CN206224537U - 一种医用智能穿戴式系统 - Google Patents

Abstract

一种医用智能穿戴式系统，包括前台主机、上位机和智能穿戴式终端，前台主机与上位机通过网络连接，智能穿戴式终端包括控制芯片、OLED显示屏、无线通信模块和RFID模块，OLED显示屏连接控制芯片的第一引脚；无线通信模块包括无线通信芯片，无线通信芯片连接SPI接口与控制芯片；RFID模块通过SPI接口与控制芯片连接；RFID模块包括RFID芯片和与RFID芯片连接的电子标签。本实用新型的RFID模块具有唯一的序列号，每个智能穿戴式终端对应一位医护人员，智能穿戴式终端作为医院的内部身份证使用。医院考勤和门禁通过智能穿戴式终端来进行管理和识别，医院人员信息通过电脑来集中管理，避免医院人员信息杂乱化。

Description

一种医用智能穿戴式系统

技术领域

本实用新型涉及一种医疗设备，尤其是一种医用智能穿戴式系统

背景技术

社会经济与科学技术的发展，带给人们越来越完善的服务制度和服务性设备，人们对这些追求也越来越高。医院作为人类健康的守护使，它所提供服务是直接关系到人们的健康幸福的，所以其存在的问题也让人格外重视。最近医患关系在社会上闹沸沸扬扬，这也体现出医院的服务和患者的期望值之间有一定的差距，导致医护人员压力大，病患者在忧心忡忡。由此医生需要减压，患者需求更好和更安心的服务。

与此同时，电子产业的蓬勃发展，电子产品智能化，可穿戴成为潮流，这为我们解决上述问题提供了一个切入点。结合电子产品提供的便利性，提高医院的服务质量和效率，解决医护人员生活的不便，一种医护专用智能穿戴式设备应运而生。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于提供一种医用智能穿戴式系统，能够方便医院的人员管理与沟通。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种医用智能穿戴式系统，包括前台主机、上位机和若干智能穿戴式终端，所述前台主机与所述上位机通过网络连接，所述智能穿戴式终端包括控制芯片、OLED显示屏、无线通信模块和RFID模块，所述OLED显示屏连接所述控制芯片的第一引脚；所述无线通信模块包括一无线通信芯片，所述无线通信芯片连接于SPI接口与所述控制芯片；所述RFID模块通过SPI接口与所述控制芯片连接；并且，所述RFID模块包括RFID芯片和与所述RFID芯片连接的电子标签。

优选地，所述控制芯片为贴片式单片机，并且所述单片机的型号为STC12LE5A60S2。

优选地，所述无线通信芯片为的型号为XL905-D01的无线通信模块。

优选地，所述RFID模块包括一型号为MF-RC522非接触式读/写卡芯片。

优选地，所述无源卡为型号为mifare1S50、mifare UltraLight、mifare Desfire中的一种或多种。

优选地，还包括设置在所述控制区内的识别装置，所述无源卡设置在所述识别装置上；并且所述识别装置上还设有显示器。

优选地，所述显示器的型号为LCD12864。

优选地，所述智能穿戴式终端的主体为一手表，所述控制芯片、OLED显示屏、无线通信模块和RFID模块设于所述手表内。

优选地，所述智能穿戴式终端的主体为一手表，所述控制芯片、OLED显示屏、无线通信模块和RFID模块设于所述手表内。

优选地，所述智能穿戴式终端的主体为一手环，所述控制芯片、OLED显示屏、无线通信模块和RFID模块设于所述手环内。

本实用新型的有益效果是：本实用新型涉及的医用智能穿戴式系统的智能穿戴式终端内嵌着RFID模块，而RFID模块具有唯一的序列号，每个智能穿戴式终端便可对应唯一一位医护人员，由此医护人员手上的智能穿戴式终端就可以作为医院的内部身份证使用。结合与RFID模块对应的无源卡，医院的考勤和门禁都可以通过医护人员手上的智能穿戴式终端来进行管理和识别，这样医院相关人员的信息都可以通过电脑来集中管理，避免医院人员信息的杂乱化。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：

