CN110891250A - 一种无线射频监护的医疗系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种无线射频监护的医疗系统，通过在室内矩形空间合理布置若干个标签阅读器，采集患者携带的无线射频标签，中转服务器根据信号强度值来实现精准定位；同时，网关设备通过代理加密的方式实现对传输数据的不对称加密，保证了信息管理服务器数据综合分析的安全，更好地服务楼宇室内的患者。

Description

一种无线射频监护的医疗系统
技术领域
本申请涉及无线射频监护领域，尤其涉及一种无线射频监护的医疗系统。
背景技术
现有的医疗监护系统的主要难点在于室内定位，而在室外定位技术已经比较成熟了。随着众多领域对室内定位的需求日益增大，室内定位技术迫切需要发展。
目前在室内定位方面，对无线射频定位算法的研究主要在基于测距和场景两个部分，不同的定位算法在定位精度、算法复杂度和对硬件设备的要求上都有很大差别。
所以急需一种既保证定位精度、适合室内定位，又便于实施、安全的无线射频监护医疗系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无线射频监护的医疗系统，通过在室内矩形空间合理布置若干个标签阅读器，采集患者携带的无线射频标签，中转服务器根据信号强度值来实现精准定位；同时，网关设备通过代理加密的方式实现对传输数据的不对称加密，保证了信息管理服务器数据综合分析的安全，更好地服务楼宇室内的患者。
本申请提供一种无线射频监护的医疗系统，所述系统包括：
至少一个无线射频标签、至少一个生理信息采集传感器、至少一个标签阅读器、中转服务器、网关设备、信息管理服务器、终端设备；
所述无线射频标签和所述生理信息采集传感器集成在手持设备上，携带在用户身上，可用于采集用户的各种生理信息数据，缓存于该手持设备中，所述无线射频标签携带有用户的身份标识；
所述标签阅读器布置在每一个矩形空间的四个角落，根据楼层间距和墙壁厚度的实际情况调节标签阅读器对于无线射频标签的阅读距离，通过无线信号值强度最高的四个值进行用户室内定位；
所述标签阅读器读取到无线射频标签的信号后，采用集线器的方式通过指定的协议将该标签信息以及所述标签阅读器的标识发送至中转服务器，由中转服务器的数据传输插件对传输信号的强度值数据进行完整性校验；若发现有信号强度值数据不完整，则丢弃该信号强度值数据，提示系统有疑似无线射频标签冲突，核查是否同一矩形空间中用户数量过多；
所述生理信息采集传感器采集的用户生理信息数据，通过手持设备的WIFI模块通过楼宇局域网无线传输至中转服务器，该无线传输的数据包括无线射频标签的标识、生理信息数据；
所述中转服务器在其数据传输插件通过完整性校验后，通过指定协议将信号强度值数据和用户生理信息数据传输到所述网关设备，由该网关设备进行安全身份认证和加密处理；
所述网关设备针对每一次接收的数据包选择一个安全参数k作为加密算法的输入，生成两个素数p和q，满足q|p-1，并且p和q足够大；选择g作为生成元；选择五个安全的哈希散列函数H1、H2、H3、H4和H5，引入p和q，再随机选择x，令msk＝x，并将其作为系统主密钥；根据msk计算对应的公钥y，最后发布系统参数信息params＝(p,q,g,y,H1,H2,H3,H4,H5)，主密钥msk＝x秘密保存；对用户的身份标识ID进行合法性验证，验证通过后，进行部分密钥提取PartKeyExtract(params,msk,ID)，提取出部分公钥和部分私钥，通过安全通道秘密发送给楼宇局域网内的终端设备和服务器；所述网关设备对数据包进行部分公钥加密，所述终端设备和服务器可使用部分私钥进行解密数据包；所述网关设备将加密后的信号强度值数据和用户生理信息数据传输到内部局域网的信息管理服务器对应的数据接口；
所述信息管理服务器承载有数据库和信息系统后端服务，可对数据进行数据过滤和定位算法执行、多源数据融合、生理数据分析和检测、以及与上层应用连接的功能接口；其中，所述定位算法为利用神经网络定位方法训练模型，获取预测坐标进行滤波处理，得到滤波后的最终坐标值；所述多源数据融合为将不同类型传感器的生理信息数据整合为一个人的综合生理数据；
医护人员可使用所述终端设备与信息管理系统进行交互，向信息管理系统发起业务请求，利用所述功能接口返回结果信息。
结合第一方面，在第一方面第一种可能的实现方式中，所述医护人员可使用所述终端设备与信息管理系统进行交互，包括：
医护人员使用分配的账号授权登陆信息管理系统，或者使用与账号绑定的终端设备登陆信息管理系统。
结合第一方面，在第一方面第二种可能的实现方式中，所述终端设备包括手机、平板电脑、专业医用手持装备。
结合第一方面，在第一方面第三种可能的实现方式中，所述无线射频标签和所述生理信息采集传感器集成的手持设备，可以是手环。
结合第一方面，在第一方面第四种可能的实现方式中，所述信息管理系统可以是客户端-服务器架构构建的。
