CN219370627U - 一种医用智能物联发放终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种医用智能物联发放终端，包括主控模块以及与主控模块电连接的人机交互模块、通信组件、身份识别模块、物联读写模块、电机传动模块、传感限位模块、电控锁模块。本实用新型通过RFID物联技术将人员与管控物资做绑定，提升医院手术部院感管理；自动识别医护人员身份信息，全自动智能分配对应尺寸管控物资，有效改善手术室环境,节约人力成本,提高服务效率；通过电机、传感、物联各个模块联动，整机终端高效运转，大大缩短医务人员术前领取必要物资时间，优化手术部行为管理流程；将管控物资物联管理，融入医院所有物资的物联管控链系统，便于整个物联系统闭环管理。

Description

一种医用智能物联发放终端

技术领域

本实用新型涉及医院手术部医护人员行为管理系统技术领域，尤其是一种医用智能物联发放终端。

背景技术

医院手术部是医院为患者提供手术治疗、手术诊断以及担负着抢救任务的医院重要科室，是医院外科手术运行的轴心，医疗资源密集，人、财、物的管理复杂、执行困难。如何科学、有效的管理手术室资源是医院手术室管理面临的重大问题。医院手术部医护人员行为管理系统是一款专门为满足医院手术室区域管理，规范医务人员手术室行为，有效管理手术服的发放及回收等需求而开发的智能物联网信息管理系统。

手术室行为管理系统通过手术室智能物联网设备与医院信息系统互联，应用RFID技术，将手术衣、鞋与领用人信息关联，实现对手术室人员准入行为可追溯的管理。通过管理系统的运行能够有效提高手术室人员的工作效率，提高手术室区域内感染控制的监管能力，从而建立手术室资源和人员行为的智能化管理体系，为手术室的安全、高效运行提供可靠保障。

而目前医院手术部行为管理系统亟需解决的问题有：污染后的手术服乱丢乱放，脏乱差的更衣室环境，加重了交叉污染风险，不满足院感要求；衣物非正常损耗严重，医护人员占用，后勤布草数量无法核对；非手术室人员随意穿着手术衣；衣物需求量，库存基数是否合理，运转，损耗情况均无法统计；

因此，拥有一套备有智能化物联设备的手术部人员行为管理系统已成为建设现代化医院的标志之一。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种医用智能物联发放终端，能够实现信息采集、身份识别、人机交互、物联绑定、智能发放、统计展示、节省人力以及节约时间控件成本等功能。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种医用智能物联发放终端，包括主控模块、人机交互模块、通信组件、身份识别模块、物联读写模块、电机传动模块、传感限位模块、电控锁模块；所述人机交互模块、通信组件、身份识别模块、物联读写模块、电机传动模块、传感限位模块、电控锁模块与主控模块电连接。

进一步限定，所述的人机交互模块包括与主控模块电连接的多点电容触摸控制屏、音频模块；所述的多点电容触摸控制屏用于负责信息展示、流程功能选择；所述的音频模块负责提示医生用户功能选择、流程步骤提示、智能发放进度。

进一步限定，所述的通信组件包括与主控模块电连接的以太网WLAN模块、WIFI模块、蓝牙Bluetooth模块；所述的以太网WLAN模块负责有线方式与医院堡垒机服务器通信；所述的WIFI模块负责无线方式与医院内网通信；所述的蓝牙Bluetooth模块负责与物联外围设备通信。

进一步限定，所述的身份识别模块包括与主控模块电连接的人脸识别模块、指纹读写模块、IC卡读写模块；所述的人脸识别模块负责录入、识别所有医生用户人脸信息；所述的指纹读写模块负责识别所有医生用户的指纹信息；所述的IC卡读写模块负责识别医院员工使用的非接触式员工卡所包含的人员信息，卡种包括但不限于S50、S70、CPU卡等。

