宋新慶 謝建華 侯晴霏

福建環(huán)宇通信息科技股份公司 福建 泉州 362000

引言

隨著我國(guó)人口老齡化的日益加劇以及國(guó)家政策的持續(xù)利好，養(yǎng)老產(chǎn)業(yè)規(guī)模逐年遞增，養(yǎng)老設(shè)施建設(shè)行業(yè)發(fā)展持續(xù)加快，對(duì)護(hù)理從業(yè)人員的需求日益增長(zhǎng)及護(hù)理人員的工作量也日益劇增。養(yǎng)老機(jī)構(gòu)現(xiàn)有的看護(hù)模式是護(hù)理人員定時(shí)巡更查房，工作量大，同時(shí)也存在查房效率低或查房不到位的缺陷,已影響到養(yǎng)老產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，不符合國(guó)家的《十四五智慧健康養(yǎng)老產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》[1]要求。

從養(yǎng)老機(jī)構(gòu)的應(yīng)用場(chǎng)景及服務(wù)理念為出發(fā)點(diǎn)，結(jié)合養(yǎng)老結(jié)構(gòu)實(shí)際需求為導(dǎo)向，本方案借助RFID技術(shù)[2-3]+熱紅外成像技術(shù)[4]為技術(shù)手段，設(shè)計(jì)構(gòu)建的一套智能查房管理系統(tǒng)平臺(tái)軟件系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)、高效地關(guān)注機(jī)構(gòu)內(nèi)老人的日常生活，防止老人在夜間脫離護(hù)理情況及意外跌倒情況的發(fā)生并提供有效處置措施，有效解決了養(yǎng)老機(jī)構(gòu)的老人需求與機(jī)構(gòu)服務(wù)質(zhì)量之間的矛盾，有利地推動(dòng)養(yǎng)老機(jī)構(gòu)的健康、可持續(xù)發(fā)展[5]。

1 方案設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)架構(gòu)圖（如圖1，圖見(jiàn)下頁(yè)）

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)圖

1.2 系統(tǒng)組成

1.2.1 前端采集系統(tǒng)。

1.2.1.1 以養(yǎng)老機(jī)構(gòu)院區(qū)為例，前端采集系統(tǒng)主要由RFID有源電子標(biāo)簽、RFID閱讀器、紅外熱成像模塊三部分組成，根據(jù)機(jī)構(gòu)需求及其不同技術(shù)特性，安置于不同的位置。

1.2.1.2 RFID有源電子標(biāo)簽采用軟標(biāo)簽，置于魔術(shù)貼內(nèi)，做成各種精美的飾品，粘貼在老人胸前或上臂處，尋找附近的RFID閱讀器并主動(dòng)向閱讀器報(bào)送自身標(biāo)簽信息。

1.2.1.3 RFID閱讀器安放于房間內(nèi)（根據(jù)房間內(nèi)床位的布局來(lái)確定閱讀器的安裝點(diǎn)位）及院區(qū)內(nèi)的一些關(guān)鍵點(diǎn)位（如過(guò)道、門(mén)口，拐角、院區(qū)花園路口等卡點(diǎn)位置），便于讀取RFID標(biāo)簽信息及計(jì)算標(biāo)簽的RSSI值，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸至后端PC端的智能查房管理系統(tǒng)平臺(tái)。

1.2.1.4 紅外熱成像模塊安裝于洗手間，紅外熱成像系統(tǒng)采集到人體紅外輻射并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，形成熱圖像信息，通過(guò)對(duì)圖像數(shù)據(jù)分析并計(jì)算，實(shí)時(shí)判別人體行為姿態(tài)，跌倒條件滿足即發(fā)出告警信息至智能查房管理系統(tǒng)平臺(tái)。

1.2.2 網(wǎng)絡(luò)綜合布線系統(tǒng)采用星形結(jié)構(gòu)，根據(jù)GB 50311標(biāo)準(zhǔn)予以實(shí)施，本應(yīng)用主要采用光纖、雙絞網(wǎng)線及網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備而組建的標(biāo)準(zhǔn)通用的信息傳輸系統(tǒng)，將前端RFID閱讀器所采集的標(biāo)簽信息和紅外熱成像模塊反饋的數(shù)據(jù)信息送至后端的智能查房管理系統(tǒng)平臺(tái)。

1.2.3 后端管理及處置系統(tǒng)。

1.2.3.1 后端機(jī)房鋪設(shè)靜電底板，安裝標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜，放置核心交換機(jī)、防火墻、數(shù)據(jù)存放服務(wù)器、視頻監(jiān)控服務(wù)器、智能查房管理系統(tǒng)服務(wù)器等主要核心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，完成對(duì)前端數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)及管理等功能。

