CN111526205A - 一种急救车联网物联设备数据采集传输系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种急救车联网物联设备数据采集传输系统，其包括终端传感器、智能网关设备、网络设备、数据云平台、平台服务端和监控终端；所述终端传感器布置在急救车功能模块上和医疗设备终端上，用于采集所需要的急救车数据和医疗设备数据，且所述终端传感器与智能网关设备连接，通过智能网关设备向终端传感器发送指令驱使终端传感器向智能网关设备反馈数据，智能网关设备与数据云平台之间通过网络设备通信连接，数据云平台与平台服务端通信连接，平台服务端与监控终端之间通信连接。设备安装和数据采集简单，稳定、实时，用户无需安装客户端软件，通过浏览器或APP访问即可，方便高效。
Description
技术领域
本发明属于急救车数据传输技术领域，具体涉及一种急救车联网物联设备数据采集传输系统。
背景技术
救护车不同于普通的运输车辆，它是一个极其复杂的综合环境：
1.现阶段根据国家法规，救护车都配备了各种用于进行急救处理的设备，包括心电监护除颤仪、呼吸机、心电图机、吸痰器、输液泵等，这些设备都是使用220V交流电，为了支撑设备的使用，救护车上都装配了逆变器，是它一种把直流电能（电池、蓄电瓶）转变成定频定压或调频调压交流电（一般为220V,50Hz正弦波）的转换器，这使得本就复杂的车辆电气环境变得更加复杂，不稳定性因素大大增强。
2.我国城市、城镇、乡村的道路环境复杂多变，路面状况也参差不齐，救护车作为运送伤病人员的重要交通工具，平稳、高效地穿梭于不同地点，安全、可靠地完成急救任务，轮胎的稳定性就成为一个重要的支撑，从而使得监控轮胎胎压、轮胎温度及其变化等各种数据也就成为急救调度中的重要环节。
3.很多伤病人员在运送和急救处理的过程中都需要进行吸氧，来维持生命体征的稳定，那么救护车上的氧气瓶储量情况，病人吸氧消耗情况，氧气瓶可使用时间等信息对车辆调度监控、医生对病人病情观察和判断都是重要的数据依据。
4.救护车是一个相对密闭的环境，对车内的温度、湿度、乃至空气质量都有一定的要求，那么监控车内环境质量的变化也为伤病员提供良好的救治环境提供了重要的数据依据。
对于上述提及的各类数据，包括救护车上的交流电源、直流电源用电情况，轮胎胎压和轮胎温度数据，氧气瓶氧气压力数据，环境质量相关数据等可以通过相应的终端传感器来获取。各类终端传感器都是基于串口通信实现数据采集传输的，还需要安装、布线，同时终端传感器本身并不具备网络功能，使得采集到的数据无法通过网络上传到云端，也就无法实现数据的解析、存储、分析和展现。
目前为了解决获取救护车车载设备相关数据这个需求，市场上提出了一些解决方案，其中比较有代表性的是DTU的使用。
DTU (Data Transfer unit，数据传输单元)，是专门用于将串口数据转换为IP数据或将IP数据转换为串口数据通过无线通信网络进行传送的无线终端设备。各类终端传感器都是基于RS485/RS232电气接口，并遵循Modbus RTU工业总线协议进行数据通信的串口设备。遵循Modbus RTU协议的串口设备都有一个显著的特点，即通信的方式都是采用的应答式，具体解释就是传感器不会主动采集数据，而是要通过上位机下达采集数据的指令，传感器才会根据下达指令的内容来获取相应的数据并返回给上位机，这里的上位机我们可以理解为服务器或云平台。DTU的核心就是数据透传机制，其正好作为上位机和车载终端传感器的中间环节，一方面将上位机通过网络下达的数据读取指令（IP数据）透传为遵循ModbusRTU协议的串口指令，从而使得传感器在接收到数据读取指令后进行数据采集，另一方面DTU将终端传感器采集到的串口数据透传并转换为IP数据上传到上位机，这样来实现一次完整的应答式通信。
DTU的运用在一定程度上能够帮助获取救护车上各类终端传感器的数据，但目前这种解决方案并不完善，存在一些缺点和弊端。
