一种基于物联网的智能病房监控系统
技术领域
本实用新型属于病房智能监护技术领域，尤其涉及一种基于物联网的智能病房监控系统。
背景技术
精神病院是以精神病人为主要对象，为其提供一个托管的场所，是一种托养、医疗康复、社会能力训练等综合服务于一体的医疗机构。在过去的精神病院中，其管理方式通常较为粗暴，通常是在病房门上设置铁闩，在窗上设置铁栏杆，在院区周围设置高墙，实行的是完全的关闭式管理。随着医疗理念的进步，以前的那种不人性的管理方式已经被淘汰。现在的精神病院已经实行了病房院区的开放管理，即病人在院区病房的进出活动自由，不再受到物理实体上的限制，病人的行动是自由活动的，病人的人权得到了相应的尊重。然而由于精神病人的特殊性，有时其行动不受理性思维的控制，虽然在行动上解除了对其施加的限制，但是为了防范不可控的风险，在对其行动轨迹的监控管理仍然是现代精神病院管理方式中必不可少的一部分。
为获知病人的行动踪迹，目前的医院采用的开放式管理多为视频监控的方式，通过在院区病房等多个功能区域设置摄像头来完成对病人的影像拍摄，形成影像数据链来绘制病人的行踪轨迹。该监控方式的优点在于可以对病人的行踪以影像的形式进行记录，但是缺点也很明显，其耗费的带宽资源较大，且能耗较高，设备的维护成本也较高，尤其是影像数据对网络速度的要求较高，其网络传输多采用实体的网络布线来完成数据的传输，布线较为困难，另外，摄像头布置的较为明显，容易引起病人的心理抵触。为解决上述问题，实现对精神病人的日常托养全程定位跟踪和统一管理，有必要提出一种基于物联网的智能病房监控系统。
实用新型内容
为了解决上述技术存在的缺陷，本实用新型提供一种基于物联网的智能病房监控系统。
本实用新型所采用的技术方案是：
一种基于物联网的智能病房监控系统，包括设置于室内功能区域的进出入关口处的感应终端以及位于监控中心的主机，各所述感应终端通过无线通讯网络与所述主机的无线接收模块连接，所述感应终端包括设置在进出入关口的门内电子标签阅读器和门外电子标签阅读器，以及配置在病人专用鞋上的电子标签，所述门内电子标签阅读器和所述门外电子标签阅读器的供电接口通过电源模块分别与220V市电以及UPS电源连接，所述门内电子标签阅读器和所述门外电子标签阅读器的信号输出端分别与一GPRS模块和LORA模块连接。
进一步地，所述门内电子标签阅读器和所述门外电子标签阅读器分别连接有用于监测该所述门内电子标签阅读器和所述门外电子标签阅读器的电压信号的状态监测模块，所述状态监测模块分别与所述GPRS模块和所述LORA模块的信号接收端连接。
进一步地，所述电子标签嵌入式设置在所述病人专用鞋的鞋底部。
进一步地所述门内电子标签阅读器和所述门外电子标签阅读器的阅读器主体分别隐藏式设置在进出入关口处的门框中，其射频信号发射线圈分别采用平铺嵌入式布置在进出入关口处所在的地面。
进一步地，所述阅读器主体包括处理器以及与所述处理器连接的射频芯片，所述射频信号发射线圈与所述射频芯片连接，所述GPRS模块和所述LORA模块与所述处理器连接。
进一步地，所述主机连接有语音报警模块。
进一步地，所述UPS电源连接有充放电管理电路。
进一步地，所述语音报警模块包括型号为ISD4004的语音芯片，所述语音芯片的语音信号输出端连接有以LM386功率放大器为核心芯片的集成运放电路，所述集成运放电路的输出端连接有扬声器。
进一步地，所述充放电管理电路包括型号为UC 3906的集成充电芯片以及型号为LM393的电压比较器芯片，经220V市电降压转换输出的16.8V电压源连接到所述型号为UC3906的集成充电芯片的第3引脚和第5引脚,所述6.8V电压源经过电阻RP8连接到PNP型晶体管TP1的发射极，所述UC3906集成充电芯片的第16号引脚连接到所述晶体管TP1的基极，所述晶体管TP1集电极连接到大功率隔离二极管DP21和DP22的正极，用于防止停电时所述UPS电源反向供电；所述UPS电源的正极连接到二极管DP21和DP22负端，所述UPS电源的负极连接到该所述充放电管理电路中的GND，所述LM393电压比较器芯片的第2引脚连接到所述UC3906集成充电芯片的第10引脚，在所述UPS电源充满时，所述LM393电压比较器芯片的第1号引脚连接的发光二极管BRTTEAY点亮。