1.2.3.2 智能查房管理系統(tǒng)平臺(tái)是本應(yīng)用的系統(tǒng)中樞，系統(tǒng)平臺(tái)采用C/S架構(gòu)，系統(tǒng)平臺(tái)客戶端安放在值班室工作臺(tái)，與機(jī)房?jī)?nèi)的智能查房管理系統(tǒng)服務(wù)器數(shù)據(jù)交互，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、計(jì)算、記錄、查詢及措施指令的發(fā)出等工作；值班室工作臺(tái)正面顯眼位置安裝LED點(diǎn)陣屏，接收智能查房管理系統(tǒng)平臺(tái)發(fā)出報(bào)警指令后顯示報(bào)警點(diǎn)的位置信息；聲光報(bào)警器用于接收智能查房管理系統(tǒng)平臺(tái)緊急指令，通過(guò)聲音和光影來(lái)提醒和督促值班人員的及時(shí)響應(yīng)平臺(tái)預(yù)警的事件。

1.3 功能實(shí)現(xiàn)

1.3.1 智能查房管理系統(tǒng)包括老人看護(hù)子系統(tǒng)和跌倒判別子系統(tǒng)。

1.3.2 看護(hù)子系統(tǒng)采用RFID技術(shù)。應(yīng)用構(gòu)建過(guò)程中（以單一房間為例），先對(duì)電子標(biāo)簽、閱讀器及房間號(hào)的所屬關(guān)系進(jìn)行標(biāo)識(shí)、建立所屬對(duì)應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)；再根據(jù)房間布局及床鋪點(diǎn)位的擺放情況，找到本房間床鋪布局的近視中心點(diǎn)位，安裝RFID閱讀器；接著計(jì)算本房間RFID閱讀器所采集電子標(biāo)簽由遠(yuǎn)及近的RSSI值，建立所屬房間閱讀器的RSSI數(shù)據(jù)庫(kù)，此值的范圍用于判別電子標(biāo)簽所屬人員是否在房間內(nèi)的依據(jù)；最后智能查房管理系統(tǒng)平臺(tái)在預(yù)設(shè)定的時(shí)間段內(nèi)，不間斷輪詢對(duì)進(jìn)入房間人員的電子標(biāo)簽及RSSI值和數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比、判別、分析，以此判斷進(jìn)入房間的人員是否和所屬房間的人員。該應(yīng)用實(shí)現(xiàn)原理是采用無(wú)線射頻方式對(duì)老人佩戴的電子標(biāo)簽進(jìn)行讀寫(xiě)，從而達(dá)到識(shí)別目標(biāo)和數(shù)據(jù)交換的目的，有效解決醫(yī)護(hù)人員現(xiàn)場(chǎng)查房工作量大、查房效率不高的缺陷及輔助定位的特性，大幅提高查房的連續(xù)性、準(zhǔn)確性及提升服務(wù)質(zhì)量。

1.3.3 跌倒判別子系統(tǒng)采用紅外熱成像技術(shù)。在應(yīng)用構(gòu)建過(guò)程中，先在洗手間視野比較開(kāi)闊的、可以較全面的照射到洗手間空間的位置安裝紅外熱成像模塊，收集紅外視頻人體行為數(shù)據(jù)，形成人體行為紅外視頻數(shù)據(jù)庫(kù)；同時(shí)對(duì)紅外人體行為數(shù)據(jù)圖像，進(jìn)行二值化處理，確定人體頭部位置；實(shí)時(shí)判別人體頭部的位置信息，如頭部位置的位移量達(dá)到紅外成像人體身高70%以上，即視為發(fā)生跌倒行為事件，發(fā)出告警信號(hào)。該應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)原理即是光電技術(shù)檢測(cè)物體熱輻射的紅外線特定波段信號(hào)，將該信號(hào)轉(zhuǎn)換成可供人類視覺(jué)分辨的圖像和圖形的原理并通過(guò)算法，甄別老人在衛(wèi)生間情況；如老人在衛(wèi)生間不慎摔倒而無(wú)行為能力的情況（跌倒的情況下無(wú)法自主發(fā)出報(bào)警）下第一時(shí)間做出判斷、報(bào)警，醫(yī)護(hù)人員及時(shí)采取救助措施，從而減少意外情況的發(fā)生，保障老人的人身安全。

1.3.4 智能查房管理系統(tǒng)平臺(tái)是本系統(tǒng)的神經(jīng)中樞，對(duì)前端RFID設(shè)備及紅外熱成像設(shè)備所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄、匯總、分析并作出判斷的且能自動(dòng)做出相應(yīng)事件的措施指令的智能化管理系統(tǒng)，夜間休息時(shí)間，老人不在所屬房間或者老人在衛(wèi)生間跌倒，即可發(fā)出告警信息指令，通知夜間值班人員。智能查房管理系統(tǒng)平臺(tái)同時(shí)具備通過(guò)RFID標(biāo)簽實(shí)時(shí)查詢房間里老人的留置情況及通過(guò)查詢電子閱讀器，定位了老人的大致位置信息。智能查房管理系統(tǒng)平臺(tái)在某種程度上緩解了醫(yī)護(hù)人員不足及醫(yī)護(hù)監(jiān)管不到位的瓶頸，有利促進(jìn)了養(yǎng)老事業(yè)的和諧發(fā)展。

1.4 方案特點(diǎn)