图1是本实用新型所述一种医用智能穿戴式系统一实施方式的结构示意图；

图2是本实用新型所述一种医用智能穿戴式系统一实施方式中智能穿戴式终端的结构示意图；

图3是本实用新型所述医用智能穿戴式系统一实施方式中无线通信模块接收数据的流程图；

图4是本实用新型所述医用智能穿戴式系统一实施方式中无线通信模块发送数据的流程图；

图中：

10：前台主机；20：上位机；30：智能穿戴式终端；31：控制芯片；32：OLED显示屏；33：无线通信模块；34：RFID模块。

具体实施方式

请参阅图1，图1是本实用新型所述一种医用智能穿戴式系统一实施方式的结构示意图。图1示出的医用智能穿戴式系统，包括前台主机10、上位机20和若干智能穿戴式终端30。

所述前台主机10与所述上位机20通过网络连接。患者的需求呼叫和管理人员的呼叫调度可以分别通过上位机20发出，这些信号发出前需统一经过上位机20的处理：上位机20根据呼叫的重要性进行智能排序，然后把信号通过串口传输方式传给前台主机10，经由前台主机10把信号重新编码，通过无线的方式发送出去；医护人员所带的智能穿戴式终端30检测到需求信号后会自动发出振动提示并把相应的信息在智能穿戴式终端30上显示出来。信号接收可以使用中断方式，由此在没需求信号发出时智能穿戴式终端30可以作为普通智能穿戴式终端一样使用，有患者信号发出的时候可使医护人员及时查看并提供相应的医疗服务给需求患者，方便病人及其家属，亦可保持医院的安静。与此同时，如果医院的无线信号覆盖良好，管理部门或医生护士可以通过上位机20发出调度信号给锁定的智能穿戴式终端30，即时地寻找紧急需要的医护人员，防止医护人员有事离开岗位时医院一时找不到人的事情发生，也减少人员的奔波，实现医院的资源合理调动、医院效率的提高以及管理的规范。

请参阅图2，图2是本实用新型所述一种医用智能穿戴式系统一实施方式中智能穿戴式终端30的结构示意图。所述智能穿戴式终端30包括控制芯片31、OLED显示屏32、无线通信模块33和RFID模块34，所述OLED显示屏32连接所述控制芯片31的第一引脚；所述无线通信模块33包括一无线通信芯片，所述无线通信芯片连接于SPI接口与所述控制芯片31；所述RFID模块34通过SPI接口与所述控制芯片31连接。

具体而言，智能穿戴式终端30是本系统最核心的模块，其它模块都是围绕着它来进行的，由此对智能穿戴式终端30的设计选用最为关键，考虑到智能穿戴式终端30是可穿戴设备，功耗续航及体积是一重要指标，所以核心控制芯片31可以使用贴片式的STC12LE5A60S2单片机，减少体积。同时该单片机工作在3V低电压，比传统51单片机功耗低且运行速度快12倍，符合系统工作要求。

单片机为智能穿戴式终端30的控制芯片31，芯片的P0口部分引脚用于控制手表的1.3寸的OLED显示屏32；该OLED屏亮度高，厚度薄，功耗超低，正常显示时只有0.08W，显示颜色纯正，有大于160°的超广可视角度可显示中英文字；单片机芯片通过P0口输出逻辑电平控制显示屏，把信息如时间、呼叫服务、按键操作以可视化的方式显示出来，实现人机交互。P1口引脚用来提取DS1302芯片的时间信息，同时驱动手机马达的工作，用来完成手表计时及提醒的基本功能。DS1302芯片美国DALLAS公司推出的实时低功耗时钟芯片，工作电流相当低，可以对年月日分秒等时间信息进行存储，并在晶振的作用下自动计时，计数年限可达2100年，功能完全可以满足本手表的需求。其P2口通过编程产生相应的脉冲信号控制手表的无线收发模块nRF905，所用的呼叫或调度信号都是通过P2口来进行处理反馈给芯片的。P3部分引脚口的作用在于对手表的四个按键的控制，用于手表的模式设置，如对时间的加减设置或是对接收到的呼叫信号进行相关的处理。

