王凱 楊樞,2 劉玉文

(1. 蚌埠醫(yī)學院衛(wèi)生管理系， 安徽 蚌埠 233030； 2. 合肥工業(yè)大學計算機與信息學院， 合肥 230027)

基于無線射頻識別技術的醫(yī)療垃圾信息采集與管理系統(tǒng)設計

王凱1楊樞1,2劉玉文1

(1. 蚌埠醫(yī)學院衛(wèi)生管理系， 安徽 蚌埠 233030； 2. 合肥工業(yè)大學計算機與信息學院， 合肥 230027)

運用無線射頻識別技術建立基于瘦客戶端結構的醫(yī)療垃圾信息采集與管理系統(tǒng)，實現(xiàn)醫(yī)療垃圾的自動化無害處理。通過該系統(tǒng)，可實現(xiàn)信息采集、運輸、定位與管理中數據的實時監(jiān)控與無線遠程傳輸，以及醫(yī)療垃圾調度與管理、運輸車端信息監(jiān)控、數據狀態(tài)分析與查詢等全過程的數字化管理，使醫(yī)療垃圾參與方能夠隨時進行數據的上傳與下載。

醫(yī)療垃圾； 無線射頻； 信息采集； 信息管理

醫(yī)療垃圾與公共衛(wèi)生密切相關，具有高污染、高危險等特點。如何有效監(jiān)控醫(yī)療垃圾的收集、存儲、跟蹤及運輸，避免二次污染，實現(xiàn)全程可追溯的實時監(jiān)管，是醫(yī)療垃圾處理行業(yè)當前需要研究的重要課題。目前國內醫(yī)療垃圾處理行業(yè)中普遍存在垃圾處理成本高、效率低的問題，主要表現(xiàn)為追蹤及溯源困難、收運線路固定、垃圾產生信息滯后、運輸調度不合理等[1]。

無線射頻識別技術(Radio Frequency Identification，縮寫為RFID)是一種利用非接觸射頻微波信號實現(xiàn)物體自動識別及實時通信的物聯(lián)網應用核心技術，具有多目標識別、遠距離識別、動態(tài)高速移動物體識別等功能，通信能力較強。將無線射頻識別技術應用于醫(yī)療垃圾遠程定位與管理，能夠完成信息交換和互聯(lián)互通，實現(xiàn)醫(yī)療垃圾的實時追蹤、監(jiān)控及識別[2]。本次研究中，根據醫(yī)療垃圾信息處理的核心需求，設計一套基于無線射頻識別技術的醫(yī)療垃圾信息采集與管理系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)設計方案

醫(yī)療垃圾信息采集與管理系統(tǒng)由醫(yī)療垃圾收集模塊、無線通訊模塊、醫(yī)療垃圾信息傳感模塊和醫(yī)療垃圾數據分析模塊這4部分組成。醫(yī)療垃圾收集模塊采用了RFID標簽，通過無源RFID閱讀器讀取醫(yī)療垃圾上的信息標識，在醫(yī)療垃圾信息傳感模塊與醫(yī)療垃圾數據分析模塊之間已建成的網絡中進行數據交換。無線通訊模塊采用了無線傳輸方式，將無源RFID閱讀器中的射頻電路與GPRS模塊相連接，將由無源RFID閱讀器采集到的數據傳輸至中央控制計算機。醫(yī)療垃圾信息傳感模塊中，GPS車載控制器與無源RFID閱讀器相連接，在IO控制電路的控制下，由通訊控制器將GPS車載模塊的坐標信息經信號接收轉發(fā)組件傳遞至醫(yī)療垃圾數據分析模塊。醫(yī)療垃圾數據分析模塊中，通過GPRS模塊與信號接收轉發(fā)組件之間的無線連接，使得中央控制計算機獲取醫(yī)療垃圾信息傳感模塊的數據信息。圖1所示為醫(yī)療垃圾信息采集與管理系統(tǒng)核心架構。

2 系統(tǒng)核心功能

系統(tǒng)通過遠程醫(yī)療垃圾實時監(jiān)控與管理平臺來協(xié)調醫(yī)療垃圾收集、信息傳感、數據分析與調度等流程控制，其主要功能如下：

(2) 借助主控制器將顯示在LCD顯示器上的信息備份在RFID標簽中，再通過設置在醫(yī)療垃圾信息傳感模塊內的無源RFID閱讀器讀出，并借助原有的無線網絡或新增的有線網絡傳遞至醫(yī)療垃圾數據分析模塊。

(3) 增設新型電子稱重儀，直觀、實時地顯示醫(yī)療垃圾收集裝置中廢物的重量，便于清潔人員按需清理醫(yī)療垃圾收集裝置。

(4) 在原設備上增加有限的設備，使醫(yī)療垃圾數據RFID傳感器內信息與無線網絡有機結合，保證遠距離數據傳輸的及時性和穩(wěn)定性，實現(xiàn)目標的動態(tài)跟蹤；同時，實現(xiàn)多標簽識別，提高數據采集的效率和準確性。

圖1 醫(yī)療垃圾信息采集與管理系統(tǒng)核心架構

3 醫(yī)療垃圾信息采集設備設計

3.1 主控制器

醫(yī)療垃圾收集模塊的主控制器是醫(yī)療垃圾信息采集與管理的核心部件，外圍電路為信號處理電路，與存儲器、報警模塊、人機接口、USB接口等相連接。圖2所示為主控制器外圍電路連接。