1.由于终端传感器遵循的是Modbus RTU串口通信协议，其应答式的通信方式就决定了读取传感器数据的指令必须由上位机（服务器或云平台）通过网络下发到DTU，再由DTU透传并转换为串口指令才能到达终端传感器。要在网络（物联网）中搜寻并识别到指定的DTU，必须依赖于DTU设备的IP地址，而目前DTU设备本身是基于3G、4G通信网络的无线通信设备，DTU设备的IP地址会在车辆行驶移动的过程中不断地变化，上位机（服务器或云平台）的IP地址都是固定不变的，虽然可以通过DTU设备上的“心跳功能”来主动向上位机（服务器或云平台）发出特定信息，使上位机记录DTU设备的IP地址信息，但是，这种不稳定性还是会让上位机（服务器或云平台）无法准确地将读取数据的指令下发到指定的救护车车载DTU设备上去，使得救护车上的各种终端设备无法采集到实时的数据。
2.目前大多数DTU设备都是单路或双路RS485/RS232电气接口，救护车上终端传感器数量较多又是基于Modbus工业总线的布局，而救护车本身环境空间有限，电气环境又特别复杂，那么总线布线和数据抗干扰方面的情况就会相当复杂，使得施工难度大大增加。
以上几点都会使得DTU这种解决方案的实时性、稳定性、高效性大大降低。发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种急救车联网物联设备数据采集传输系统，在急救过程中实时掌握车辆运行状态，提前预判车辆是否适合执行本次急救任务。对车辆管理提供数据支持，对车辆设备进行监控，及时维修或更换设备。设备安装和数据采集简单，稳定、实时，用户无需安装客户端软件，通过浏览器或APP访问即可，方便高效。
为此，本发明公开了一种急救车联网物联设备数据采集传输系统，其包括终端传感器、智能网关设备、网络设备、数据云平台、平台服务端和监控终端；所述终端传感器布置在急救车功能模块上和医疗设备终端上，用于采集所需要的急救车数据和医疗设备数据，且所述终端传感器与智能网关设备连接，通过智能网关设备向终端传感器发送指令驱使终端传感器向智能网关设备反馈数据，智能网关设备与数据云平台之间通过网络设备通信连接，数据云平台与平台服务端通信连接，平台服务端与监控终端之间通信连接，数据云平台接收网络设备发布的数据，平台服务端按照不同主题从数据云平台订阅数据。
所述网络设备支持4G/5G网络，用于将各类不同协议的数据转换为符合MQTT标准的数据进行传输。
所述监控终端包括急救调度中心、医院急诊室和医生专家移动端。
所述终端传感器用于检测急救车内环境数据、急救车车辆状态、急救车内供电状态和医疗设备信息。
所述急救车内环境数据包括温湿度、空气质量、氧气含量，急救车车辆状态包括胎压、轮胎温度、油量；急救车内供电状态包括急救车搭载的蓄电池和逆变器的电压电流；医疗设备信息包括其能够使用的时长。
本发明的有益效果是：本发明提供一种急救车联网物联设备数据采集传输系统，在急救过程中实时掌握车辆运行状态，包括环境监测（CO2、PM2.5等）、氧气压力、胎压、电流电压等数据，提前预判车辆是否适合执行本次急救任务。对车辆管理提供数据支持，对车辆设备进行监控，及时维修或更换设备。例如氧气瓶的漏气，逆变器故障，逆变器功率不足，轮胎漏气等等，设备安装和数据采集简单，稳定、实时，用户无需安装客户端软件，通过浏览器或APP访问即可，方便高效。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明的原理框图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
如图1所示，本实施例公开了一种急救车联网物联设备数据采集传输系统，其包括终端传感器、智能网关设备、网络设备、数据云平台、平台服务端和监控终端；所述终端传感器布置在急救车功能模块上和医疗设备终端上，用于采集所需要的急救车数据和医疗设备数据，且所述终端传感器与智能网关设备连接，通过智能网关设备向终端传感器发送指令驱使终端传感器向智能网关设备反馈数据，智能网关设备与数据云平台之间通过网络设备通信连接，数据云平台与平台服务端通信连接，平台服务端与监控终端之间通信连接，数据云平台接收网络设备发布的数据，平台服务端按照不同主题从数据云平台订阅数据。
