技术等，确保室内环境符合需要以及各设备的正常运行。
本发明实施例中，数据传输模块20的作用在于数据传输与通讯。
数据的采集是相对简单的事情，但合理的数据存储于传输，合理数据的数据库形成，以及数据处理与利用的难度比较大。
本发明实施例中，数据存储方式为SAN(存储区域网络，Storage Area Network)存储模式，通过初步的数据采集形成文件传输到网络云终端，SAN良好的存储模式，可以为庞大的物联网诊断系统提供一个简单的布置环境，其高速的数据存储为智慧医院的数据储存提供了简便，良好的扩展为以后的发展提供了可能。
图4为本发明一实施例中系统结构示意图，如图4所示，基于物联网的医疗净化环境智能诊断和管理系统的多参数自动控制与监测系统，采用上位机、下位机的分层结构形式，中央监控工作站负责与各个现场控制单元之间的通信，管理系统的所有信息，提供人机界面及接口，并通过下位机监控整个系统的所有参数，实现全系统的最优控制和管理。环境控制系统通过高速网络、云平台可以与数据中心及其他系统进行通讯，达到多系统集成，实现各种资源信息的共享，形成一个有效的诊断、控制、监护的系统过程。
本发明实施例中，数据分析模块30的作用在于数据分析与优化管理。
具体的，数据分析模块30对采集的环境数据进行分析具体包括步骤：
S1.建立数据库，对环境数据进行预处理；
S2.联机分析处理，并挖掘数据规律信息；
S3.数据及信息展示。
本发明实施例中，步骤S1具体为：
S11.建立数据库，对采集的环境数据进行分类保存；
S12.根据环境类别，判断对应的环境数据是否在预设标准范围内；
S13.对超出预设标准范围内的环境数据进行分析处理。
具体来说，步骤S1是数据仓库或数据集市的建立，对数据进行预处理。以现场采集数据为基础，根据不同分析，从许多来自不同的运作系统的数据中提取出有用的数据，我们将设计采集的数据和种类进行分类，有类别法进行归置，然后从中选取我们所需的种类，并对每种污染物并查阅资料和专业知识设计一定的标准范围，处理有用的数据进行分析的应用，对不合适的数据搞清楚原因后排除。如我们允许：甲醛含量≤0.06以保证数据的正确性，然后经过抽取、转换和装载，如医院抽取的三组pm指数依次为0.05、1.5、2.5；转换及为把不同数据归类在不同的类别里，及数据变成分析的方案，如0.05为安全pm指数，1.5为警告pm指数，2.5为危险pm指数，将数据转换成文字一起装载到所需的数据模型里面。即ETL过程，合并到一个企业级的数据仓库里，得到企业数据的一个全局视图。
本发明实施例中，步骤S2具体为：
S21.联机分析处理：
在数据库的基础上，对医疗环境问题进行建模，对环境数据进行多维分析；
将环境数据按照不同的梯度建立数据三维模型图，针对不同梯度的环境数据对应的医疗环境问题提供不同的解决方案；
S22.数据挖掘：
通过分析环境数据，从多个环境数据中寻找数据规律信息。
具体来说，步骤S2是联机分析处理和数据挖掘，进而将数据转化为信息和知识。联机分析处理是在数据仓库的基础上，对商业问题进行建模和数据进行多维分析。将收集的可用数据在一定的范围内按照不同的梯度建立金字塔型的数据三位模型图，针对不同梯度数据所面对的医疗卫生环境提供不同的解决方案和指导性。
而数据挖掘通过分析每个数据，从大量数据中寻找其规律的技术。用来发现数据间的联系，做出基于数据的推断。
本发明实施例中，步骤S3具体为：
向用户展示环境数据、数据分析处理结果及数据规律信息。
具体来说，步骤S3是知识结论的展示，实现知识向智慧转变。通过借助信息化系统，以简单、丰富和直观的形式，将各种运行数据、报表、统计分析、多维联机分析和数据发掘的结论，展现用户的面前。而随着管理者对知识的不断积累和更新，会进一步将知识转化为管理者的智慧。
本发明实施例提出的一种基于物联网的医疗环境智能诊断和管理系统是根据全面感知、可靠传递、数据处理三大基本需求，基于物联网的医疗净化环境智能监测系统。重点解决医疗净化环境的现场数据的数字化采集、处理、存储、传输、共享等问题。该系统能够帮助医院对医疗重点环境的智能化管理工作，支持医院内部感控风险、环境监控、管理信息实现可视化、信息数字化、沟通人性化，能够满足医疗系统运行信息、医疗设备与用品、公共卫生安全的智能化管理与监控等方面的需求，从而解决医疗平台支撑薄弱、医疗服务水平整体较低、医疗安全生产隐患等问题其中设备管理技术在医疗领域的应用潜力巨大。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种基于物联网的医疗环境智能诊断和管理系统，其特征在于，包括：环境监控模块、数据传输模块及数据分析模块；
所述环境监控模块用于采集及监控医疗环境数据，判断环境数据是否超出预设范围，当环境数据超出预设范围时，自动对医疗环境进行调节；
所述数据传输模块用于将采集的环境数据传输并保存至数据分析模块；
所述数据分析模块用于对接收的环境数据进行分析处理。
2.如权利要求1所述的一种基于物联网的医疗环境智能诊断和管理系统，其特征在于，所述环境监控模块包括：
多个传感器，用于采集环境数据；
处理器，用于监控环境数据，判断环境数据是否超出预设范围；
调节单元，用于当环境数据超出预设范围时，自动对医疗环境进行调节；
通信单元，用于与数据分析模块进行通信。
3.如权利要求2所述的一种基于物联网的医疗环境智能诊断和管理系统，其特征在于，所述传感器包括：温度传感器、湿度传感器、PM2.5传感器及甲醛传感器。
4.如权利要求3述的一种基于物联网的医疗环境智能诊断和管理系统，其特征在于，所述甲醛传感器型号为MS1100。
5.如权利要求2述的一种基于物联网的医疗环境智能诊断和管理系统，其特征在于，所述处理器为arduino处理器。
6.如权利要求1所述的一种基于物联网的医疗环境智能诊断和管理系统，其特征在于，所述数据传输模块在进行数据传输及保存时采用存储区域网络存储模式。
7.如权利要求1所述的一种基于物联网的医疗环境智能诊断和管理系统，其特征在于，所述数据分析模块对接收的环境数据进行分析具体包括步骤：
S1.建立数据库，对环境数据进行预处理；
S2.联机分析处理，并挖掘数据规律信息；
S3.数据及信息展示。
8.如权利要求7所述的一种基于物联网的医疗环境智能诊断和管理系统，其特征在于，步骤S1具体为：
S11.建立数据库，对采集的环境数据进行分类保存；
S12.根据环境类别，判断对应的环境数据是否在预设标准范围内；
S13.对超出预设标准范围内的环境数据进行分析处理。
9.如权利要求7所述的一种基于物联网的医疗环境智能诊断和管理系统，其特征在于，步骤S2具体为：
S21.联机分析处理：
在数据库的基础上，对医疗环境问题进行建模，对环境数据进行多维分析；
将环境数据按照不同的梯度建立数据三维模型图，针对不同梯度的环境数据对应的医疗环境问题提供不同的解决方案；
S22.数据挖掘：
通过分析环境数据，从多个环境数据中寻找数据规律信息。
10.如权利要求7所述的一种基于物联网的医疗环境智能诊断和管理系统，其特征在于，步骤S3具体为：
向用户展示环境数据、数据分析处理结果及数据规律信息。
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