自行研制RFID母婴识别及婴儿防盗系统

2011-11-16顾希

中国医疗设备 2011年6期

关键词：腕带读写器电子标签

顾希

江苏省南通市妇幼保健院设备管理科，江苏南通 226006

自行研制RFID母婴识别及婴儿防盗系统

顾希

江苏省南通市妇幼保健院设备管理科，江苏南通 226006

目的自主研发基于无线射频识别（RFID）技术的母婴识别及婴儿防盗管理系统，满足临床监护需要，防止新生儿抱错或被盗。方法该系统由硬件和软件两部分组成。采用RFID技术，在婴儿身上佩戴可发射出RF射频信号且对人体无害的智能电子标签，同时在医院内需要进行控制的区域安装信号接收装置。结果信号接收装置可以接收到婴儿电子标签所发射出的RF信号，并据此对婴儿所在位置进行实时监控和追踪，对盗窃婴儿的行为及时报警提示。结论该系统以其适用性、可靠性、完整性等优点代替了传统的婴儿佩戴标志环的管理方法。

无线射频识别技术；母婴识别；婴儿防盗管理系统

0 前言

我院是一所集保健、医疗、教学、科研为一体的三级妇幼保健院，本地区超过50%的新生儿在此出生。设计一套高可靠性和完整性的母婴识别及婴儿防盗管理系统，对提升医院整体专业形象，提高医院综合管理水平势在必行。过去我院通常的做法是，在婴儿一出生时，给其手腕或脚腕上戴上写有母亲住院号和姓名的标志环。仅是这么一个纯物理性质的标志环，在工作中存着诸多隐患。新生儿在医院被盗或被更换的发生概率虽然不高，但却一直在发生，这些事给当事人造成心灵上的严重创伤，也使医院的声誉受到严重影响，甚至面临诉讼及经济赔偿。有的是医院工作人员无心的过错，有的则是别有用心的有意行为。有了母婴安全监护RFID系统，医院的利益得到保护，新生儿及其家庭的幸福得到保障。

1 系统组成

系统由硬件和软件两大部分组成。

1.1 硬件部分

（1）母婴腕带。包括母亲腕带和婴儿腕带各一只，腕带内部嵌有RFID标签，设计具有如下特点：非常轻巧，容易佩带，无过敏反应，不伤害婴儿皮肤。

（2）医护工作卡。医护工作人员出入婴儿护理室等门禁的授权卡。

（3）台式读写器。即“发卡器”，与服务器主机永久连接，向母婴腕带或医护工作卡内写入/修改母亲和婴儿的个性化信息。

（4）RFID[1]阅读器。阅读器为读取标签信息的设备，分为手持式和固定式。医护人员在工作时携带手持式阅读器，读取母婴腕带或医护工作卡上的信息，寻找需要进行相应护理的母亲或新生儿，并可以记录对母亲或婴儿的监护工作，如喂奶、洗浴、消毒、打针等。固定式电子标签读写器配有高增益天线，主要用来在固定场合对电子标签进行识读。

（5）门禁监控系统[2]。该系统包括天线，大功率读写器及电磁锁，共同构成完整的门禁系统。安装于婴儿护理室门口，读取出入的腕带或卡的信息，如果没有授权的婴儿出入，系统会发出报警，并启动电磁锁开关，将门关闭。

1.2 软件部分

软件部分包括设备软件、系统软件、安全门禁软件等。

2 系统网络结构

图1 系统网络结构图

如图1所示，通讯线路采用CAN总线方式。发卡机、计算机、通讯转换器、数据服务器之间是物理线路连接。有源电子标签[5]（包括母婴腕带、医护工作卡）由芯片组成。每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上识别目标对象，它们与系统之间是无线通讯链路，具有如下特点：远距离（0～70m）自动识别；基于HDLC的时分多址和同步通信机制；超低功耗设计。固定式电子标签读写器具有如下特点：支持RS232/485有线方式上位机通讯[7-8]；使用频道隔离技术，多个设备互不干扰；支持多达200个RFID读写；极低的射频发射功率和功耗；抗干扰和防雷设计。基于PDA CF接口的手持式读写器[4]具有的主要特性为：基于微软WinCE4.0以上嵌入式操作系统；CF接口的电子标签读写模块，支持读写模块的即插即用；320×240分辨率的QVGA-TFT型彩色触摸屏显示器；使用频道隔离技术，多个设备互不干扰；发射功率可调。选用内潜式天线[3]传递标签与读写器间的射频信号。