3.2 無源RFID閱讀器

在醫(yī)療垃圾信息傳感模塊內設置無源RFID閱讀器，與無線供電模塊相連接，讀取并顯示RFID標簽中的數據[3]。由無源RFID閱讀器采集到的RFID標簽中的數據，依次經通訊控制器、信號接收轉發(fā)組件傳遞至存儲器。通過無線傳輸的方式，將無源RFID閱讀器中的含射頻電路與GPRS模塊相連接，將由無源RFID閱讀器采集到的數據傳輸至中央控制計算機。無源RFID閱讀器采用的是LPC2300主處理芯片。圖3所示為無源RFID閱讀器結構。

圖2 主控制器外圍電路連接

3.3 RFID標簽閱讀器

RFID標簽與主控制器相連接，主控制器內含RFID讀取模塊。主控制器讀取RFID標簽的內容，并顯示在LCD顯示器上。RFID標簽閱讀器包括射頻收發(fā)模塊和主調控模塊，其中射頻收發(fā)模塊以CC1101無線芯片為核心，構建電子標簽的識別與收發(fā)。主調控模塊采用以ARMLPC2366為基礎的通信鏈路[4]，實現(xiàn)RFID標簽的信息控制[5]。圖4所示為RFID標簽閱讀器結構。

圖3 無源RFID閱讀器結構

圖4 RFID標簽結構示意圖

4 醫(yī)療垃圾信息采集與管理平臺設計

醫(yī)療垃圾信息采集與管理管理平臺主要包括醫(yī)療垃圾調度與管理中心、運輸車端信息監(jiān)控與狀態(tài)查詢子系統(tǒng)等功能模塊。

4.1 醫(yī)療垃圾調度與管理中心

醫(yī)療垃圾調度與管理中心硬件包括數據控制服務器、通信控制器、無線局域網互聯(lián)設備等。其功能是利用GPS定位跟蹤收發(fā)車輛基本信息，基于通信移動網絡，統(tǒng)一調配和處理車輛信息、垃圾調度信息、醫(yī)院垃圾收發(fā)狀態(tài)信息以及處理反饋信息等。

醫(yī)療垃圾調度與管理中心軟件系統(tǒng)包含信息管理子系統(tǒng)、運輸調度子系統(tǒng)以及狀態(tài)查詢子系統(tǒng)。中心軟件基于瘦客戶端模式，采用WebGIS技術，以MapXtreme方式動態(tài)顯示各個子過程的信息流[6]。

4.2 運輸車端信息監(jiān)控與狀態(tài)查詢子系統(tǒng)

運輸車端信息監(jiān)控模塊硬件包括多功能車載GPS模塊、RFID閱讀器、電子重量檢測儀以及信號收發(fā)主控制器等。通過通訊控制器收發(fā)醫(yī)療垃圾的處理數據，利用RFID閱讀器實時讀取可識別的數據信息(包括用戶識別碼、類型及數量等屬性信息)，及時將車輛信息及位置狀態(tài)上傳至調度中心，優(yōu)化車輛資源配置。運輸車端信息監(jiān)控系統(tǒng)包含參數調度管理子系統(tǒng)、車輛定位子系統(tǒng)以及車輛調度與實時監(jiān)控子系統(tǒng)。

狀態(tài)查詢子系統(tǒng)模塊的功能包括醫(yī)療垃圾溯源、運行車輛軌跡、交接信息以及運輸報表查詢。能夠查詢醫(yī)療垃圾的基本信息，轉運及接收的基本信息，方便溯源垃圾來源，及時處理隔夜垃圾，合理安排轉運任務，提高資源配置效率等 。

5 結 語

本次設計的醫(yī)療垃圾信息采集與管理系統(tǒng)采用了無線射頻識別技術等無線高速通訊網絡技術。系統(tǒng)由醫(yī)療垃圾收集模塊、無線通訊模塊、醫(yī)療垃圾信息傳感模塊和醫(yī)療垃圾數據分析模塊這4部分組成。系統(tǒng)能夠完成醫(yī)療垃圾的收集、運輸及轉運狀態(tài)的全程監(jiān)管，實現(xiàn)高危醫(yī)療垃圾的可溯源化及規(guī)范化處理，具有網絡終端易接入、移動設備微型化等特點。本次設計是醫(yī)療垃圾規(guī)范化收集、無害化運輸及規(guī)?；幚磉M一步智能化與精細度的探索。

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[3] 韓曉菊,汪定偉. 多級庫存網絡的射頻辨識定量在制品法控制策略設計[J].計算機集成制造系統(tǒng)，2017,23(2): 414-421.

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DesignofMedicalGarbageInformationCollectionandManagementSystemBasedonRadioFrequencyIdentificationTechnology

WANGKai1YANGShu1,2LIUYuwen1

(1. Department of Health Management, Bengbu Medical College, Bengbu Anhui 233030, China;2. School of Computer and Information, Hefei University of Technology, Hefei 230027, China)

The purpose of this paper is to construct the intelligent collection and management system of medical waste based on a thin client structure and wireless radio frequency identification technology. This system can realize real-time monitoring and wireless remote transmission of data parameters such as acquisition, transportation, location and management. It is convienient for medical waste scheduling and management, transport vehicle information monitoring, data status analysis and enqueries of the whole digital management process. The participants of the medical waste can upload and download various data parameters at any time to realize the automatic and harmless treatment of medical waste.

medical waste; radio frequency; information acquisition; information management

2017-06-19

安徽省高校自然科學研究項目“面向醫(yī)學計算大數據的多策略領域本體融合理論與方法研究”(KJ2015B023BY)

王凱(1985 — )，男，講師，研究方向為數據挖掘、醫(yī)學信息化集成。

TP274

A

1673-1980(2017)06-0113-04