基于物聯網技術的新生兒防盜與母嬰配對管理系統的研究

趙曉婧

廣東省第二人民醫院設備科 （廣東廣州 510000）

醫院產科及新生兒科在新生兒出生時，通常采用母嬰佩戴標簽手環的方式識別母親及新生兒的身份，此手環使用手寫標示或條碼的技術來辨識，但實際操作中可能存在新生兒辨識錯誤、新生兒被盜或被調換等風險[1]。同時由于新生兒體溫調節功能不足，容易受環境影響而出現低溫癥狀，這便需要醫護人員多次反復地測量新生兒體溫，進一步加重了醫護人員的工作負擔[2]。因此，本研究利用物聯網技術、信息化技術，建設了一套新生兒防盜與母嬰配對管理系統，具有母嬰配對、新生兒防盜識別、體溫監測、自動報警、遠程監控5項功能，包含紅外測溫、中心監控、門禁處理、定位追蹤4項技術。

1 新生兒防盜與母嬰配對管理系統

1.1 系統組成

新生兒防盜和母嬰配對管理系統由硬件和軟件兩個部分組成。

硬件由新生兒有源RFID迷你測溫標簽、無線傳輸模塊和門禁管理系統組成。有源RFID迷你測溫標簽采用手環設計，包括控制面板、紅外線測溫器、震動傳感裝置、LED指示燈、報警裝置以及核心電路。無線傳輸模塊包括發送模塊、協調器以及接收模塊。門禁系統采用基板型230雙門控制器，與新生兒防盜系統相聯動[3]。

軟件主要為中心控制系統，提供母嬰配對信息錄入、防盜警報、門禁管控以及全方位監管等新生兒防護功能。

1.2 功能模塊

新生兒防盜：新生兒標簽內設置紅外線測溫器，可以判斷標簽是否有被移至新生兒身體外；若測得溫度與室內環境溫度相適應，則會立即發出警報，提示標簽已脫離新生兒體表，新生兒有被盜可能性。

體溫偵測：高精度的紅外線測溫器可以實時偵測新生兒的體溫變化；若有異常的溫度變化，則會立即發出警報，監控站可以對其進行實時處理；另外，體溫偵測可隨時通過校正確保體溫數據的正確性。

母嬰配對：每個新生兒都有一個獨一無二的用戶身份證明（user identification，UID），可通過新生兒標簽的唯一碼與母親生產信息相配對并與醫院系統對照，從而準確辨識每個新生兒的身份；多重的身份認證機制能夠避免抱錯而產生的醫療糾紛。

定位追蹤：當RFID感測網絡在醫院中布置完成時，我們就可以在此環境中對有源標簽進行定位追蹤，靈活設置報警級別，調控報警系統敏感性，從而有效掌控母嬰甚至設備儀器的位置信息。

門禁安防：門禁管理系統可以控制人員的出入及人員在樓內及敏感區域的行為；數字化出入控制系統可以準確記錄和統計管理數據，同時與新生兒防盜系統相配套，保障新生兒在院期間的絕對安全[4]。

2 核心技術

2.1 有源RFID技術

RFID技術，又稱無線射頻識別，是一種通信技術，其中RFID標簽分為有源類和無源類。本系統采用有源RFID技術，電子標簽自身帶有電池供電，讀/寫距離較遠（100～1 500 m），可以實現精確的室內定位，即通過Reader與Tag的配對，實現各標簽的室內定位，適用于醫院病房管理。

2.2 Zigbee無線傳輸技術

Zigbee也被譯為“紫蜂”，與藍牙類似，是一種低成本、短距離、低功耗的無線通信技術，適用于自動控制和遠程控制領域，可以嵌入各種設備。通過星形拓樸結構直接向中心節點（協調器）發送各個終端采集的數據，將新生兒的狀況信息傳送到中心控制系統，經過A/D轉換，將新生兒的信息翻譯成溫度、報警等信息。醫護人員收到中心控制系統傳來的內容，可保證隨時隨地檢測到新生兒的情況。

