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摘要：針對現(xiàn)有醫(yī)用織物的管理難以形成有效監(jiān)管的問題，導致在流轉過程中容易發(fā)生交叉感染、無故丟失、超過使用壽命、積壓過多物品流轉不暢等現(xiàn)象，該文設計一種基于物聯(lián)網的智能醫(yī)用織物管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)由下位機控制系統(tǒng)和上位機織物管理系統(tǒng)組成。下位機以STM32單片機為控制核心，利用RFID技術、4G技術實現(xiàn)了織物數(shù)量及種類的識別、數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ埽簧衔粰C基于ASP.NET技術，使用MVC設計模式構建Web應用，SQLServer為數(shù)據(jù)庫。應用結果表明，該系統(tǒng)工作穩(wěn)定，性能優(yōu)異，平均每年可降低醫(yī)院相關成本30%。系統(tǒng)同時優(yōu)化了醫(yī)院后勤管理體系，提高了管理工作效率，有效促進了醫(yī)院的智能化水平的建設。

關鍵詞：物聯(lián)網；醫(yī)用織物；RFID；STM32；醫(yī)院管理

隨著醫(yī)院規(guī)模不斷擴大和信息化水平不斷提高，原有的后勤管理模式已難以滿足醫(yī)院的現(xiàn)代化管理要求，醫(yī)院后勤開始著手在維修、餐飲、設備、能源等領域逐步開展信息化管理[1]。醫(yī)用織物管理作為醫(yī)院后勤工作中不可或缺的部分，近幾十年來的管理方法從未有所突破，目前仍采用傳統(tǒng)的手工方法進行作業(yè)，未能及時跟上醫(yī)院快速發(fā)展的節(jié)奏，不利于實現(xiàn)后勤服務科學化和精準化管理目標[2-3]。如何有效地跟蹤與追溯醫(yī)用織物的洗滌周轉過程，實現(xiàn)全生命周期精細化管理成為醫(yī)院管理者面前的一個重要課題。有研究表明污織物分揀過程會產生可攜帶傳染性病原菌的飛塵或氣溶膠，不僅對病區(qū)空氣環(huán)境造成污染，還會增加織物收集人員的職業(yè)暴露及交叉感染風險[4]。中華人民共和國衛(wèi)生行業(yè)標準《醫(yī)院醫(yī)用織物洗滌消毒技術規(guī)范（WS/T508-2016）》規(guī)定臟污織物和感染性織物應進行分類收集，收集時應減少抖動[5]。同時，織物作為與患者和醫(yī)務人員具有直接皮膚接觸的物體，其本身的潔凈度也將直接影響患者及醫(yī)務人員的安全。為解決上述隱患，減少污織物在回收管理時病菌傳播及交叉感染，本文研究并設計了一種基于物聯(lián)網的智能醫(yī)用織物管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅極大緩解了污織物收集人員的工作量，避免了長時間和污織物接觸，降低了病菌感染風險，同時對織物的整個生命周期進行實時監(jiān)控，有效避免了織物的過度使用、無故丟失及倉庫積壓等現(xiàn)象，從而提高了醫(yī)院對醫(yī)用織物的管理水平，節(jié)省了支出成本以及完善了院感規(guī)范。

