医疗物联网网关与感知节点解决方案设计与应用分析

摘 要：信息化时代的来临给予物联网技术巨大的发展契机，其在各行各业也显示出了较好的应用前景，对社会生产生活的方方面面都产生了重要的作用。其中现代医疗事业的进步也随着现代科技手段的进步逐渐发展起来，物联网概念也逐渐深入现代医疗事业的发展中去，其在医疗行业的渗透使之逐渐形成了“智慧医疗”的发展现况，医疗物联网的形成也以其无缝网络覆盖能力、实时数据感知能力以及海量信息处理能力实现了以患者为中心的医疗健 康服务模式的构建。本文就医疗物联网网关与感知节点解决方案设计与应用进行了分析。

关键词：医疗物联网网关；感知节点；设计应用

目前医疗事业的发展过程中还普遍存在疾病预防能力以及康复能力较弱的情况，信息技术的出现以及在医疗事业中的应用可以有效借助物联网等技术手段将医院的“医、教、研”优质资源进行集中，并通过网络向外扩散，扩散过程是以医院为中心，加强对预防和康复环节的技术辐射。该过程的实现需要以医疗物联网为依托，但是现阶段相关标准与规范尚未出台，对应的解决方案也没有形成完整的体系，在医疗物联网网关于感知节点解决方案的设计于应用方面还亟待加强。

一、医疗物联网总体架构

（一）技术分析

（1）医疗多协议物联网网关。医疗多协议物联网网关是一种媒介枢纽设备，主要功能就是连接远程 Inter-net 主机服务器和底层无线传感器网络，并在底层协议与上层各种承载通信网络协议的转换中具有重要的作用，因此，对医疗多协议物联网网关具有较高的要求，一般需要其有较高的适配性、可靠性、稳定性。（2）感知节点。感知节点在实际的应用中一般是内嵌到小型的移动式传感器设备之中，其应用主要是依据具体的应用环境来进行。因此对于感知节点在设计过程中对其的能耗、成本都需要尽可能的低，形态趋向于微型化，并具有可扩展性，在使用上要具有较高的稳定性，同时，对于感知节点是否能够保证数据的精确性以及传输安全也有较高的要求。（3）医疗仪器设备所需的物联网接口模块。医疗仪器设备所需的物联网接口模块是实现医院设备管理自动化的关键。现代医疗技术手段的进步也使得相应的医疗设备种类逐渐增加，进行医疗物联网设计时需要与医疗设备进行通信，便于利用物聯网对设备进行标志、定位、管理及监控，从而实现大型医疗设备的充分利用和高度共享，大幅度降低医疗成本

（二）总体架构分析

目前在医疗物联网的罚站过程中逐渐兴起IPv6 无线传感网（6LoWPAN），其在医疗行业中的应用逐渐普及，并逐渐显示出广阔的应用前景，目前我国在IPv6 无线传感网的研究也逐渐步入正轨，研究内容主要包括医疗物联网网关、感知节点、医疗仪器设备所需的物联网接口模块，在医疗事业中6LoWPAN 传感子网+IP 网组成的网络主要包括以下几个部分：

（1）医疗物联网传感子网。医疗物联网传感子网在组成上是一组能够互相连接通信的无线节点，无线节点在通信中主要依赖于无线频段、调制格式、MAC 报文格式以及 CSCMA/CA 访问机制等。医疗物联网是一种将 IPv6 技术与 WPAN 标准结合起来定义的网络形式，也是IP 网的一种新的末梢接入网络形式，在医疗事业中可以借助6LoWPAN 网关将多个 6LoWPAN传感组网组成跨地域、大规模的 IPv6 传感网络，实现信息的传输与共享，加强各地区的交流沟通。（2）医疗物联网网关。物联网网关主要功能就是连接医疗物联网传感子网和 IP 网，这种网关设备作为一种连接桥梁也可以在IP 网络与传感子网之间进行必要的报文格式转换，通报必要的路由信息，并管理传感子网的动态配置。（3）IP 网。IP 网主要是一种局域网，主要应用在某个单位或者某块区域，作为一个互联网的话也可以是IPv6 或 IPv4 的。（4）应用/管理设备。应用设备主要指的是进行通信的终端设备。一般来说通信的双方主要是传感子网与传感子网内部传感节点；管理设备位于IP 网上的 6LoWPAN 传感网网关服务器，服务内容主要包括安全认证、地址解析等。

二、感知节点

（一）硬件技术分析

感知节点设备采用嵌入式 802.15.4 无线接入模块的产品形式主要是以第三方的医疗传感器设备的开发者作为模块的目标使用者，其通信方式主要是采用无线模块上的协议栈固件自动完成，降低了医疗传感器设备的开发难度。

（二）软件技术方案

本方案采用协议栈独立于操作系统用以实现协议栈的精细处理，通讯可靠以及功能相对完善的目标，并在应用过程中能够充分发挥发挥嵌入式的特点，从而达到嵌入式系统的需要。

三、医疗物联网的应用

（一）移动医疗

移动医疗主要就是指通过使用移动通信技术想患者提供必要的医疗服务和相关的医疗信息，目前来说一般会借助笔记本电脑、平板电脑、智能手机等移动终端来进行移动医疗的服务，在医疗物联网下的应用主要是建立一个包括无线输液管理、移动护理管理、数字健康病房和慢性疾病远程管理的临床信息系统管理以及包括患者管理和医务人员管理等的人流、物流、财流管理。

（二）社区医疗健康管理

社区医疗健康管理是医疗卫生领域物联网最重要的应用场景，可以有效解决就医无序的现状，避免医疗资源的挤占现象。该项应用主要是加大对基层医疗的投入，把慢性病患者和常见病患者留在社区治疗，其模式有以下两种：（1）保健：患者在加足不出户就可以通过智能体征采集器将自身的体征信息通过网络传送到数据中心，该项数据一般是交由患者本人以及患者所在社区进行保管，并依据其分析结果对患者进行相应的治疗。（2）治疗：当患者确定患病信息后首先就是通过社区医生的初步检查进行确诊，并依据病情类型确定治疗地点，一般来说，较轻的病症由社区医生进行治疗，较为复杂的病症会由社区医生通过网络连接大医院的专家进行远程会诊和咨询，做出科学正确的诊疗方案，并转入上级医院治疗，实现有序就医。

四、结语

综上所述，物联网等先进信息技术的应用普及使得现代医疗事业的发展逐渐迈向信息化，其催生出来的医疗物联网和在医疗行业的应用中能够最大程度上优化医院的管理的方式，对于患者身份管理、移动医嘱、诊疗体征录入、移动药物管理、移动检验标本管理、移动病案管理数据保存及调用等方面具有较为清晰的流程管理方案，促进医院服务效率与质量的巨大提升。

参考文献：

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作者简介：赵磊（1981-），本科，职位：信息技术高级工程师。