本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型的智能病房监控系统通过在室内功能区域的进出入关口处设置由布置在进出入关口的门内电子标签阅读器和门外电子标签阅读器，以及配置在病人专用鞋上的电子标签构成的感应终端来完成对病人进出各个室内功能区域的行踪轨迹的监控，实现了对精神病人的日常托养全程定位跟踪和统一管理。其基于门内电子标签阅读器和门外电子标签阅读器的触发顺序可以获知其是进还是出，通过不同功能区域的进出入关口处的感应终端的触发顺序，可以获知其行踪轨迹。在完成对病人行踪轨迹地监控的同时，其还具有低功耗的优点，配置的UPS电源和LORA模块还可以防止意外断电和断网。
附图说明
图1是本实用新型的系统组装框图；
图2是本实用新型的门内电子标签阅读器和门外电子标签阅读器在进出入关口处的平面布置图；
图3是本实用新型的阅读器主体和射频信号发射线圈在进出入关口处的布置图；
图4是本实用新型的感应终端的模块结构图；
图5是本实用新型的语音报警模块的电路图；
图6是本实用新型的充放电管理电路的电路图；
图7是本实用新型的处理器电路图；
图8是本实用新型的状态监测模块的电路图。
图中：
1、主机；2、无线接收模块；3、无线通讯网络；4、感应终端；41、门内电子标签阅读器；42、门外电子标签阅读器；43、电子标签；411、阅读器主体；412、射频信号发射线圈；5、门框。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹举以下实施例详细说明如下：
请参见图1和图4，如图所示，为本实用新型的实施例提出的一种基于物联网的智能病房监控系统，该智能病房监控系统包括设置于室内功能区域的进出入关口处的感应终端4以及位于监控中心的主机1，各感应终端4通过无线通讯网络3与主机1的无线接收模块2连接。感应终端4包括设置在进出入关口的门内电子标签阅读器41和门外电子标签阅读器42，以及配置在病人专用鞋上的电子标签43。门内电子标签阅读器41和门外电子标签阅读器42的供电接口通过电源模块分别与220V市电以及UPS电源连接，UPS电源为系统提供冗余备用电源，防止系统突然断电。门内电子标签阅读器41和门外电子标签阅读器42的信号输出端分别与一GPRS模块和LORA模块连接，通过GPRS模块和LORA模块与主机1的无线接收模块2连接，将感应终端4的数据上传到位于监控中心的主机1上，通过主机1进行监控管理。LORA模块采用成都亿百特E32_TTL自组网模块，在系统断网后，提供应急的无线网络。
请参见图4，如图所示，门内电子标签阅读器41和门外电子标签阅读器42分别连接有用于监测该门内电子标签阅读器41和门外电子标签阅读器42的电压信号的状态监测模块，该状态监测模块分别与GPRS模块和LORA模块的信号接收端连接。该状态监测模块在监测到门内电子标签阅读器41和门外电子标签阅读器42无工作电压时，将该监测信号发送经GPRS模块或LORA模块传送给监控中心的主机1，通过主机1反映出该无工作电压的感应终端4所对应的室内功能区域进出入关口，基于此定位方式，派遣维护人员前往该进出入关口对其进行维护。请参见图8，如图所示，该状态监测模块包括型号为A7840的光电耦合器U14、型号为LF353的运算放大器和型号为78L05集成稳压器。电压采样信号直接取自直流回路的P、N端的直流电压，经电阻降压、分压网络，将分压所得mV级电压信号，加到小信号处理光电耦合器A7840(U14)的2、3输入脚上，经U14实施强、弱电隔离后，形成差分信号输入到LF353运算放大器的2、3脚，本级电路接成电压跟随器，输出信号由电位器中心头输出至处理器主板与电源/驱动板的排线端子CNN1的8脚，其8脚采样直流电压为3V。A7840的输入侧供电，是由开关变压器的一个独立绕组的交流电压，经D41、C46等整流滤波，由集成稳压器78L05稳压成5V提供的输出侧供电，则采用处理器主板供电电源+5V。