结合第一方面，在第一方面第五种可能的实现方式中，所述数据过滤采用自适应滑动窗口-卡尔曼滤波算法。
本发明提供一种无线射频监护的医疗系统，通过在室内矩形空间合理布置若干个标签阅读器，采集患者携带的无线射频标签，中转服务器根据信号强度值来实现精准定位；同时，网关设备通过代理加密的方式实现对传输数据的不对称加密，保证了信息管理服务器数据综合分析的安全，更好地服务楼宇室内的患者。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明无线射频监护的医疗系统的架构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
图1为本申请提供的无线射频监护的医疗系统的架构图，所述系统包括：至少一个无线射频标签、至少一个生理信息采集传感器、至少一个标签阅读器、中转服务器、网关设备、信息管理服务器、终端设备；
所述无线射频标签和所述生理信息采集传感器集成在手持设备上，携带在用户身上，可用于采集用户的各种生理信息数据，缓存于该手持设备中，所述无线射频标签携带有用户的身份标识；
所述标签阅读器布置在每一个矩形空间的四个角落，根据楼层间距和墙壁厚度的实际情况调节标签阅读器对于无线射频标签的阅读距离，通过无线信号值强度最高的四个值进行用户室内定位；
所述标签阅读器读取到无线射频标签的信号后，采用集线器的方式通过指定的协议将该标签信息以及所述标签阅读器的标识发送至中转服务器，由中转服务器的数据传输插件对传输信号的强度值数据进行完整性校验；若发现有信号强度值数据不完整，则丢弃该信号强度值数据，提示系统有疑似无线射频标签冲突，核查是否同一矩形空间中用户数量过多；
所述生理信息采集传感器采集的用户生理信息数据，通过手持设备的WIFI模块通过楼宇局域网无线传输至中转服务器，该无线传输的数据包括无线射频标签的标识、生理信息数据；
所述中转服务器在其数据传输插件通过完整性校验后，通过指定协议将信号强度值数据和用户生理信息数据传输到所述网关设备，由该网关设备进行安全身份认证和加密处理；
所述网关设备针对每一次接收的数据包选择一个安全参数k作为加密算法的输入，生成两个素数p和q，满足q|p-1，并且p和q足够大；选择g作为生成元；选择五个安全的哈希散列函数H1、H2、H3、H4和H5，引入p和q，再随机选择x，令msk＝x，并将其作为系统主密钥；根据msk计算对应的公钥y，最后发布系统参数信息params＝(p,q,g,y,H1,H2,H3,H4,H5)，主密钥msk＝x秘密保存；对用户的身份标识ID进行合法性验证，验证通过后，进行部分密钥提取PartKeyExtract(params,msk,ID)，提取出部分公钥和部分私钥，通过安全通道秘密发送给楼宇局域网内的终端设备和服务器；所述网关设备对数据包进行部分公钥加密，所述终端设备和服务器可使用部分私钥进行解密数据包；所述网关设备将加密后的信号强度值数据和用户生理信息数据传输到内部局域网的信息管理服务器对应的数据接口；
所述信息管理服务器承载有数据库和信息系统后端服务，可对数据进行数据过滤和定位算法执行、多源数据融合、生理数据分析和检测、以及与上层应用连接的功能接口；其中，所述定位算法为利用神经网络定位方法训练模型，获取预测坐标进行滤波处理，得到滤波后的最终坐标值；所述多源数据融合为将不同类型传感器的生理信息数据整合为一个人的综合生理数据；
医护人员可使用所述终端设备与信息管理系统进行交互，向信息管理系统发起业务请求，利用所述功能接口返回结果信息。
在一些优选实施例中，所述医护人员可使用所述终端设备与信息管理系统进行交互，包括：
医护人员使用分配的账号授权登陆信息管理系统，或者使用与账号绑定的终端设备登陆信息管理系统。
在一些优选实施例中，所述终端设备包括手机、平板电脑、专业医用手持装备。
在一些优选实施例中，所述无线射频标签和所述生理信息采集传感器集成的手持设备，可以是手环。
在一些优选实施例中，所述信息管理系统可以是客户端-服务器架构构建的。
在一些优选实施例中，所述数据过滤采用自适应滑动窗口-卡尔曼滤波算法。
具体实现中，本发明还提供一种计算机存储介质，其中，该计算机存储介质可以存储有程序，该程序执行时可包括本发明各个实施例中的部分或全部步骤。所述的存储介质可以为磁碟、光盘、只读存储记忆体(简称：ROM)或随机存储记忆体(简称：RAM)等。
本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明实施例中的技术方案本质上或者对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
本说明书各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其，对于实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例中的说明即可。
以上所述的本发明实施方式并不构成对本发明保护范围的限定。