进一步限定，所述的物联读写模块包括与主控模块电连接的RFID读写模块、RFID读写天线；所述的RFID读写模块为支持ISO18000-6C协议的超高频读写模块，读写频率在860MHz～960MHz之间，负责读取终端内部发放院内货物所贴RFID标签信息，并与医生用户进行绑定；所述的RFID读写天线为RFID读写模块外围设备，负责增强RFID无线读写功率，提高物联读写效率。

进一步限定，所述的电机传动模块包括与主控模块电连接的PLC模块、层板电机模块、机械臂传输模块、取货口电动门模块；所述的PLC模块负责连接所有电机模块控制及通信接口的收发；所述的层板电机模块负责所有货架的货物摆放及推送至机械臂传输模块上；所述的机械臂传输模块负责把接到的货物运输至取货口位置；所述的取货口电动门模块负责等待货物到达取货口后才进行打开，防止医生用户误拿或提前取货。

进一步限定，所述的传感限位模块包括与主控模块电连接的货道传感限位模块、机械臂传感限位模块、取货口传感限位模块；所述的货道传感限位模块负责检测所有货架每一个格口有物信息，以及货道单次或多次移动到位判断；所述的机械臂传感限位模块负责检测机械臂上是否有物信息便于计算货道与机械臂衔接时间以提高机械臂传输效率，并帮助机械臂定位移动到每一层货道及取货口；所述的取货口传感限位模块负责检测取货口开关门到位状态，并兼具取货口防夹手检测功能，防止用户在取货过程中受开关门误夹。

进一步限定，所述的电控锁模块为与主控模块电连接的维护门电控锁；所述的维护门电控锁负责控制维护门开关，用于医护人员补充物联货物以及维护人员对设备检修维护，避免医生用户可自行打开维护门。

本实用新型的有益效果是，解决了背景技术中存在的缺陷：

1.对手术部物资可进行物联有效管控，实现物资和使用人员绑定，从而规范医护人员行为避免手术衣鞋等物资乱丢乱放现象，手术部洁净程度可提升50％以上，满足手术部院感规范需求；

2.以全自动化智能终端设备替代原有人工手动发放模式，设备传输高速稳定，节约发放时间单次发放时间最高可节省约80％，既可节省发放台空间资源，也可以节省发放人员人力资源，优化手术部内资源配置；

3.优化人机交互体验，多种方式判定人员信息，同过人脸比对、身份证判别、院内卡判别多方位交叉高速、精确判定人员信息，提供多种尺码、物资类型选择，提升发放效率。

4.改善原有无序、无统筹管理模式，提供终端物联发放统计功能，提供可视化统计报表及界面，供院方统筹发放数据，便于整体物资管控。

5.可与医院物联管控上游及下游系统如中心供应系统、织物管理系统等系统及其外围设备进行对接，融入全过程链管控，形成物联管控体系。

附图说明

图1-3是本实用新型的结构示意图；

图4是本实用新型的实施例1的结构原理框图；

图5是本实用新型的实施例2的结构原理框图；

图中：1、音频模块；2、人脸识别模块；3、触摸控制屏；4、IC卡读写模块；5、指纹读写模块；6、取货口电动门模块；7、电控锁模块；8、货道传感限位模块；9、主控模块；10、电源、启动开关与通讯接口；11、层板电机模块；12、机械臂传输模块；13、取货口传感限位模块；14、机械臂传感限位模块；15、物联读写模块。

具体实施方式

现在结合附图和优选实施例对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

实施例1：

如图1所示，一种医用智能物联发放终端，具有一体式落地机柜，机柜顶部设置有电源、启动开关与通讯接口10，如电源入口总开关及启动按钮、调试USB口、通信网口和无线wifi及蓝牙天线，一体式机柜正面采用透明亚克力面板，便于查看终端内部存储情况。一体式机柜尺寸为：高2000mm、宽1840mm、厚555mm，底座配有自锁式万向式滚轮，可移动至合适位置锁定摆放。

一体式机柜内部主控模块9设置在机柜顶部，配有顶部手提式维护盖板，分别与人机交互模块、通信组件、身份识别模块、物联读写模块15、电机传动模块、传感限位模块、电控锁模块7电连接；主控模块主要包括工业控制模块、CPU、硬盘和内存。