本实施例中，采用智能网关设备取代了DTU，作为上位机（数据云平台）和下位机（终端传感器）之间的中间环节，读取各类传感器数据的指令不再由上位机（数据云平台）通过网络发送下达，而是由智能网关直接向下位机（终端传感器）下发，遵循Modbus RTU协议规范的读取指令，终端传感器接受指令并采集相应数据，然后将数据按照Modbus RTU协议规范上传至智能网关，由智能网关解析、存储。智能网关设备通过救护车上的车载网络设备，将接收、解析好的各类终端传感器数据，按照定义好的数据格式和主题信息，通过MQTT协议，发布到数据云平台上。数据云平台在监听到有救护车智能网关设备发布过来的数据后，就会按照主题和订阅的关系，将数据推送到相应的平台服务端上，再由平台服务端根据具体的业务需要和业务逻辑进行后续的流程处理，最后将数据呈现在不同用户的面前。
所述网络设备支持4G/5G网络，用于将各类不同协议的数据转换为符合MQTT标准的数据进行传输。所述监控终端包括急救调度中心、医院急诊室和医生专家移动端。其中，急救调度中心用于急救过程中各单位的调度工作，根据本系统所采集的数据信息可以进行危情预警，提前进行相关部署，医院急诊室则可以通过该些数据信息提前做好应对的急救准备，医生专家移动端利用本系统可以进行在线指导以及监控。所述终端传感器用于检测急救车内环境数据、急救车车辆状态、急救车内供电状态和医疗设备信息。终端传感器除了要对各个医疗设备进行采集外，还需要对急救车内的环境数据以及急救车车辆状态进行监控采集，以确保车内环境不会导致患者病情恶化等不利情况，进一步的，对车辆状态采集可以确保车辆在急救过程中能够稳定安全的到达医院，同时也可以提供急救车出发前的车辆状态信息反馈，确保急救过程的顺利进行。具体的，所述急救车内环境数据包括温湿度、空气质量、氧气含量以及二氧化碳含量等，急救车车辆状态包括胎压、轮胎温度、油量；急救车内供电状态包括急救车搭载的蓄电池和逆变器的电压电流；医疗设备信息包括其能够使用的时长。
当然，本实施例中的终端传感器所采集的信息只作为列举说明，实际采集的数据主题可以在此基础上进行扩展，所以，本实施例中列举的终端传感器所采集的信息并不用于限制其采集主题和采集范围。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (5)
1.一种急救车联网物联设备数据采集传输系统，其特征在于，其包括终端传感器、智能网关设备、网络设备、数据云平台、平台服务端和监控终端；所述终端传感器布置在急救车功能模块上和医疗设备终端上，用于采集所需要的急救车数据和医疗设备数据，且所述终端传感器与智能网关设备连接，通过智能网关设备向终端传感器发送指令驱使终端传感器向智能网关设备反馈数据，智能网关设备与数据云平台之间通过网络设备通信连接，数据云平台与平台服务端通信连接，平台服务端与监控终端之间通信连接，数据云平台接收网络设备发布的数据，平台服务端按照不同主题从数据云平台订阅数据。
2.根据权利要求1所述的一种急救车联网物联设备数据采集传输系统，其特征在于，所述网络设备支持4G/5G网络，用于将各类不同协议的数据转换为符合MQTT标准的数据进行传输。
3.根据权利要求2所述的一种急救车联网物联设备数据采集传输系统，其特征在于，所述监控终端包括急救调度中心、医院急诊室和医生专家移动端。
4.根据权利要求3所述的一种急救车联网物联设备数据采集传输系统，其特征在于，所述终端传感器用于检测急救车内环境数据、急救车车辆状态、急救车内供电状态和医疗设备信息。
5.根据权利要求4所述的一种急救车联网物联设备数据采集传输系统，其特征在于，所述急救车内环境数据包括温湿度、空气质量、氧气含量，急救车车辆状态包括胎压、轮胎温度、油量；急救车内供电状态包括急救车搭载的蓄电池和逆变器的电压电流；医疗设备信息包括其能够使用的时长，以及医疗设备是否在车上,离开车辆的时间信息。
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