1.4.1 穩(wěn)定性。射頻技術(shù)的載體一般都是要具有防水、防磁、耐高溫等特點(diǎn)，保證了RFID技術(shù)在應(yīng)用時(shí)有一定的穩(wěn)定性，且技術(shù)成熟、存儲(chǔ)信息量大、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。

1.4.2 實(shí)用性。采用熱成像技術(shù)根據(jù)物體發(fā)熱這一事實(shí)來(lái)實(shí)現(xiàn)的獨(dú)處空間內(nèi)的人員狀態(tài)的行為判別，即保護(hù)了老人的隱私又起到老人人身安全監(jiān)管的目的，具有一定的實(shí)用性。

1.4.3 宜實(shí)施性。RFID技術(shù)及熱成像技術(shù)，技術(shù)成熟且模塊化、集成化，系統(tǒng)搭建簡(jiǎn)單，便于在實(shí)際應(yīng)用環(huán)境中實(shí)施。

2 應(yīng)用效果

智能查房管理系統(tǒng)平臺(tái)對(duì)閱讀器及所屬標(biāo)簽進(jìn)行時(shí)效管理，如在晚上8至第二天早上6點(diǎn)間，標(biāo)簽所對(duì)應(yīng)的閱讀器須收到標(biāo)簽信息并對(duì)RSSI值進(jìn)行分析判別；若標(biāo)簽所對(duì)應(yīng)的閱讀器沒(méi)有能收到標(biāo)簽信息或者閱讀器收到標(biāo)簽的RSSI值不在預(yù)設(shè)的范圍內(nèi)，即視為標(biāo)簽所屬人員不在標(biāo)簽所對(duì)應(yīng)的閱讀器所在的房間內(nèi)，系統(tǒng)自主發(fā)出告警信息，通知醫(yī)護(hù)人員查找或廣播提醒，減輕了醫(yī)護(hù)人員固定周期的查房工作量。醫(yī)護(hù)人員收到告警信息，可在平臺(tái)上雙擊標(biāo)簽信息所在告警信息，即可彈出此標(biāo)簽的軌跡信息，標(biāo)簽連接到閱讀器的編號(hào)、時(shí)間、RSSI值等信息，從而確定標(biāo)簽所屬人員的方位，縮短脫離管理的人員脫管時(shí)間，有效保障脫管人員的安全。

智能查房管理系統(tǒng)平臺(tái)接到紅外模塊發(fā)出的告警信息，第一時(shí)間啟動(dòng)報(bào)警裝置，監(jiān)控室內(nèi)的警號(hào)響起，并在大屏幕顯示出告警信息所在的位置信息，值班醫(yī)護(hù)人員收到報(bào)警信息后，立即到現(xiàn)場(chǎng)詢問(wèn)或采取相應(yīng)的救助措施，解決老人獨(dú)處時(shí)可能發(fā)生意外，有效保障老人的人身安全。

智能查房管理系統(tǒng)平臺(tái)同時(shí)產(chǎn)生一條告警記錄，記錄告警信息的時(shí)間、地點(diǎn)并存儲(chǔ)相關(guān)的標(biāo)簽信息、熱圖像信息等資料，以備查證。

3 討論

目前社會(huì)上存在一種“熱衷于前沿概念技術(shù)而忽略了實(shí)際需求”的現(xiàn)象，養(yǎng)老機(jī)構(gòu)行業(yè)也頗受此影響，在各類資源緊張的情況下投入巨大，而產(chǎn)生的效益甚微，機(jī)構(gòu)的服務(wù)質(zhì)量[6]也受到影響，不利于養(yǎng)老產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。市場(chǎng)應(yīng)該注重需求，從現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的實(shí)際需要作為出發(fā)點(diǎn)，“重需求，輕概念”，立足于養(yǎng)老機(jī)構(gòu)的服務(wù)理念，解決養(yǎng)老機(jī)構(gòu)在實(shí)際中碰到的如養(yǎng)老結(jié)構(gòu)人員短缺，工作量大、老人獨(dú)處時(shí)的行為識(shí)別等問(wèn)題，采取緊扣實(shí)際需求的可行性方案，推動(dòng)養(yǎng)老機(jī)構(gòu)的健康、可持續(xù)發(fā)展。

千里之行，始于足下。只有通過(guò)現(xiàn)實(shí)中的項(xiàng)目實(shí)踐檢驗(yàn)，在實(shí)施中優(yōu)化并完善方案，才能更好地貫徹落實(shí)《十四五智慧健康養(yǎng)老產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》要求，推動(dòng)養(yǎng)老產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

4 結(jié)束語(yǔ)

本應(yīng)用主要是面向養(yǎng)老機(jī)構(gòu)推出的一套實(shí)用型方案，采用成熟的RFID技術(shù)和紅外熱成像技術(shù)，可解決養(yǎng)老機(jī)構(gòu)面臨的人員短缺、服務(wù)性較滯后、老人獨(dú)處時(shí)的人身安全保障等急需解決的瓶頸現(xiàn)象。在項(xiàng)目應(yīng)用的實(shí)踐中，方案需優(yōu)化的地方可能會(huì)不斷的顯現(xiàn)，需要不斷的探究及完善。