基于 RFID 的非接触式医院智能登记查房系统

引 言

近年来，RFID 技术飞速发展，在各个领域得到广泛应用，如智能公交、公路监测。目前医疗卫生信息化已纳入“十三五”国家网络安全和信息化建设重点，未来几年，我国医疗信息化规模将持续增长，越来越多的企业发现 RFID 可以提高效率、降低成本、保障病患安全，当前 RFID 在医疗领域的应用主要集中在器械管理方面 [3]。

目前医院登记及查房多采用人工方式，存在着一些弊端 ： 当较多病人需要快速登记时，传统的人工方式不仅速度慢而 且容易出错，对危重病人来说一分一秒的耽搁都是灾难 ；病人住院查房以人工方式进行，工作繁琐，一旦出错难以排查。将无线网络技术应用到医疗领域是一种趋势 [4]，针对这种现状，本文设计一种基于无线射频识别技术的非接触式医院登 记查房系统。该系统能够提高病人入院高峰期的登记效率和 准确率，降低医院查房工作的工作量和出错率 [5]；可以为病人建立更全面的治疗记录，医生根据记录及时更改治疗方案， 提高治疗效率，减少病人的痛苦 ；亲属能够随时了解病人的医嘱、健康状况、用药记录等信息。

1 系统原理

1.1 无线射频识别技术

RFID 技术最早起源于英国，在二战时被用来识别敌我飞机身份，20 世纪 60 年代开始商用。1999 年麻省理工学院的自动识别技术中心提出“物联网”的概念，RFID 为其中的关键技术，因而近十几年来得到了飞速发展 [6-7]。

RFID 是一种应用电磁感应原理进行识别并交换数据的短距离双向通信技术，其由电子标签（Passive Tag）、读写器（Reader or Scanner）、天线（Antenna）三部分组成 [8]。其中，电子标签用于储存标志物的唯一编码及数据信息，由芯片和标签天线组成 ；读写器用于识别及写入标签数据信息，是数据采集的终端 ；天线是指无线通信系统中辐射和接收无线电波的装置，在 RFID 系统中有读写用天线和标签用天线两种，用于发送和接收射频信号。

读写器首先将要发送的信息经过编码加载到某一频率的载波信号上，经天线转化为特定的电磁波能量向所需方向发射出去。电子标签的天线将接收到的电磁波能量转化为脉冲信号后经芯片调制解码，判断请求类型及权限，可执行读操作或写操作。读操作即电子标签将芯片中的信息通过天线发送给读写器，写操作即对芯片 E2PROM 中的数据进行改写。电子标签的供能可由读写器发射的电磁波提供，也可有独立电源，以此分为无源与有源标签。RFID 通信原理如图 1 所示。

RFID 技术得以广泛应用的优势在于其具有非接触无源特性的标签 [9]。非接触式特性是指标签和读写器不需要直接接触，甚至在烟、雾等阻隔下能够实现通信 ；无源特性是指RFID 标签可通过读写器发送的电磁波产生电能，不需要独立的电源。此外，RFID 标签具有一个全球唯一的 ID 号，在生产过程中写入存储器，无法更改，使被标记物体具有唯一性，降低了识别和管理的出错率。

1.2 系统流程

(1) 病患入院时，医院为其配发 RFID标签，并用手持机扫描录入患者基本信息，通过 TCP/IP协议发送至电脑终端保存，后续可进行信息的管理与维护。

(20 护士在查房时使用手持机靠近患者的 RFID标签， 手持机获取 RFID标签信息并通过局域网将信息发送至护士站电脑终端，电脑终端调取数据库匹配标签信息，再将匹配信息通过局域网发送至手持机，手持机收到信息之后将其显示在软件界面上，护士可以查看该患者的相关信息。

