王成輝 荊 斌 李 巍 趙 鵬 唐劍飛

1 引言

隨著醫(yī)院電氣化和信息化程度的不斷完善，醫(yī)院設(shè)備數(shù)量和種類在逐年遞增，從而凸顯了設(shè)備維修、維護量的急劇加大與相關(guān)科室維修力量相對減小的“瓶頸”。設(shè)備故障嚴(yán)重干擾了醫(yī)院的正常工作行為，迫切需要在設(shè)備維護、維修領(lǐng)域加快實現(xiàn)信息化、自動化過程[1-2]。通過在設(shè)備關(guān)鍵位置安裝對應(yīng)傳感器，監(jiān)測設(shè)備運行狀態(tài)，自主“發(fā)現(xiàn)”設(shè)備運行異常，實現(xiàn)設(shè)備異常的及早發(fā)現(xiàn)，及早處理；同時，能夠輔助工程師排查故障，縮小檢查范圍，無疑將帶來維修成本的大大降低[2]。

2 系統(tǒng)設(shè)計

在系統(tǒng)分析過程中，按照數(shù)據(jù)流程建立系統(tǒng)框圖,如圖1所示：

圖1 監(jiān)測系統(tǒng)框圖

在醫(yī)院設(shè)備端連接傳感器，采集設(shè)備相關(guān)信息，將相關(guān)參數(shù)信息經(jīng)過單片機處理后輸出對應(yīng)校驗碼[2]。校驗碼經(jīng)過數(shù)據(jù)采集卡進入對應(yīng)科室數(shù)據(jù)采集計算機，借助于醫(yī)院局域網(wǎng)，將設(shè)備運行信息存入數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)[3-5]。

3 系統(tǒng)設(shè)計

3.1 監(jiān)測量采集

醫(yī)用設(shè)備通常種類繁多，涉及測量變量迥異，在此簡化使用交流電壓傳感器監(jiān)測設(shè)備內(nèi)部電壓變化并進行比較，輸出比較結(jié)果至下一級[6-8]。電流測量傳感器采用交流隔離傳感器TA1A系列交流電壓變送器TA1A_V10 V_，由于與原有電路隔離，因而對于原有電路影響較小，精度高（達到±0.2%），線型程度較好,在5 V≤AV≤60 V范圍內(nèi)，近似符合線型關(guān)系：0.062×VAV（待測交流電壓，單位：V）－0.153 V =VDC（測量直流電壓，單位：V）

3.2 單片機設(shè)計

如圖2，圖3所示。

圖2 Atmel S51單片機采集數(shù)據(jù)流程

圖3 監(jiān)測系統(tǒng)電路原理圖

3.3 數(shù)據(jù)采集卡

數(shù)據(jù)采集卡采用UA304數(shù)據(jù)采集卡，UA304數(shù)據(jù)采集卡16bit精度高于0.02%輸入范圍為±10 V，支持觸發(fā)器以及軟件觸發(fā)。在此選擇軟件觸發(fā)控制信號采集通過采集函數(shù)，科室計算機通過設(shè)置定時器頻率間隔采集信號:

void_stdcall minit(HANDLE husb, short fch,short chn, short gain) 以及void_stdcall readdata(HANDLE husb , short *addat ,unsigned short fcode , long leng) 采集樣本，在本系統(tǒng)中采樣率設(shè)置為1 KHz[5]

如圖4所示，使用C與語言編寫顯示程序，將不同通道下采集數(shù)據(jù)進行顯示：

圖4 UA304采集卡采集數(shù)據(jù)顯示

3.4 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫

(1)根據(jù)數(shù)據(jù)庫字段建立表結(jié)構(gòu)，建立矩陣存儲設(shè)備存放位置信息。

如圖5所示，根據(jù)設(shè)備故障等級將設(shè)備異常信息分為：Ⅰ正常；Ⅱ存在異常；Ⅲ設(shè)備故障。根據(jù)設(shè)備維護信息，建立設(shè)備維護表，發(fā)布設(shè)備維護信息。

圖5左圖顯示醫(yī)院設(shè)備位置與設(shè)備工作狀態(tài)關(guān)系示意圖，中圖顯示為設(shè)備狀態(tài)示意圖，右圖顯示為設(shè)備狀態(tài)矩陣。

圖5 設(shè)備存儲矩陣

(2)借助于醫(yī)院局域網(wǎng)建立計算機連接，通過JSP+SQL Server網(wǎng)頁數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)查詢以及設(shè)備維護提示信息，通過JDBC-ODBC橋與數(shù)據(jù)庫建立連接[3,9]。獲得數(shù)據(jù)庫連接及記錄集ResultSet變量，該變量支持SQL語句操作，可以通過該變量按照設(shè)置SQL語句實現(xiàn)針對數(shù)據(jù)庫的操作。

如圖6所示，通過導(dǎo)航條將設(shè)備分類顯示，并在“設(shè)備入口”中，可顯示設(shè)備細節(jié)信息。

圖6 監(jiān)測庫運行圖

通過使用電壓傳感器將設(shè)備敏感信息進行采集放大，在單片機中進行數(shù)據(jù)擴展，生成設(shè)備狀態(tài)包，并產(chǎn)生校驗碼[7]，提高了數(shù)據(jù)的時效性。通過采集卡將分散的設(shè)備信息匯集到監(jiān)測數(shù)據(jù)庫內(nèi)，利用現(xiàn)有的局域網(wǎng)設(shè)備，建立設(shè)備監(jiān)測數(shù)據(jù)庫。

在該系統(tǒng)中，可以結(jié)合實際將傳感器進行擴展，分別采用壓力、電流、電量、流量傳感器等進行全面監(jiān)測，系統(tǒng)的實用性將進一步提高。在設(shè)計中，也可以嘗試采用DSP系統(tǒng)以取代單片機及節(jié)點計算機采集，DSP系統(tǒng)擴展性、穩(wěn)定性更強，在實現(xiàn)過程中可結(jié)合實際選擇進行。

4 結(jié)語

醫(yī)院設(shè)備信息化作為醫(yī)院信息化的重要內(nèi)容，一方面支持醫(yī)院的設(shè)備管理與設(shè)備維護維修業(yè)務(wù)，減輕職能科室的勞動強度，輔助醫(yī)院管理，輔助設(shè)備調(diào)度，提高醫(yī)院的工作效率，降低設(shè)備故障“閑置”率，從而使醫(yī)院能夠以少的投入獲得更好的社會效益與經(jīng)濟效益；另一方面，支持醫(yī)院設(shè)備故障記錄，收集和處理設(shè)備故障信息，豐富和積累維修知識，借助于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)提供維修咨詢、輔助維修決策，將提高維修人員的工作效率，對決策、知識庫系統(tǒng)將起到巨大作用。

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