1 引言

　　醫(yī)院每天都有新生嬰兒誕生， 由于新生嬰相貌特征相似，且沒(méi)有理解和表達(dá)能力，若不加以有效標(biāo)識(shí)往往會(huì)造成嬰兒錯(cuò)抱及嬰兒被盜等問(wèn)題。給醫(yī)院及嬰兒家庭帶來(lái)災(zāi)難性的后果。為了有效避免這種問(wèn)題的出現(xiàn)，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種基于RFID技術(shù)的嬰兒防盜系統(tǒng)，能夠徹底防止嬰兒在醫(yī)院內(nèi)被盜，有效保護(hù)嬰兒的安全。

　　無(wú)線射頻識(shí)別(radio frequency identification，RFID)技術(shù)是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，可通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象，無(wú)需可見(jiàn)光源，具有穿透性，無(wú)需與目標(biāo)直接接觸就可以獲取數(shù)據(jù)。RFID技術(shù)可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體且可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽，操作快捷方便。

　　2 系統(tǒng)方案

　　嬰兒防盜系統(tǒng)主要包括嬰兒防盜標(biāo)簽、接收器LAR(1ocal area reeeiver，TJAR)、出口監(jiān)視器Exciter、控制計(jì)算機(jī)管理軟件4個(gè)部分(系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1)。為了實(shí)時(shí)了解嬰兒的位置。在嬰兒身上佩戴可發(fā)射出RF射頻信號(hào)且對(duì)人體無(wú)害的智能電子標(biāo)簽。同時(shí)在醫(yī)院內(nèi)需要進(jìn)行控制的區(qū)域安裝信號(hào)接收裝置．以接收嬰兒電子標(biāo)簽所發(fā)射出的RF信號(hào)．并據(jù)此對(duì)嬰兒所在位置進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和追蹤。一旦有嬰兒被移動(dòng)到某一房間或區(qū)域。立即會(huì)被房間或區(qū)域內(nèi)的RFID讀卡器識(shí)別，并將讀卡器號(hào)碼和標(biāo)簽內(nèi)碼通過(guò)串口傳輸給后臺(tái)服務(wù)器，服務(wù)器可根據(jù)串口信息自動(dòng)跟蹤每個(gè)嬰兒的位置，對(duì)腕帶被切斷或企圖盜竊嬰兒的行為進(jìn)行及時(shí)報(bào)警并自動(dòng)關(guān)閉出口大門(mén)。

　　嬰兒電子標(biāo)簽通過(guò)有源RFID標(biāo)簽識(shí)別。有源RFID標(biāo)簽每隔10 S自動(dòng)發(fā)射無(wú)線射頻信號(hào)。接收器LAR接收到信號(hào)后，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接到后臺(tái)的數(shù)據(jù)庫(kù)。醫(yī)務(wù)人員可通過(guò)管理系統(tǒng)及時(shí)了解嬰兒的移動(dòng)信息，對(duì)嬰兒的安全管理進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控

　　3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

圖1 嬰兒防盜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

　　系統(tǒng)硬件主要包括電子標(biāo)簽、讀卡器、出口監(jiān)視器和報(bào)警控制器等，其中有源標(biāo)簽、讀卡器是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。

　　3．1 RFID技術(shù)

　　射頻識(shí)別技術(shù)是一種利用射頻信號(hào)，通過(guò)空間耦合實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸信息傳遞達(dá)到識(shí)別目的技術(shù)。最基本的RFID系統(tǒng)由標(biāo)簽、讀卡器和天線3部分組成。標(biāo)簽(tag)由耦合元件及芯片組成，每個(gè)標(biāo)簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上，以標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)象；讀卡器(teader)用于讀取(有時(shí)還可以寫(xiě)入)標(biāo)簽信息，可設(shè)計(jì)為手持式或固定式。天線(antenna)在標(biāo)簽和讀取器間傳遞射頻信號(hào)。從純技術(shù)的角度來(lái)看，射頻識(shí)別技術(shù)的核心是標(biāo)簽，讀卡器是根據(jù)標(biāo)簽而設(shè)計(jì)的。

　　RFID分為有源標(biāo)簽(passivetags)和無(wú)源標(biāo)簽(activetags)2種：有源電子標(biāo)簽內(nèi)裝有電池，一般具有較遠(yuǎn)的閱讀距離．不足之處是電池的壽命有限(3～10年)；無(wú)源電子標(biāo)簽內(nèi)無(wú)電池，當(dāng)接收到閱讀器(讀出裝置)發(fā)出的微波信號(hào)后，將部分微波能量轉(zhuǎn)化為直流電供自己工作，與有源系統(tǒng)相比．無(wú)源系統(tǒng)在閱讀距離及適應(yīng)物體運(yùn)動(dòng)速度方面略有限制。
 