(3) 手持机能将患者的相关信息发送至亲属的手机APP，以便亲属及时了解患者相关信息，如医嘱、用药记录等。

系统流程示意图如图 2 所示。

2 系统组成

2.1 硬件部分

（1）UHF 手持机。UHF 是指特高频无线电波（Ultra High Frequency，UHF），即频率在 300 ～ 3 000 MHz，波长在0.1 ～ 1 m 的无线电波，穿透性强、阅读距离远，适合用于复杂的室内环境 [10]。手持机中装有安卓手机，可安装安卓环境下的 APP，为软件部分的开发提供了基础。手持机可以完成对标签信息的录入，并通过局域网与护士站计算机进行信。图 3 为 UHF 手持机。

（2）无源标签腕带。无源标签腕带如图 4 所示，病人入院登记时由护士分发，佩戴于病人腕部，具有唯一 ID 号，体积小，方便佩戴，不会给病人带来不便。

（3）护士站计算机。护士站计算机用于存储患者信息，接收来自手持机的标签号，并把匹配信息反馈给手持机。

（4）亲属安卓手机。亲属安卓手机可以查询护士站计算机录入的患者信息，如医嘱、用药记录、健康状态等。

2.2 软件部分

（1）手持机 APP。手持机 APP 为 Android studio 平台下用 Java 语言开发 [11]。其主要用于录入 / 查房功能，用以读取标签信息并发送到护士站计算机，也可录入如患者姓名、年龄、手机号等基本信息。工作中主要用到图 5 中的 4 个界面。使用时，打开手持机 APP 进入界面（a），同时护士站计算机软件处于开启状态，且手持机与护士站计算机处于同一局域网下 [12]，点击录入 / 查房，可进入界面（b）。在录入登记时，护士为病人分发空白标签，使用手持机扫描，可进入界面（c），点击示意部分可输入相应信息，输入完成后，点击确认发送， 可将标签信息发送至护士站计算机储存。在查房时，护士使用手持机扫描病人标签，当接收到标签 ID 后，自动发送至护士站计算机，计算机返回与标签匹配的病人信息显示在界面（d）。扫描到已录入标签时，信息为只读模式。

（2）护士站计算机软件。本软件初始界面如图 6 所示。界面上方是使用示意图，方便医护人员迅速掌握系统原理及使用方法 ；中间部分是信息录入栏，可录入姓名、手机号码、年龄三项基本信息，以及档案、医嘱两项高级信息，EPC 为标签 ID，可将手持机扫描的标签号显示在此栏 ；界面下方是本机信息，包括服务器 IP 和服务器端口两项信息。同一局域网下，扫描到空白标签时，会在 EPC 栏显示出标签 ID， 此时可选择在手持机端录入或在计算机软件端录入。档案管理界面可显示已录入的病人信息，不可更改，可以删除，如图 7 所示 ；医嘱管理界面可更新病人医嘱信息，如图 8 所示。

图 6 计算机软件初始界面

图 7 档案管理界面

图 8 医嘱管理界面

（3）亲属手机 APP。通过 Socket 通信实现对计算机数据库中病人信息的读取 [13]，亲属在手机 APP 界面输入登记时填写的手机号，点击确认后 APP 发送手机号码至电脑服务器。电脑端识别到数据后将手机号码匹配到数据库，如果没有该号码，则手机端识别之后在屏幕上显示“系统未查询到信息”；如果匹配到该号码，则从数据库中提取对应的患者姓名、年龄、医嘱等信息发送到手机端，显示在屏幕上。亲属端手机APP 如图 9 所示。

3 结 语

本文提出一种基于 RFID 的非接触式医院智能登记查房系统，其能够完成对病人登记信息的快速准确录入，可保存在计算机数据库中，方便护士及医生查询，减少工作量，并且不易丢失。医生可以在护士站计算机完成对病人医嘱的录入，护士查房时直接扫描病人标签获得对应的医嘱信息，能够更加方便快捷地给予每个病人治疗建议。病人亲属可以通过手机 APP 查询到患者的健康状态、用药记录、治疗方案等信息，增进了医院与患者家属之间的信息交流，有利于缓解医患关系。