人机交互模块包含触摸控制屏3、音频模块1；触摸控制屏触控方式为电容触控、多点触控，尺寸为21.5英寸；音频模块为双扬声器内置结构，并设有环绕立体声效果，安装在终端前门面板上方。

通信组件包括以太网WLAN模块、WIFI模块及天线、蓝牙Bluetooth模块及天线；以太网WLAN模块负责有线方式与堡垒机服务器通信，接口为RJ45接口，传输速率为10M/100M/1000Mbps自适应；WIFI模块负责无线方式与医院内容通信，通信频率为2.4GHZ，符合802.11b标准；蓝牙BT模块负责与物联外围设备通信，传输频率为2.4GHZ，协议支持Bluetooth3.0、4.0。

身份识别模块负责采集、识别医护人员身份信息，安装在前门面板中部，包括人脸识别模块2、指纹读写模块5、IC卡读写模块4；人脸识别模块为宽动态广角双目摄像模组，模组尺寸为L98.45mm×W10mm×H7.45mm(±0.2mm)，包含红外摄像头和可见光摄像头，成像距离为30CM﹣∞，模组固定帧率30FPS，有效像素为1920×1080，数字款动态62DB；指纹读写模块为高性能超薄指纹采集仪，通过PIV、PIV Mobile FAP20、CE和FCC等认证，采用光学传感器可接触面积为16.5×23mm，分辨率500DPI/256grayscale(8-bit),手指旋转角度360°，指纹模板可通用识别；IC卡读写模块为非接触IC卡读写器，符合ISO78161/2/3、ISO14443A/B、ISO15693、ISO7811、GA 450标准，卡种包括非接触式CPU TYPE A/B，Mifare(S50,S70)，15693；阅读距离：0-5cm；阅读时间：<＝0.3s；符合中国人民银行PBOC3.0规范，满足EMV2000标准，使用无方向性，满足任意角度读取。

物联读写模块包含RFID读写模块、RFID读写天线，RFID读写模块为采用impinjR2000模块设计，可同时识别100张以上标签，工作频率为860MHz～960MHz，协议标准ISO18000-6C，最大30dBm可调功率设计，支持主动、应答等多种工作模式，带RSSI信号强弱反馈，最大支持600张标签缓存，识读距离最高可达7m，识读速率<60ms,天线接口为4个；RFID读写天线一共包含2个，采用4.2dBi增益、低驻波比设计，属性为近场天线，可防止误读、串读，圆极化设计，对标签无方向性要求，识别灵敏度高，读卡速度快，最大可支持100pcs/秒，识别角度：水平70°，垂直70°，前后比≥20dB，输入阻抗50Ω，天线最大功率35dBm，单个天线板尺寸为30mm(L)×30mm(D)，RFID读写天线内嵌在机械臂传输模块平板上，采用此种工艺是为了达到传动过程中同步读取的效果，从而达到高效联动的工艺效果；

电机传动模块负责终端内部所有结构与模块的联动，包含PLC模块、层板电机模块11、机械臂传输模块12、取货口电动门模块6；PLC模块为继电器+晶体管混合型输出模块，可对应多种需求，脉冲输出最大50KHz×2CH，高速计数最大50KHz×4CH，内置2CH模拟量输入(电压、电位器、热敏电阻输入可选)，程序容量为L14R/L30R 2.5K步、L40R/L60R/L40MR/L60MR 8K步，3001步以上基本指令0.58μs/步；层板电机模块包含直流电机模组和货道层板，终端共包含9个层板电机模组，每层配有9个格口，层板可首尾循环运动；机械臂传输模块为步进电机模组和机械臂平板组成，可在层板右侧上下移动，步进电机为反应式步进电机，相数为三相，控制方式为闭环控制系统，机械臂传输模块在9个层板模组和取货口模组之间衔接运动；取货口电动门模块为直流电机和取货门板组成，模块上下运动达到开关门效果；