2.3 無線式人體體溫監測回報系統

無線式人體體溫監測回報系統包含電源單元與微處理單元電連接的第一溫度檢知單元、第二溫度檢知單元、無線傳輸單元及遠端監控單元。其中第二溫度檢知單元所偵測的環境偵測值S1與內建于微處理單元的參數S2比對，取得環境校正參數S3，環境校正參數S3再與人體偵測值S進行運算，得出人體真實體溫的趨近值T。若趨近值T落在預設警示值X范圍內則視為異常，異常時經微處理單元命令無線傳輸單元發出警示信號。

2.4 互聯網B/S（Browser/Server）結構的信息技術或移動通信技術

B/S結構（Browser/Server，瀏覽器/服務器模式），是網絡（Web）興起后的一種網絡結構模式，Web瀏覽器是客戶端最主要的應用軟件[5]。這種模式統一了客戶端，將系統功能實現的核心部分集中到服務器，簡化了系統的開發、維護和使用。客戶端只要安裝一個瀏覽器，瀏覽器就可通過Web服務器與數據庫進行數據交互，極大地簡化了客戶端電腦載荷，降低了系統維護升級的成本和工作量。

3 應用價值及后續研究

3.1 應用價值

3.1.1 實時監控、主動防護

病區內使用的新生兒標簽每隔一定時間上報數據，從而實現新生兒安全的主動防護功能；標簽還帶有皮膚接觸感應功能，進一步確保了新生兒的安全性。

3.1.2 設備故障實時檢測與報警提示

系統可在線檢測現場所安裝的設備狀態。當設備發生故障返回設備故障信息或不返回信息數據時，系統將立即啟動故障警告提示，該方式可有效防止因設備故障或遭到破壞導致的意外事件；當標簽電池電量過低時，系統將主動報警提示更換電池，無需定期進行逐個檢查。

3.1.3 系統操作簡便易行、管理高效

軟件系統頁面設計簡單直觀，易于操作；即時體溫檢測、母嬰定位跟蹤、信息配對等功能可減輕醫護人員的工作負擔，有效避免管理漏洞，提高管理效率，從而健全醫院管理系統。

3.1.4 系統擴展性好

出口監視器留有開關控制，允許與門禁控制器聯動，實現門禁打開及鎖止。系統網關允許接入網絡攝像機，以獲取病區出入口處的視頻信息。

3.1.5 新生兒標簽符合人體工程學設計，佩戴舒適

腕帶采用仿生材料，標簽及腕帶設計精巧，符合人體工程學設計，體積小、重量輕，解決了新生兒標簽佩戴時容易旋轉、滑落的問題。

3.2 后續研究

3.2.1 移動終端查詢

移動終端設備通過網絡與中心控制系統相連接，醫護人員可隨時隨地了解新生兒情況。

3.2.2 短信發送功能

中心系統可以根據新生兒家屬需求，通過短信形式將新生兒情況發送給新生兒家屬，家屬可遠程掌握新生兒情況。

3.2.3 全面監測功能

系統可實時監測新生兒生命體征，包括呼吸、脈搏、血壓等，減輕醫護人員工作負擔。

3.2.4 視頻攝像功能

新生兒出生后需送入新生兒產房進行嚴格的特殊護理，導致了母嬰分隔，若以局域無線網絡為基礎增添視頻攝像功能，產婦可實時觀察新生兒情況，從而減輕產婦心理負擔，提升產婦對醫院的滿意度。

3.2.5 光能充電

使用光能對新生兒腕帶進行充電，可增強電池壽命，減少使用中電量不足的情況。

3.2.6 指紋識別技術

指紋識別技術將新生兒指紋與腕帶形成獨一無二的配對，可有效避免腕帶被調換。

3.2.7 第五代移動通信技術（5G）

隨著下一代移動互聯網的建設與發展，“萬物互聯”的構想已經逐漸從暢想變成了現實，為物聯網提供了很大的發展空間。在5G技術加速發展的過程中，新生兒防盜和母嬰配對管理系統將得到更多技術創新，如小型化終端設備，降低功耗，簡化部署流程，高效化通信等，且其適合大規模部署實施，可廣泛應用于醫院。

綜上所述，結合物聯網及信息技術建設新生兒防盜與母嬰配對管理系統，可以實時了解新生兒的狀況，降低醫院在傳統安保漏洞中的管理風險，減輕醫護人員頻繁且重復的工作，便于管理者統籌安排醫療工作。