智能穿戴式终端30的电源采用3.7V聚合物锂电池供电，电池体积小占据空间小，容量为400mAH，能量密度高，具有过充过放电等保护，供电稳定，可以很好地保护手表的IC工作；本手表大都是采用低功耗芯片，在该电池供电下有很好的续航能力。

无线通信类的电子设备一直以来都是耗能较高，能量利用率较低的模块，如蓝牙、wifi等，这对于可穿戴式的具有无线通讯功能的电子产品的续航能力一直是一个重要的限制，减少这方面的能耗有利于这类产品的发展，而本系统中前台主机10和智能穿戴式终端30等系统部件都需要无线通信来相互传递信息，考虑到这一方面，因此在智能穿戴式终端30的硬件电路的通信模块上，采用的是XL905-D01无线通信芯片。这是由挪威NODIC公司设计的一款基于NRF905的高性能无线通信收/发模块，XL905-D01无线通信相对于WIFI通讯或者是蓝牙通信，其通信距离可达200m，抗干扰能力强，收发模式切换时间＜650ms，通信稳定，可以确保呼叫信号能够快速稳定的进行交互传递，这对于医院之类的服务不能出一点小差错的场所尤其适用；更为重要的是XL905-D01体积小，功耗低(休眠电流2.5μA)，发热量小，传输速度快，极大的满足了智能手表设计中功耗和续航能力的需求，手表体积也得到很好的控制。此外，模块采用的是GFSK调制，具有恒幅包络、功率谱集中、频谱较窄等无线通信的特性，内置硬件CRC检错和点对多点通信地址控制的内置曼彻斯特编解码，并且可以通过软件来进行设置地址，这样系统就可以很方便地为每个手表终端设置唯一的一个ID用于信号传输时的身份识别，只有在收到本机地址时才接发数据(提供中断显示)，保证了数据流动的方向性，也就是说能及时联系上医院的相关人员。

XL905-D01是基于SPI接口方式，所以便于连接各种单片机，软件编程非常方便，而手表终端的控制芯片31就是采用单片机，它们可以无缝地融合成一个整体，便于芯片的操控，降低开发的难度。该无线通信模块33的主控芯片是NRF905，它有四种工作模式，分别是掉电和SPI编程模式、待机和SPI编程模式、ShockBurst RX模式、ShockBurst TX模式，通过单片机引脚控制TRX_CE、PWR_UP、TX_EN的状态进行设置。

表1 NRF905工作模式设定方法

参见图3和图4，图3是本实用新型所述医用智能穿戴式系统一实施方式中无线通信模块33接收数据的流程图，图4是本实用新型所述医用智能穿戴式系统一实施方式中无线通信模块33发送数据的流程图。设置好无线通信模块33的工作模式后，再对相应寄存器进行设置，就可以让其执行接收数据和发送数据的功能。

RFID模块34包括RFID芯片和与所述RFID芯片连接的电子标签。所述RFID芯片采用MF-RC522非接触式读/写卡芯片，该芯片是NXP公司针对“三表”应用推出的一款低电压、低成本、体积小的非接触式读/写卡芯片，可以很容易地把它嵌入到门把手上面，实现门禁。MF-RC522利用了先进的调制和解调概念，完全集成了在13.56MHz下所有类型的被动非接触式通信方式和协议，支持14443A兼容应答器信号，数字部分处理ISO14443A帧和错误检测，提高系统兼容性的同时保证数据交互的准确性。MF-RC522可在-20℃～80℃下正常工作，支持MIFARE系列更高速的非接触式通信，双向数据传输速率高达424kbit/s，在此基础上制造出来的门禁和消费系统具有较高的稳定性和非常快的响应速度，当手表靠近感应区的时候能够及时进行门禁的识别，这对于时间就是生命的医院来说非常实用。它与主机间通信采用SPI模式，有利于减少连线，缩小PCB板体积，系统使用单片机进行控制，降低成本；主体工作电压在3.3V，耗能较低，符合提倡的节能理念。