传感限位模块包含货道传感限位模块8、机械臂传感限位模块14、取货口传感限位模块13；货道传感限位模块为红外反射式传感器，分布在层板电机模块每个格口后方，感应方式为光电，输出信号NPN，响应时间为10ms，感应距离15cm；机械臂传感限位模块为红外反射式光电开关，安装在机械臂电机模块平板侧方，感应方式为光电，输出信号NPN，响应时间为15ms，感应距离30cm；取货口传感限位模块为红外对射型传感器，分布在取货口两侧，对射距离最远可达5m，NPN极开路，绿色LED发射端，红色LED接收端，响应时间≤5ms。

电控锁模块包括为维护门电控锁，电控锁采用关门(断电)、上锁、通电(12v)触发解锁的工作模式，开锁通电时间小于1秒，断电状态下门常闭锁定，不耗电；备有手拉式紧急开锁拉环，抗腐蚀。

主控模块分别与通信组件、身份识别模块、物联读写模块、电机传动模块、传感限位模块、电控锁模块电连接；主控模块与电容触控屏连接接口为HDMI和USB2.0口，与音频模块连接方式为3.5mm双通道音频接口；通信组件通过PCI-e和mini PCI-e接口与主控模块连接；人脸识别模块、指纹读写模块、IC卡读写模块都通过USB2.0/3.0接口与主控模块连接，实时传输数据；物联读写模块、电机传动模块、电控锁模块都通过RS232串口与主控模块连接，实时收发数据。

一种医用智能物联发放终端使用场景为手术部更鞋区，使用步骤如下：

(1)当使用一种医用智能物联发放终端时，首先打开设备总电源开关，并按下设备启动开关，系统进行启动，系统启动过程中同时会自检内部设备模块，若有设备异常启动后会发送异常报警，确保设备正常运行；

(2)医护管理人员在使用终端之前，需要添加手术鞋至终端每个层板格口中，通过人机交互模块验证管理员身份认证，特别是人脸识别模块捕捉人脸图像，主控模块获取捕捉到人脸图像通过通信组件上传至医院人脸数据库中，数据库计算完成后返回验证信息给主控模块，完成身份认证后，管理员在电容触控屏上点击添加手术鞋按钮，维护门电控锁模块打开，管理员将各尺码手术鞋分层添加至层板格口中，货道传感限位模块自动感应到格口是否有货，发送所有数据给主控模块，并在电容触控屏上展示，管理员确认后关闭前门完成加货操作。

(3)医生用户进入手术部后到达终端前，通过人机交互模块提供用户选择验证身份方式，特别是人脸识别模块捕捉人脸图像，主控模块获取捕捉到人脸图像通过通信组件上传至医院人脸数据库，数据库计算完成后返回医生信息给主控模块；完成身份识别验证后，对于初次使用的医生用户，主控模块提供尺码选择，医生通过人机交互模块点选适合自身尺码的手术鞋，对于非首次使用的医生用户，主控模块智能存储用户尺码信息。

(4)主控模块分析用户尺码后，智能选择对应层，将数据发送给电机传动模块，PLC模块控制机械臂传输模块上下移动至对应的层板模块侧下方，层板电机模块配合货道传感限位模块移动一格，将手术鞋发放至机械臂传输模块上，机械臂传感限位模块感应到有物后发送反馈给主控模块，主控模块操作物联读写模块读取手术鞋鞋跟内的圆形RFID标签，物联读写模块将标签信息回送给主控模块并将标签信息与用户信息进行绑定，同时主控模块通过PLC模块将机械臂传输模块移动至取货口，取货口电动门模块打开，取货口传感限位模块检测有无物遮挡，用户完成取鞋动作后取货口传感限位模块无物遮挡并反馈给主控模块，主控模块通过PLC模块关闭取货口电动门模块。