1系統(tǒng)概述

基于物聯(lián)網的智能醫(yī)用織物管理系統(tǒng)充分考慮醫(yī)院織物各管理環(huán)節(jié)實際情況，采用模塊化設計，以醫(yī)用織物為核心，依據(jù)織物種類可分為職工織物、病房織物、手術織物等，并可對任一類型織物進行專項管理。同時，該系統(tǒng)可配合醫(yī)院的醫(yī)用織物管理，按職責劃分為后勤配送管理、手術織物管理、科室織物管理等，不僅實現(xiàn)了各科室業(yè)務可獨立開展、分步建設，可綜合管理、統(tǒng)籌規(guī)劃的目標，建立全院統(tǒng)一的醫(yī)用織物管理綜合服務體系，并將織物各個環(huán)節(jié)中的細節(jié)記錄到數(shù)據(jù)庫，有效追溯織物流轉狀態(tài)，并為成本核算、決策提供數(shù)據(jù)基礎。系統(tǒng)結構框圖如圖1所示?；谖锫?lián)網的智能醫(yī)用織物管理系統(tǒng)由下位機控制系統(tǒng)和上位機織物管理系統(tǒng)組成。下位機控制系統(tǒng)主要包含控制柜門開閉、識別醫(yī)用織物類別及數(shù)量、織物數(shù)量超載報警及數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ堋Ｔ撓到y(tǒng)以STM32單片機為控制核心，利用RFID技術和4G技術對醫(yī)用織物的種類及數(shù)量進行讀取及發(fā)送，其原理為：在每件織物上嵌入具有唯一識別碼的RFID電子標簽，通過RFID射頻技術讀取當前織物序列號，利用RS232通信傳輸至單片機進行數(shù)據(jù)分類并打包，使用4G無線透傳技術將數(shù)據(jù)包發(fā)送至上位機。以此方式能夠實現(xiàn)織物在運送、存儲、回收等過程中，依靠設備自動識別記錄織物的當前位置、使用狀態(tài)以及操作人員等信息，滿足醫(yī)用織物的全流程閉環(huán)管理。上位機織物管理系統(tǒng)主要基于ASP.NET技術，使用MVC設計模式構建Web應用，SQLServer為數(shù)據(jù)庫。通過網頁訪問服務器，讀取服務器接收數(shù)據(jù)，并與后臺數(shù)據(jù)進行對比，進行織物數(shù)量及狀態(tài)的更新及顯示。后臺工作人員可通過管理賬號訪問網址，實時監(jiān)測織物的變化狀態(tài)，同時自動生成報表并保存在數(shù)據(jù)庫中以做備用。

2系統(tǒng)硬件設計

2.1主控制器模塊

主控制器模塊身為整個基于物聯(lián)網的智能醫(yī)用織物管理系統(tǒng)的硬件控制核心，需滿足系統(tǒng)實現(xiàn)對控制要求、數(shù)據(jù)采集、處理及傳輸功能的實現(xiàn)。本系統(tǒng)采用STM32F103ZET6單片機作為主控模塊，包含以72MHz頻率運行的高性能ARMContex-M332位RISC內核，閃存512KB，SRAM64KB的高速嵌入式存儲器，以及多種增強型I/O和外圍設備，在對程序的運行處理時效上具備了運算速度快、處理能力強、工作運行穩(wěn)定的特點，滿足下位機控制系統(tǒng)的要求[6-7]。

2.2RFID射頻識別模塊

RFID射頻識別技術是一種自動識別技術，具有快速信息交換及存儲功能，主要通過無線通信結合數(shù)據(jù)訪問技術，實現(xiàn)非接觸式的雙向通信，并利用數(shù)據(jù)庫對當前所識別數(shù)據(jù)進行對比，從而達到了識別的目的[8]。鑒于系統(tǒng)所安置環(huán)境需具備較高的穩(wěn)定性及抗干擾性，本系統(tǒng)選擇采用高性能的嵌入式UHF超高頻電子標簽讀寫模塊，其工作頻率為865～868MHz，具有EPCC1G2（ISO18000-6C）、GB/T29768雙協(xié)議，讀取距離大于9m，低功耗寬電壓，并結合高效碰撞處理算法，保持高識別讀取率，實現(xiàn)對電子標簽的快速讀寫處理[9]。

2.34G模塊

4G模塊具有通信速度快、網絡頻譜寬、通信靈活等特點。該設備是指硬件加載到指定頻段，軟件支持標準的LTE協(xié)議，軟硬件高度集成模組化的一種產品的統(tǒng)稱[10]。根據(jù)系統(tǒng)設定，本文采用WH-LTE-7S4V2型號作為4G模塊，其是一款插針式4G模塊，實現(xiàn)UART轉4G雙向透傳功能；支持TCP，UDP；支持看門狗防護，穩(wěn)定運行。

2.4門鎖模塊

門鎖模塊是由繼電器及電磁鎖模塊構成。本文選用CG-07E型號作為門鎖模塊。該模塊由U型鎖扣、鋅合金鎖體、手動解鎖撥桿、電源線及反饋線組成。其工作電壓可選DC3/5/12V，承受拉力500N，工作環(huán)境為-15～55℃，滿足本系統(tǒng)的功能。

