精神病人防走失

国内外研究现状和发展趋势

1.国内现状：

目前，国内有通过RFID技术对医院病人进行自动监控管理系统，不但满足实际要求而且使设备的巡检、维护变得简单易行。每个病人都戴上附有射频芯片和GSM、GPS芯片的有源腕带，此腕带是防拆卸的，一旦非法拆卸系统将启动自动报警功能，此外腕带是防水防潮的。精神病人的芯片用于系统识别其活动范围，医院管理人员可用手持读卡器PDA直接读精神病人人的腕带信息，当病人超出了手持PDA事先设定的范围后或手持PDA读取不到病人人腕带标签信息，则发生报警，并同时以短信的形式传给监控中心，监控中心得到报警信息后，迅速派出工作人员进行支援寻找。

目前国内医院如上海仁济医院利用RFID体温/定位标签用于病房病人的监护管理，可以实时监护病人的体温数据和活动位置信息，使护理人员可以在管理工作台了解病人的体温变化情况和位置信息，提高了医院病房医护管理的智能化水平，在业内具有相当高的声誉。一些医院也相继采用此技术方案，可见该系统在医疗领域的应用前景是非常广阔的。

目前，国内精神病医院精神病人的看管还处于人工操作阶段，不光费时、费力，而且存在看护人员疏忽失误的可能。据各方面的资料显示，目前国内还尚未有精神病医院采用RFID技术进行实际信息化管理的案例。对于利用RFID结合GSM、GPS技术等的实时监测，在国内还未有相关单位的应用报道。

2.国外现状：

国外，有RFID技术在医院的的应用案例，宾夕法尼亚州的Lancaster总医院正在通过RFID跟踪系统对于PeriOptimum和Radianse的整形外科中心的病人进行跟踪，目前该项目正在实施中。

3.发展趋势：

随着RFID的告诉发展和其显而易见的技术优越性，医疗行业也越来越的开始使用RFID。医疗医药行业是一个严谨的，不允许出错的行业，同时也是个追求高效率的行业。通过精神病人管理系统，实现对精神病人和医护人员的自动识别、人员定位、电子化巡查与追踪功能，通过新技术为传统业务引入新的理念，在提升医院整体硬件平台的同时，也提高了软件服务质量。本项目作为RFID技术在医疗行业的一个全新应用，将为整个行业带来一个新的发展方向。

三、项目研究开发内容及主要创新点

1.项目研究内容

RFID（无线射频识别，Radio Frequency Identification）是一种采用射频技术的非接触式自动识别技术。RFID系统基本构成为标签、阅读器和天线三部分，同时在实际应用中还需要相关硬件和软件的支持。RFID给我们带来很多好处，它的优点在于可以无接触的方式实现远距离、多标签甚至在快速移动的状态下进行自动识别。计算机网络技术的发展，尤其是互联网技术的发展使得全球信息传递的即时性得到了基本保证。在此基础上，加上GSM和GPS技术将这两项技术结合起来应用于精神病人标识和自动追踪管理。系统功能示意图如下：

 

2.主要创新点

2.1 GPS/GSM和RFID双模式切换技术 

RFID工作模式和GPS/GSM工作模式有两种切换方式，手动切换和自动切换。手动切换是指根据实际需要手动切换工作模式，可通过参数设置进行模式切换；自动切换是指根据信号类型自动切换模式。

RFID工作模式

 精神病人在室内或RFID信号覆盖范围内活动时启用RFID工作模式，GPS/GSM处于关闭状态。精神病人每天戴着创羿CY-TAGPS-10腕带式有源电子标签进出监控区，标签工作方式为主动式，不停向外发射ID信息，当病人到达监控区域内，装在监控区域的创羿CY-WRT-100无线路由节点就会读到标签ID信息，CY-WRT-100无线路由节点再通过以太网线以及相关集线器等中间设备把信号传到电脑上，通过对照ID号数据库就能看到精神病人的详细信息。每个监控区的固定式CY-WRT-100无线路由节点可以通过软件设置使其在固定的时间间隔进行监控，比如设置30分钟自动刷新一次，即实现自动执行一次。在医院的所有场所中：房屋、道路、围墙等位置安放CY-WRT-100无线路由节点、CY-RZGG-200全向读卡器、摄像机、喇叭等监控设备。当出现信号消失、私自跨区域行为、拆卸或剪断CY-TAGPS-10腕式标签等行为时，红外摄像机立即捕捉并记录现场情况，中央控制室声光报警提示，管理人员根据现场情况使用对讲，通过该区域的喇叭进行管理。