实施例2：

如图2所示，本实施例使用场景为手术部更衣区，与实施例1基本相同，不同之处在于：存放管控物资为手术衣，采用的物联芯片为柔性抗腐蚀标签，读取面积和性能相较与手术鞋的圆形塑料芯片更好，因此物联读写模块RFID读写天线设置1块，单个天线大小为30mm(L)×40mm(D)，最大可支持100pcs/秒，识别角度：水平75°，垂直75°，前后比≥18dB，输入阻抗50Ω，天线最大功率30dBm；由于手术衣占用空间较小，层板电机模块中每层设置12个格口，层板同样可以首尾循环运动。

医护人员使用步骤和实施例1基本相同。

以上说明书中描述的只是本实用新型的具体实施方式，各种举例说明不对本实用新型的实质内容构成限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了说明书后可以对以前所述的具体实施方式做修改或变形，而不背离实用新型的实质和范围。

Claims (8)

1.一种医用智能物联发放终端，其特征在于：包括主控模块、人机交互模块、通信组件、身份识别模块、物联读写模块、电机传动模块、传感限位模块以及电控锁模块；所述人机交互模块、通信组件、身份识别模块、物联读写模块、电机传动模块、传感限位模块、电控锁模块与主控模块电连接；所述的人机交互模块包括与主控模块电连接的多点电容触摸控制屏、音频模块；所述的通信组件包括与主控模块电连接的以太网WLAN模块、WIFI模块、蓝牙Bluetooth模块；所述的身份识别模块包括与主控模块电连接的人脸识别模块、指纹读写模块、IC卡读写模块；所述的物联读写模块包括与主控模块电连接的RFID读写模块、RFID读写天线；所述的电机传动模块包括与主控模块电连接的PLC模块、层板电机模块、机械臂传输模块、取货口电动门模块；所述的传感限位模块包括与主控模块电连接的货道传感限位模块、机械臂传感限位模块、取货口传感限位模块。

2.如权利要求1所述的一种医用智能物联发放终端，其特征在于：所述的多点电容触摸控制屏用于信息展示、流程功能选择；所述的音频模块用于提示医生用户功能选择、流程步骤提示、智能发放进度。

3.如权利要求1所述的一种医用智能物联发放终端，其特征在于：所述的以太网WLAN模块通过有线方式与医院堡垒机服务器通信；所述的WIFI模块通过无线方式与医院内网通信；所述的蓝牙Bluetooth模块与物联外围设备通信。

4.如权利要求1所述的一种医用智能物联发放终端，其特征在于：所述的人脸识别模块录入、识别所有医生用户人脸信息；所述的指纹读写模块识别所有医生用户的指纹信息；所述的IC卡读写模块识别医院员工使用的非接触式员工卡所包含的人员信息，卡种包括但不限于S50、S70、CPU卡。

5.如权利要求1所述的一种医用智能物联发放终端，其特征在于：所述的RFID读写模块为支持ISO18000-6C协议的超高频读写模块，读写频率在860MHz～960MHz之间，读取终端内部发放院内货物所贴RFID标签信息，并与医生用户进行绑定；所述的RFID读写天线为RFID读写模块外围设备。

6.如权利要求1所述的一种医用智能物联发放终端，其特征在于：所述的PLC模块连接所有电机模块控制及通信接口的收发；所述的层板电机模块负责所有货架的货物摆放及推送至机械臂传输模块上；所述的机械臂传输模块把接到的货物运输至取货口位置；所述的取货口电动门模块负责等待货物到达取货口后才进行打开。

7.如权利要求1所述的一种医用智能物联发放终端，其特征在于：所述的货道传感限位模块检测所有货架每一个格口有物信息，以及货道单次或多次移动到位判断；所述的机械臂传感限位模块检测机械臂上是否有物信息便于计算货道与机械臂衔接时间以提高机械臂传输效率，并帮助机械臂定位移动到每一层货道及取货口；所述的取货口传感限位模块检测取货口开关门到位状态，并兼具取货口防夹手检测功能。

8.如权利要求1所述的一种医用智能物联发放终端，其特征在于：所述的电控锁模块为与主控模块电连接的维护门电控锁；所述的维护门电控锁控制维护门开关，用于医护人员补充物联货物以及维护人员对设备检修维护。