3系統(tǒng)軟件設計

上位機織物管理系統(tǒng)包含5個子模塊，分別為檔案管理、織物管理、設備管理、出入庫和其他設置。檔案管理包含醫(yī)院管理模塊及人員管理模塊，可對醫(yī)院和人員分別進行添加、刪除、修改信息等操作?？椢锕芾戆椢镱愋湍K、織物管理模塊和報損記錄模塊，可對織物的類型、織物的管理和報損記錄進行查看，并不同醫(yī)院的醫(yī)用織物種類進行增添及刪除操作，同時可導出該醫(yī)院的不同醫(yī)用織物的報損記錄。設備管理包含設備管理模塊、凈衣柜明細模塊、凈衣柜日報表模塊、污衣柜明細模塊、污衣柜日報表模塊，可對醫(yī)用柜類型進行設置，同時記錄由該院所有污衣柜、凈衣柜的操作時間及人員，以及柜內醫(yī)用織物種類及數(shù)量的變化。出入庫包含織物出庫模塊、污物入庫模塊，可實時記錄醫(yī)用織物的流轉過程。其他設置包含參數(shù)設置和修改密碼，可根據(jù)醫(yī)院病患流量及織物使用頻次進行設置及報警，防止醫(yī)用織物流轉不暢等情況的發(fā)生。上位機系統(tǒng)總體功能結構如圖2所示。

4系統(tǒng)測試

首先，通過管理員權限進入織物管理系統(tǒng)平臺并添加人員姓名、角色、賬戶、密碼、所屬醫(yī)院等信息，之后登錄所建立的人員賬號，便可實時觀測該院實際醫(yī)用織物流轉狀態(tài)。其次，對污衣柜、凈衣柜上電。等待下位機系統(tǒng)初始化后，利用IC卡分別刷開污衣柜、凈衣柜柜門，門鎖打開。將不同種類的醫(yī)用織物分別放入污衣柜、凈衣柜內，手動關閉柜門。最后，在織物管理系統(tǒng)平臺中，選擇污衣柜/凈衣柜日報表，即可看到當前放入柜中的醫(yī)用織物種類及數(shù)量，同時在凈衣柜柜門中所嵌的顯示屏中也可顯示當前狀態(tài)下柜中醫(yī)用織物種類及數(shù)量。該系統(tǒng)已部署河南省人民醫(yī)院、河南新鄉(xiāng)醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院等進行實際使用測試。測試結果顯示，該系統(tǒng)能夠實時對污衣柜及凈衣柜中不同種類、不同數(shù)量的醫(yī)用織物進行記錄，同時能夠將所記錄數(shù)據(jù)上傳至織物管理系統(tǒng)平臺，表明該系統(tǒng)運行穩(wěn)定正常，能夠方便快捷地記錄醫(yī)用織物流轉狀態(tài)。織物管理系統(tǒng)平臺如圖3所示，凈衣柜如圖4所示，污衣柜如圖5所示，凈衣柜顯示屏如圖6所示。

5結語

本文針對現(xiàn)有醫(yī)用織物管理實踐中的難點與問題，結合醫(yī)用織物實際管理工作，借助醫(yī)用織物管理模式優(yōu)化方法，提出基于物聯(lián)網的智能醫(yī)用織物管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)依托物聯(lián)網、RFID、4G等技術，配合完善了醫(yī)用織物管理工作制度，將醫(yī)用織物管理的精細化水平提升到一個全新的層次。本系統(tǒng)已部署并實現(xiàn)應用。應用結果表明，本系統(tǒng)工作穩(wěn)定，性能優(yōu)異，平均每年可降低醫(yī)院相關成本30%。系統(tǒng)同時優(yōu)化了醫(yī)院后勤管理體系，提高了管理工作效率，有效促進了醫(yī)院的智能化水平的建設。

作者:郝夏毅 金順成 李崇偉 單位:天津職業(yè)技術師范大學 自動化與電氣工程學院