Claims (6)

1.一种无线射频监护的医疗系统，其特征在于，所述系统包括：
至少一个无线射频标签、至少一个生理信息采集传感器、至少一个标签阅读器、中转服务器、网关设备、信息管理服务器、终端设备；
所述无线射频标签和所述生理信息采集传感器集成在手持设备上，携带在用户身上，可用于采集用户的各种生理信息数据，缓存于该手持设备中，所述无线射频标签携带有用户的身份标识；
所述标签阅读器布置在每一个矩形空间的四个角落，根据楼层间距和墙壁厚度的实际情况调节标签阅读器对于无线射频标签的阅读距离，通过无线信号值强度最高的四个值进行用户室内定位；
所述标签阅读器读取到无线射频标签的信号后，采用集线器的方式通过指定的协议将该标签信息以及所述标签阅读器的标识发送至中转服务器，由中转服务器的数据传输插件对传输信号的强度值数据进行完整性校验；若发现有信号强度值数据不完整，则丢弃该信号强度值数据，提示系统有疑似无线射频标签冲突，核查是否同一矩形空间中用户数量过多；
所述生理信息采集传感器采集的用户生理信息数据，通过手持设备的WIFI模块通过楼宇局域网无线传输至中转服务器，该无线传输的数据包括无线射频标签的标识、生理信息数据；
所述中转服务器在其数据传输插件通过完整性校验后，通过指定协议将信号强度值数据和用户生理信息数据传输到所述网关设备，由该网关设备进行安全身份认证和加密处理；
所述网关设备针对每一次接收的数据包选择一个安全参数k作为加密算法的输入，生成两个素数p和q，满足q|p-1，并且p和q足够大；选择g作为生成元；选择五个安全的哈希散列函数H1、H2、H3、H4和H5，引入p和q，再随机选择x，令msk＝x，并将其作为系统主密钥；根据msk计算对应的公钥y，最后发布系统参数信息params＝(p,q,g,y,H1,H2,H3,H4,H5)，主密钥msk＝x秘密保存；对用户的身份标识ID进行合法性验证，验证通过后，进行部分密钥提取PartKeyExtract(params,msk,ID)，提取出部分公钥和部分私钥，通过安全通道秘密发送给楼宇局域网内的终端设备和服务器；所述网关设备对数据包进行部分公钥加密，所述终端设备和服务器可使用部分私钥进行解密数据包；所述网关设备将加密后的信号强度值数据和用户生理信息数据传输到内部局域网的信息管理服务器对应的数据接口；
所述信息管理服务器承载有数据库和信息系统后端服务，可对数据进行数据过滤和定位算法执行、多源数据融合、生理数据分析和检测、以及与上层应用连接的功能接口；其中，所述定位算法为利用神经网络定位方法训练模型，获取预测坐标进行滤波处理，得到滤波后的最终坐标值；所述多源数据融合为将不同类型传感器的生理信息数据整合为一个人的综合生理数据；
医护人员可使用所述终端设备与信息管理系统进行交互，向信息管理系统发起业务请求，利用所述功能接口返回结果信息。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述医护人员可使用所述终端设备与信息管理系统进行交互，包括：
医护人员使用分配的账号授权登陆信息管理系统，或者使用与账号绑定的终端设备登陆信息管理系统。
3.根据权利要求1-2任一所述的系统，其特征在于，所述终端设备包括手机、平板电脑、专业医用手持装备。
4.根据权利要求1-3任一所述的系统，其特征在于，所述无线射频标签和所述生理信息采集传感器集成的手持设备，可以是手环。
5.根据权利要求1-4任一所述的系统，其特征在于，所述信息管理系统可以是客户端-服务器架构构建的。
6.根据权利要求1-5任一所述的系统，其特征在于，所述数据过滤采用自适应滑动窗口-卡尔曼滤波算法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111542036A (zh) * 2020-04-30 2020-08-14 浙江大学 一种用于麻醉监护仪的无线传输组件及其传输方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111542036A (zh) * 2020-04-30 2020-08-14 浙江大学 一种用于麻醉监护仪的无线传输组件及其传输方法

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