項目背景

隨著現(xiàn)代社會生活節(jié)奏的增快，人們的壓力越來越大，精神病人也越來越多，據(jù)國家衛(wèi)健委疾病預防控制局公布的數(shù)據(jù)，截至2017年底，全國13.90億人口中精神障礙患者達2億4326萬4千人，總患病率高達17.5%；嚴重精神障礙患者超1600萬人，發(fā)病率超過1%。精神病人自殺率的升高以及頻頻行兇事件的發(fā)生，央視新聞調(diào)查2019年統(tǒng)計顯示：精神病人暴力事件每年造成的嚴重肇事案件超過萬起，使精神病人成為一顆“非定時炸彈”。目前我國絕大部分醫(yī)院都實現(xiàn)了一定意義上的區(qū)域監(jiān)控管理，但這些信息化管理均是基于人工監(jiān)督方法，需要耗費大量的人力物力，稍有疏忽便會造成不可估量的后果，對實現(xiàn)意義上的信息化管理還有一定的距離。

項目意義

為了促進精神病管理工作的順利開展，保障精神病人、工作人員及其他人生命安全和切身利益，維護正常社區(qū)秩序，醫(yī)院自動監(jiān)控識別體系的建立已是迫在眉睫。智能位置與健康管理系統(tǒng)對精神病人活動區(qū)域進行自動跟蹤管理、以及生理健康數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測，一旦超出預置活動范圍或生理數(shù)據(jù)突變，系統(tǒng)自動報警，醫(yī)護人員可快速做出反應，有效預防發(fā)生老年病患、神精失常、腫瘤病患者等走失、或自殺等事件的發(fā)生。

方案設計

1、系統(tǒng)概述

基于藍牙高低精度（AOA+RSSI）融合的定位技術的醫(yī)院人員及資產(chǎn)定位管理系統(tǒng)是由我司為解決醫(yī)療機構在人員看護方面存在的困難和痛點而自主研制的。該系統(tǒng)基于“智能硬件+管理平臺+手機移動端”為醫(yī)療機構提供室內(nèi)電子地圖展示、緊急救助、身體狀況遠程實時監(jiān)測、人員位置實時追蹤、虛擬安全電子圍欄設置、軌跡追溯回放、視頻聯(lián)動、長時間靜止告警、電子點名、人員查找、地下停車場尋車、大數(shù)據(jù)報表分析等功能，使病患、病患家屬或醫(yī)護人員群體通過信息化、數(shù)字化手段得到全天看護和幫助。
新導藍牙AOA室內(nèi)高精度定位技術結合基站的陣列天線并采用信號到達角定位算法，單基站即可實現(xiàn)二維定位，定位精度可達0.2-0.5米。藍牙RSSI室內(nèi)存在性檢測定位，通過接收到的信號強弱測定信號點與接收點的距離，進而根據(jù)相應數(shù)據(jù)進行定位。兩種定位方法基于藍牙5.1版本的尋向功能，且向下兼容所有藍牙4.2標簽。通過在醫(yī)院大樓內(nèi)布設AoA高精度基站、RSSI存在性檢測定位基站，不間斷地采集人員、資產(chǎn)上的定位信標回傳的各個感知坐標數(shù)據(jù)，實時定位并零延時地將其位置信息顯示在醫(yī)院控制中心，支持監(jiān)管、分析與決策。同時通過獲取各種感知數(shù)據(jù)，并通過豐富的API接口接入醫(yī)院的門禁、消費等系統(tǒng)，提高醫(yī)院中人員的無縫追蹤、智能調(diào)配與高效協(xié)同，實現(xiàn)病患全方位服務及工作人員管理。

2、設計原則

實現(xiàn)人員的有效識別，使系統(tǒng)管理體現(xiàn)“人性化、信息化和高度自動化”

為醫(yī)院提供考勤作業(yè)、人員進出限制等多方面的信息查詢

實時報警，通過該系統(tǒng)立刻可以知道各種實時報警信息，保證醫(yī)院安全工作的高效運作

系統(tǒng)設計的安全性、可擴容性、易維護性和易操作性

定位標簽對人體輻射滿足政府要求

系統(tǒng)設備滿足醫(yī)院管理的防拆、防水、防震、防爆要求

3、系統(tǒng)架構

整個系統(tǒng)分為四層：設備層、網(wǎng)絡層、平臺層和應用層

設備層：主要包括高精度定位基站和定位標簽，為定位的核心設備

網(wǎng)絡層：主要完成向下將應用層相關指令傳輸給基站，向上將定位原始數(shù)據(jù)傳輸給平臺層

平臺層：主要完成位置坐標的解算和業(yè)務應用的使能

應用層：主要實現(xiàn)前端頁面操作邏輯以及數(shù)據(jù)展示

精神病人員定位系統(tǒng)主要由以下五部分構成：

（1）人員定位標簽：包括病人佩戴的電子腕表、工作人員佩戴的工卡。定位標簽對外不間斷廣播定位數(shù)據(jù)及體征數(shù)據(jù)。

（2）AoA定位基站：接收人員定位標簽廣播出來的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡轉發(fā)給定位引擎。同時定位基站還可進行數(shù)據(jù)、語音、視頻、定位等多種業(yè)務的融合，多種應用使用同一平臺傳輸，互相不受干擾和影響。