例如可以是MF-RC522所支持的mifare1S50、mifare UltraLight、mifare Desfire等非接触IC卡，这些卡通过电磁感应原理从MF-RC522的读写器中获取能量后驱动卡内芯片工作从而把信息写到芯片内，以及提取信息出来后又以电磁感应的方式来耦合到读写器中去，从而实现数据的交换存储。把这些类型的卡嵌入到手表中去，它完全不消耗手表的电量就可实现，只要处理得好，并不会增加手表的体积，这类卡自身可以存储信息并且信息储存量大，拿mifare1S50来说，其内存容量为8K，分为16个扇区，每个扇区都有独立的密钥对信息进行锁存，也就是说它可以存储16种不同类型的的信息同时也保证卡内数据的安全性，在本系统中用到了其中的两个扇区，一个用于门禁，一个用于内部消费，对于剩下的14个扇区可以留给系统作为再开发的资源。

从上述实施例可以看出，该医用智能穿戴式系统以低功耗单片机为主控芯片，通过NRF905无线通信模块33来连接上位机20和智能穿戴式终端30，在智能穿戴式终端30融合了DS1302时钟芯片和RFID电子标签模块，开发出了集服务呼叫显示、振动提醒、考勤、门禁和内部消费管理等功能的一款医护智能手表。通过网上查阅相关信息，发现在智能手表这一块上面，集多功能于一体的智能可穿戴产品，还是比较空白，而我们所设计研发的智能手表不仅具有正常的时间显示功能，还融合了呼叫服务、振动提醒、考勤、门禁、内部消费等实际生活所需的功能，而且系统设计具有很强的可移植性，只需相应修改软件部分程序，便可实现在其他方面的应用，比如餐厅服务、KTV、停车场等场合。因此，该智能穿戴式终端30具有非常广阔的应用前景和移植价值。

上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。例如，所述智能穿戴式终端30的主体为一手表，所述控制芯片31、OLED显示屏32、无线通信模块33和RFID模块34设于所述手表内。又或者，所述智能穿戴式终端30的主体为一手环，所述控制芯片31、OLED显示屏32、无线通信模块33和RFID模块34设于所述手环内。

Claims (10)

1.一种医用智能穿戴式系统，包括前台主机、上位机和若干智能穿戴式终端，其特征在于，所述前台主机与所述上位机通过网络连接，所述智能穿戴式终端包括控制芯片、OLED显示屏、无线通信模块和RFID模块，所述OLED显示屏连接所述控制芯片的第一引脚；所述无线通信模块包括一无线通信芯片，所述无线通信芯片连接于SPI接口与所述控制芯片；所述RFID模块通过SPI接口与所述控制芯片连接；并且，所述RFID模块包括RFID芯片和与所述RFID芯片连接的电子标签。

2.如权利要求1所述的一种医用智能穿戴式系统，其特征在于，所述控制芯片为贴片式单片机，并且所述单片机的型号为STC12LE5A60S2。

3.如权利要求2所述的一种医用智能穿戴式系统，其特征在于，所述无线通信芯片为的型号为XL905-D01的无线通信模块。

4.如权利要求3所述的一种医用智能穿戴式系统，其特征在于，所述RFID模块包括一型号为MF-RC522非接触式读/写卡芯片。

5.如权利要求4所述的一种医用智能穿戴式系统，其特征在于，所述MF-RC522非接触式读/写卡芯片包括mifare1S50、mifare UltraLight、mifare Desfire中的一种或多种。

6.如权利要求5所述的一种医用智能穿戴式系统，其特征在于，还包括设置在所述控制区内的识别装置，所述无源卡设置在所述识别装置上；并且所述识别装置上还设有显示器。

7.如权利要求6所述的一种医用智能穿戴式系统，其特征在于，所述显示器的型号为LCD12864。

8.如权利要求7所述的一种医用智能穿戴式系统，其特征在于，所述智能穿戴式终端的主体为一手表，所述控制芯片、OLED显示屏、无线通信模块和RFID模块设于所述手表内。

9.如权利要求8所述的一种医用智能穿戴式系统，其特征在于，所述智能穿戴式终端的主体为一手表，所述控制芯片、OLED显示屏、无线通信模块和RFID模块设于所述手表内。

10.如权利要求8所述的一种医用智能穿戴式系统，其特征在于，所述智能穿戴式终端的主体为一手环，所述控制芯片、OLED显示屏、无线通信模块和RFID模块设于所述手环内。