GPS/GSM工作模式

GPS/GSM工作模式是指GSM开启，GPS开启，定时发送功能开启。这种工作模式下，能时时定位，可随时监控精神病人和实现轨迹跟踪，并将位置数据和状态数据定时发送给服务中心，此时电子围栏功能可用，用户可以通过GSM来修改参数设置。其中通信方式是可选的，GPRS或短信，默认设置为GPRS，定时发送的时间间隔也是可设置的，可选的有5s、10s、30s、60s，默认为10s，位置数据和状态数据整合一起发送，定时时间间隔用户可以选择设置5s、10s、30s、60s。当发生按键报警、拆卸报警、电子围栏报警时，用户可选择腕带系统自动或手动设置加快定时发送时间间隔为3-5s，以便及对报警腕带进行跟踪定位。此模式下，GPS开启，耗流为45mA，GSM耗流为20mA,大概功耗为100mA,单片机耗流0.2mA，功耗达到最大，但是此电池是可充电的，腕带具有充电接口，可对腕带进行充电，不必频繁更换电池。

CY-TAGPS-10腕式标签能够为每个病人提供各自唯一的身份，并为其存人相应的信息，这些信息与后台数据库互联，因此，病人无论在哪，都能全程受到RFID系统的监控，并且病人位置信息可以随时被跟踪出来。传统的精神病人看护费时、费力，还需要人工进行信息核对，采用创羿精神病院人员定位管理系统后，无须精确定位就能大批量地对病人进行实时点名、核对与更新，避免了人工核对时常出现的差错。而RFID的非接触识别特性还可以确保标签在不会受到灰尘、污渍、低温等影响，能够在特殊环境条件下保持正常工作工作。

2.2传感技术

    RFID传感器标签主要由微控制单元、传感单元、射频单元、通信单元、定位单元和供电单元组成。传感技术是感知、获取与检测信息的窗口，它能够实现数据的采集量化、处理融合和传输应用。

微控制单元

    微控制单元由嵌人式系统构成，包括嵌人式微处理器、存储器、嵌人式操作系统等，还集成了看门狗、定时／计数器、同步／异步串行接口、A／D和D／A转换器以及I／O等各种必要功能和外部设备。该单元实现的主要功能包括：负责整个芯片的任务分配与调度、数据的整合与传输，进行无线数据验证，完成数据的分析、存储和转发，区域内网络的路由维护，芯片电源的能耗管理等。 

传感单元

    传感单元主要由传感器和A／D转换器组成。传感器是能够感受规定的被测量并按照一定的规律将其转换成可用输出信号的器件或装置。通常传感器由敏感元件和转换元件组成，敏感元件采集外部需要传感的信息，将其送人转换元件，后者完成将上述物理量转化为系统可以识别的原始电信号，并通过积分电路、放大电路的整形处理，最后经过A／D转换成数字信号并送人微控制单元进行进一步处理。

射频单元

    射频单元控制接收和发送射频信号，并选择运用空分多路、时分多路、频分多路和码分多路等存取方法实现多目标同时识别与系统防冲撞机制。

通信单元

    通信单元用于数据通信，解决无线通信中的载波频段选择、数据传输速率、信号调制、编码方式等，并通过天线进行芯片与读写器问数据的收发工作，具有数据融合、请求仲裁和路由选择等功能。

定位单元

    定位单元实现芯片自身位置的定位以及信息传输方位的定位。基于无线传输协议，如IEEE802.15．4标准和ZigBee协议等。定位算法可选用基于测距(如信号强度测距、时间差测距等)或不基于测距的方法(如质心法、DV—Hop算法等)。

供电单元

RFID传感器标签有无源、半无源和有源之分。无源标签不需要芯片内置电池，它通过提取读写器发出的射频能量来维持工作。半无源和有源标签都需要内部电池供电来维持正常的传感与射频工作。考虑到精神病人管理中对病人的实时监控需要保证其持续、正常的能量供给，因此加入了供电单元，设计为半无源或有源标签。在这一部分中，通过合理的设置芯片的接收、发射以及待机状态，可以解决好能量消耗与传输可靠性的问题，有效延长芯片的使用寿命。