（3）定位引擎：接收由定位基站傳回的數(shù)據(jù)，通過定位等算法，計算標簽所處位置。并將位置信息，傳送給定位管理系統(tǒng)。

（4）應用軟件平臺：用于接收定位引擎?zhèn)鱽淼奈恢眯畔ⅲ撕炍恢蔑@示在平面圖上。同時定位管理系統(tǒng)還可用于對標簽的管理、標簽的追蹤、告警等。

（5）物聯(lián)監(jiān)護設備集成：系統(tǒng)支持對智能床墊、體征監(jiān)測雷達、跌倒雷達、軌跡雷達、NB拉伸報警、IP攝像機、紅外測溫攝像機、LoRaWan傳感設備等智能設備的整合與應用，可實現(xiàn)一個平臺，實現(xiàn)以上所有終端的設備管理、數(shù)據(jù)采集與管理。實現(xiàn)對4/5G、NB、BLE、AoA、UWB、LoRa、GPS/BDS/RTK等不同技術協(xié)議的集成。

（6）集成第三方系統(tǒng)：可將定位管理系統(tǒng)所收到的定位數(shù)據(jù)，與醫(yī)院現(xiàn)有的視頻監(jiān)控系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、消防秕進行整合，從而實現(xiàn)更加豐富的功能。

4、系統(tǒng)功能

設備部署

基站可以部署在任何需要進行定位覆蓋的區(qū)域，空曠區(qū)域內(nèi)基站與標簽的極限通訊距離是400米左右，室內(nèi)環(huán)境中，由于格局等各種因素的影響，一般布署間距在10-60米左右。

根據(jù)不同區(qū)域或對位置精度的要求，可實行0維、1維、2維混合定位。如廁所、小房間內(nèi)可用0維定位，檢測在房間的存在；在走廊過道可用1維定位，定位在走廊的位置；在室外或大的房間內(nèi)可以用2維定位，定位到大空間的具體在哪一個點。

深圳某精神病醫(yī)院單層，共20個房間+1條走廊+8個廁所，按0維、1維、2維定位方式，總共布設58個UWB基站，具體部署形式如下圖：

三、 系統(tǒng)功能

通過給患者佩戴智能健康監(jiān)測&定位我w位置，分布區(qū)域，對患者實時點名，正確識別以及查詢一段時間內(nèi)患者的活動情況和行動軌跡，方便對患者的管理。同時具備異常預警功能，一旦患者有異常舉動，如離開安全區(qū)域，擅闖禁區(qū)，某一區(qū)域滯留時間過長或者聚集異常，都會進行預警，安保人員可直接調(diào)取對應位置視頻進行狀況確認。

患者專屬身份識別

患者以智能手環(huán)、醫(yī)護人員卡作為在整個系統(tǒng)中的專屬身份識別，與智能云監(jiān)護統(tǒng)一管理，系統(tǒng)間無縫對接。

患者外出報警

患者一旦離開電子圍欄即報警并切入全球定位管理，并通過地圖實現(xiàn)移動追蹤。

軌跡回放

可查詢指定人、指定時間段的移動軌跡，這個時間段此人都去過哪些區(qū)域，可以進行活動軌跡播放。

電子圍欄管理

可在醫(yī)院病房內(nèi)、窗口等高風險區(qū)域設置電子圍欄，對電子圍欄設置報警類型，當圍欄內(nèi)患者有異常行為時候，及時發(fā)出報警提醒醫(yī)護人員。

軟件系統(tǒng)平臺功能清單：

方案優(yōu)勢

技術比較

從定位效果來看：RFID定位可以實現(xiàn)存在性檢測，但無法實現(xiàn)軌跡實時跟蹤和回放；藍牙AOA定位和UWB定位的定位精度都可以達到1m以內(nèi)，都可以滿足室內(nèi)的實時定位跟蹤和軌跡回放；

從運維角度分析：藍牙AOA的定位標簽比UWB定位標簽功耗小，藍牙AOA定位標簽充一次電可以使用3-6個月，UWB定位標簽充一次電能用1個月左右，所以藍牙AOA需要充電維護的頻次會少一些。
從設備成本角度分析：從基站來看，UWB實現(xiàn)二維定位至少需要三個基站，而AOA在特定區(qū)域一個足以。從設備價格方面來看，UWB基站和UWB標簽會比藍牙AOA的略貴，且手機內(nèi)置藍牙可作為標簽。整體成本上來看，UWB定位方案會比藍牙AOA的多。

從系統(tǒng)擴展性來分析：使用藍牙信號對標簽進行定位，任何支持BLE4.0以上且支持協(xié)議改寫的藍牙信號設備（手機，手環(huán)等）都可以作為標簽，藍牙基站都可以通過算法對其進行定位，后期的可擴展性更佳。

方案優(yōu)勢：

精確度高：室內(nèi)環(huán)境定位精度可達0.2-0.5m。
兼容性好：任何具備藍牙模塊的設備諸如PDA、手機、手環(huán)等均可通過進行軟件層面的簡單改造即可作為定位標簽。
抗干擾強：本方案產(chǎn)品利用 2.4GHz頻道當中的最外側信道進行通信，巧妙地避免了與使用同一頻道的WiFi信號和其他藍牙信號的沖突，保證了定位信號的流暢，保證了定位質量。
功耗小：藍牙AOA定位標簽功耗非常小，續(xù)航能力持久，如資產(chǎn)標簽僅通過紐扣電池供電可續(xù)航3年。
成本低：由于藍牙產(chǎn)業(yè)鏈成熟，芯片成本更低，且現(xiàn)有藍牙設備也可利舊改造成定位標簽，整體成本相對其他技術更低。
部署簡單：定位基站可通過POE進行供電，且AoA單基站即可實現(xiàn)覆蓋區(qū)域的二維定位，對于科室、辦公室等區(qū)域采用RSSI基站做存在性檢測定位，所需部署的基站數(shù)更少，因而部署更簡單。

審核編輯 黃宇