　　RFID技術(shù)的基本工作原理并不復(fù)雜：將RFID標(biāo)簽安裝在被識(shí)別對(duì)象上(粘貼、插放、掛佩、植入等)，當(dāng)被標(biāo)識(shí)對(duì)象進(jìn)入RFID閱讀器的讀取范圍時(shí)，標(biāo)簽和閱讀器之間會(huì)建立起無(wú)線方式的通訊鏈路，標(biāo)簽向閱讀器發(fā)送自身信息，如標(biāo)簽編號(hào)和標(biāo)簽存儲(chǔ)數(shù)據(jù)等，閱讀器接收這些信息并進(jìn)行解碼，然后傳送給后臺(tái)服務(wù)器處理，進(jìn)而完成整個(gè)信息的處理過(guò)程，工作原理見(jiàn)圖2

RFID工作原理

　　3．2 讀卡器的設(shè)計(jì)

　　讀卡器可以分為手持式和固定式 。根據(jù)本系統(tǒng)的實(shí)際情況和應(yīng)用需求，選用了固定式的RFID讀卡器。RFID讀卡器系統(tǒng)主要由MCU、RF接收和信號(hào)輸出3部分組成。MCU用于控制RF芯片工作的模式和頻段， 同時(shí)接收來(lái)自RF芯片接收到的標(biāo)簽內(nèi)碼及讀卡器的內(nèi)碼， 經(jīng)過(guò)處理轉(zhuǎn)變成串行格式輸出。

　　3．3 標(biāo)簽的設(shè)計(jì)

　　考慮到嬰兒治療、洗澡等需要較遠(yuǎn)距離的識(shí)別，本系統(tǒng)采用了有源標(biāo)簽。有源標(biāo)簽主要由電源(3 V 紐扣電池)、MCU和RF發(fā)射組成。MCU用于控制RF芯片的工作模式和頻段，同時(shí)產(chǎn)生標(biāo)簽的內(nèi)碼，傳送給RF芯片發(fā)射出去。有源標(biāo)簽射頻部分主要由RF專(zhuān)用芯片組成。

　　4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)軟件部分主要包括讀卡器和標(biāo)簽的收發(fā)程序、后臺(tái)服務(wù)器管理軟件和后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)。讀卡器和標(biāo)簽的收發(fā)程序采用C51實(shí)現(xiàn)，主要完成程序初始化、定義RF發(fā)送／接收的物理地址、發(fā)送／接收的地址長(zhǎng)度、發(fā)送／接收的頻段和速率等參數(shù)。服務(wù)器端軟件采用Visual studio．net設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)采用SQL Server 2000。

　　系統(tǒng)控制、管理軟件主要監(jiān)控及管理整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)．系統(tǒng)界面見(jiàn)圖3，具體功能如下：

　　(1)系統(tǒng)管理：包括用戶(hù)管理、標(biāo)簽管理；
　　(2)嬰兒資料維護(hù)：可輸入、修改嬰兒資料；
　　(3)嬰兒跟蹤：記錄嬰兒移動(dòng)詳細(xì)情況，包括時(shí)間、位置、原因等；
　　(4)工作狀態(tài)：系統(tǒng)部件工作狀態(tài)顯示，各類(lèi)標(biāo)簽工作狀態(tài)記錄；
　　(5)報(bào)警信息：報(bào)警信息提示、暫注銷(xiāo)、報(bào)警信息控制信號(hào)輸出；
　　(6)報(bào)表打印：可生成手環(huán)發(fā)放記錄、巡查記錄、嬰兒數(shù)據(jù)、產(chǎn)婦出院等報(bào)表。

　　5 系統(tǒng)應(yīng)用效果

　　該系統(tǒng)在我院穩(wěn)定運(yùn)行了1年多，取代了落后的人防手段。通過(guò)RFID技術(shù)對(duì)醫(yī)院內(nèi)的新生嬰兒進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和追蹤，可對(duì)企圖盜竊嬰兒行為及時(shí)進(jìn)行報(bào)警提示，在結(jié)合門(mén)禁后徹底防止了嬰兒在醫(yī)院內(nèi)被盜的隱患：同時(shí)，特殊設(shè)計(jì)的嬰兒婉帶能夠防止被調(diào)換或除下。確保標(biāo)識(shí)對(duì)象的唯一性及正確性，有效保證醫(yī)護(hù)人員能夠?qū)崟r(shí)對(duì)嬰兒進(jìn)行快速準(zhǔn)確的識(shí)別。

　　總之，該系統(tǒng)的運(yùn)行有效保護(hù)了嬰兒安全，簡(jiǎn)化了護(hù)士的工作，充分提高了醫(yī)院管理水平和檔次，真正實(shí)現(xiàn)了“以患者為中心”的服務(wù)理念。

　　6 結(jié)束語(yǔ)

　　隨著RFID技術(shù)的不斷發(fā)展，射頻識(shí)別技術(shù)將在醫(yī)療行業(yè)得到更為廣泛的應(yīng)用。除了嬰兒防盜外，RFID技術(shù)還可以應(yīng)用于藥品識(shí)別、設(shè)備定位、手術(shù)器械跟蹤等更多的領(lǐng)域，給醫(yī)療行業(yè)從安全、服務(wù)到經(jīng)營(yíng)改進(jìn)等多方面帶來(lái)新的應(yīng)用。