具体地，在本实用新型的优选实施例中，电子标签43嵌入式设置在病人专用鞋的鞋底部。请参见图2和图3所示，门内电子标签阅读器41和门外电子标签阅读器42的阅读器主体411分别隐藏式设置在进出入关口处的门框5中，其射频信号发射线圈412分别采用平铺嵌入式隐藏布置在进出入关口处所在的地面。阅读器主体411包括处理器以及与处理器连接的射频芯片，射频信号发射线圈412与射频芯片连接，GPRS模块和LORA模块与处理器连接。请参见图7所示，为阅读器主体411中的处理器电路图，该处理器采用型号为LM3S1138的CPU控制器。通过将门内电子标签阅读器41和门外电子标签阅读器42的各自射频信号发射线圈412分别采用平铺嵌入式布置在进出入关口处所在的地面，可以实现隐蔽式监控，避免引起病人心理抵触。
具体地，作为一种优选地实施方式，主机1连接有语音报警模块，在监测到某个进出入关口处的门内电子标签阅读器41和门外电子标签阅读器42出现故障时，主机1通过语音报警模块发出语音警报，提醒工程维护人员前往维护。每个病人的专用鞋底的电子标签43设有对应病人的唯一ID编码，在被门内电子标签阅读器41和门外电子标签阅读器42读取时，其轨迹可对应显示在该病人的轨迹序列表中，在监测到病人未在指定的时间返回对应的功能区域时，主机1发出预警信号，提醒医护人员前往查看，如在监测到病人进入卫生间长时间未出来时，则主机1产生报警信号，通过语音报警模块提醒监控人员，通知医护人员前往查看。
请参见图5所示，语音报警模块包括型号为ISD4004的语音芯片，该语音芯片的语音信号输出端连接有以LM386功率放大器为核心芯片的集成运放电路，集成运放电路的输出端连接有扬声器。为保证断电后能够切换到UPS电源供电，并在平常正常供电时，UPS电源补充电量，该UPS电源还连接有充放电管理电路。请参见图6所示，如图所示，该充放电管理电路包括型号为UC 3906的集成充电芯片以及型号为LM393的电压比较器芯片，经220V市电降压转换输出的16.8V电压源连接到型号为UC 3906的集成充电芯片的第3引脚和第5引脚。该6.8V电压源经过电阻RP8连接到PNP型晶体管TP1的发射极，UC3906集成充电芯片的第16号引脚连接到晶体管TP1的基极。晶体管TP1集电极连接到大功率隔离二极管DP21和DP22的正极，用于防止停电时该UPS电源反向供电。该UPS电源的正极连接到二极管DP21和DP22负端，负极连接到该充放电管理电路中的GND，LM393电压比较器芯片的第2引脚连接到UC3906集成充电芯片的第10引脚，在该UPS电源充满时，LM393电压比较器芯片的第1号引脚连接的发光二极管BRTTEAY点亮。
该智能病房监控系统通过在室内功能区域的进出入关口处设置由布置在进出入关口的门内电子标签阅读器和门外电子标签阅读器，以及配置在病人专用鞋上的电子标签构成的感应终端来完成对病人进出各个室内功能区域的行踪轨迹的监控，实现了对精神病人的日常托养全程定位跟踪和统一管理。其基于门内电子标签阅读器和门外电子标签阅读器的触发顺序可以获知其是进还是出，通过不同功能区域的进出入关口处的感应终端的触发顺序，可以获知其行踪轨迹。在完成对病人行踪轨迹地监控的同时，其还具有低功耗的优点，配置的UPS电源和LORA模块还可以防止意外断电和断网。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点，本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内，本实用新型要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