3 系统工作流程

如图2所示：首先注册登记新生儿信息，对其统一编码并配置其相关信息，如母亲姓名、出生日期、性别、母亲住院号等。登记标签信息，建立每个婴儿与每个RFID标签的唯一对应关系，为出入登记和监控提供基础数据。绑定婴儿卡与母亲卡，为婴儿佩戴。通过护士携带的手持式RFID读写器，分别读取母亲与婴儿所佩戴的RFID母婴识别带中的信息，确认双方的身份匹配，防止婴儿被抱错。在婴儿室、楼层等进出入口装配一台与电子标签相配套的识读器，当配有电子标签的新生婴儿接近识读器一定的范围时，识读器就能够自动识别电子标签，并将相关数据自动传输给后台主机进行处理，如读到未经授权的电子标签，会立即将相应信号传送给门禁控制器及报警装置，产生相应的防盗措施。

图2 系统工作流程图

4 系统功能

（1）防止婴儿被抱错。当护士抱着婴儿离开时，婴儿腕带的识别信息必须和母亲识别信息匹配才能离开，如果信息不匹配，门禁系统将会发出警报，可以有效地防止婴儿被抱错。

（2）防止婴儿被盗。需要在各个监护病房的出入口布置固定式RFID读写器，每次有护士和婴儿需要通过时，通过读取护士身上的RFID身份识别卡和婴儿身上的RFID母婴识别带，身份确认无误后监护病房的门才能被打开。同时，护士的身份信息，婴儿的身份信息及出入时间被记录入数据库中。配合监控录像，保安能随时监视重点区域的情况

5 系统优点

（1）主动式保护。每隔10s，各婴儿防盗标签都会通过接收器LAR向控制电脑发出信号，使得系统可以及时了解每个标签的工作情况，为所有婴儿提供最大程度的安全保护。

（2）唯一电子编码。每个电子标签都有唯一编码，不会重复导致混乱。

（3）安全性。本系统采用独特的nW级功耗设计，对人体健康无影响.

（4）可靠性、防冲突性[3]。选取的阅读器可同时读取200个标签以上，可有效避免因同时有大量标签存在于读取范围系统无法全部响应，提高了系统的可靠性。

（5）响应快速性[6]。系统采用2.45GHz微波频段，RFID Reader读取响应速度很快，理论上支持200km/h通过速度的识别，可以有效地避免人员的快速移动造成的读取失误和遗漏。

6 应用结果

通过目前在一个产科病区初步安装试运行，有效防止了1例婴儿报错现象，2例护士没戴医护人员卡的情况下带走婴儿去儿科会诊，1例未结账家属抱走婴儿。试运行结果说明系统识别和报警功能良好。此系统得到婴儿家属一致好评和医护人员的肯定，对提高医院管理现代化水平，改善新生儿管理机制，更好地发挥医院整体优势，提高经济效益和增强竞争能力有一定积极作用。

[2] 胡明伟.无线定位技术应用于实时交通信息采集研究[J].深圳大学学报,2007,24(3):246-251.

[3] 郭斌.RFID技术及其在医疗行业中的应用[J].中国医疗设备, 2010,25(1):59-63.

[4] 张纲,等.射频识别技术的现状和发展研究[J].半导体技术, 2004,(4):6-9.

[5] 游战清,李苏建.无线射频识别技术(RFID)理论与应用[M].北京:电子工业出版社,2004.

[6] 游战清,等.无线射频识别技术(RFID)规划与实施[M].北京:电子工业出版社,2005.

[7] 樊平毅,冯重熙.现代通信理论基础<上>信息与传输理论[M].北京:清华大学出版社,2006.

[8] 潘新民.计算机通信技术[M].第2版.北京:电子工业出版社2006.

Development of RFID Mother & Infant Recognitoin and Infants Security System

GU Xi
Equipment Management Department, Nantong Maternal and Child Health Hospital, Nantong Jiangsu 226006, China

Objective To develop mother and infant recognition and infants security system based on RFID technology. Methods This system consists of hardware and sofware. Sticked an intelligent electronical label which can emit a harmless RF signal to the body, meanwhile, installed a signal recieption device in the area where should be controled in the hospital. Results Signal receiption device can receive the RF signal from baby's electronical label and will control and track the location of neonatus realtime, give an alarm if any babies are being stolen. Conclusion This system is suitable, reliable and complete for use, can replace the method of putting indicator ring on neonatus by much advantages.

radio frequency indentification (RFID); mother & infant recognition; infant security system

TP391.4；R174.4

10.3969/j.issn.1674-1633.2011.06.011

1674-1633(2011)06-0037-03

2010-11-18

2010-12-10

作者邮箱：guxi12@163.com