一种通过自动配对实现母婴安全管理的控制系统及方法与流程

1.本发明涉及婴儿防盗技术领域，特别是涉及一种通过自动配对实现母婴安全管理的控制系统及方法。


背景技术：

2.婴儿防盗，在婴儿身上配戴可发送rf射频信号且对人体无害的电子标签，婴儿电子标签定时发射具有唯一id信息实现安全监护功能。信号接收装置能随时接收到婴儿电子标签所发出的rf射频信号，据此信号判断婴儿安全状态，实现对企图盗窃婴儿行为及时报警提示并追踪信号。系统用先进的技术手段取代了落后的人防手段，提高了医院的管理水平和管理层次，从根本上防止了婴儿被人从医院内盗走，有效保护了婴儿安全，保障各方权益。
3.目前市面上的婴儿系统只具有防盗功能，很少具有防抱错功能，婴儿防盗设备，主要通过单纯的433mhz，2.4ghz这两个频段来实现无线信号传输，对婴儿进行安全管控，这种方式无法起到真正意义上的防止抱错功能，只能起到防盗功能，并且这种方式还有一个弊端，那就是信号的边界难以控制，在实际使用中，往往会出现误报警的情况。
4.针对以上暴露出的问题，为了更好的防止婴儿抱错及被盗事件发生，现在亟需设计一种能够实现防盗功能和真正意义上的防抱错功能，并且不增加护士的工作量的系统。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种通过自动配对实现母婴安全管理的控制系统及方法，以避免婴儿抱错现象的发生。
6.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
7.一种通过自动配对实现母婴安全管理的控制系统，包括：婴儿手环、母亲手环和护士手环；
8.所述婴儿手环设有第一收发模块、第一传感器和控制模块；所述母亲手环设有第二收发模块，所述第二收发模块还包括第一集成语音芯片；所述护士手环设有第三收发模块；所述第三收发模块还包括第二集成语音芯片；
9.所述第一传感器用于获取所述婴儿手环的实时位置信息；所述控制模块用于根据所述第一传感器采集的实时位置信息对所述第一收发模块进行控制，以将所述实时位置信息发送至所述第二收发模块和所述第三收发模块。
10.可选的，所述控制系统还包括应用系统模块；所述应用系统模块包括定位基站、接收器和后台软件系统；所述定位基站设有多个，所述定位基站安装在婴儿病区内；所述接收器设有多个，所述接收器安装在婴儿病区和婴儿病区进出口处；所述定位基站用于接收所述护士手环、所述母亲手环、所述婴儿手环和所述接收器发射的无线信息；所述接收器用于接收所述后台软件系统的控制指令和所述定位基站发射的无线信息；所述护士手环发射的无线信息是带有护士手环唯一id号的语音指令和位置信息；所述母亲手环发射的无线信息
是带有母亲手环唯一id号的语音指令和位置信息；所述婴儿手环发射的无线信息是带有婴儿手环唯一id号的位置信息。
11.可选的，所述控制系统还包括出口监视器，所述出口监视器设置在婴儿病区进出口处，所述出口监视器与所述应用系统模块无线连接，所述出口监视器用于接收所述婴儿手环的无线信息和所述应用系统模块的控制指令。
12.可选的，所述出口监视器设有继电器；所述继电器分别与门禁装置、视频设备连接；所述继电器用于控制所述门禁装置关闭，所述继电器还用于控制所述视频设备获取门禁装置处的视频信息。
13.可选的，所述出口监视器还设有声光报警装置；所述声光报警装置与所述继电器连接；所述继电器用于控制声光报警装置的开启与关闭。
14.可选的，所述第一传感器为三轴加速度传感器。
15.可选的，所述第一收发模块还设有第一无源frid电子标签；所述第二收发模块还设有第二无源frid电子标签；所述第三收发模块还设有无源frid电子标签。
16.为实现上述目的，本发明还提供了如下方案：
17.一种通过自动配对实现母婴安全管理的控制方法，具体包括：
18.实时获取所述母亲手环和所述婴儿手环的位置信息并记录；
19.获取所述护士手环录入的婴儿待抱走语音指令，并将所述婴儿待抱走语音指令发送至所述母亲手环，且在所述护士手环录入的婴儿待抱走语音指令时，开始获取所述护士手环的位置信息并记录；
20.当所述母亲手环接收到所述婴儿待抱走语音指令时，判断所述母亲手环的位置信息、所述婴儿手环的位置信息和所述护士手环的位置信息是否位于同一设定范围内，得到第一判断结果；若所述第一判断结果表示所述母亲手环的位置信息、所述婴儿手环的位置信息和所述护士手环的位置信息位于同一设定范围内，则发送抱走确认指令至所述母亲手环；若所述第一判断结果表示所述母亲手环的位置信息、所述婴儿手环的位置信息和所述护士手环的位置信息未位于同一设定范围内，则返回判断所述母亲手环的位置信息、所述婴儿手环的位置信息和所述护士手环的位置信息是否位于同一设定范围内，得到第一判断结果的步骤；
21.获取所述母亲手环发送的确认抱走语音指令；
22.获取所述护士手环录入的婴儿待抱还语音指令，并将所述婴儿待抱还语音指令发送至所述母亲手环；
23.当所述母亲手环接收到所述婴儿待抱还语音指令时，判断所述母亲手环的位置信息、所述婴儿手环的位置信息和所述护士手环的位置信息是否位于同一设定范围内，得到第二判断结果；若所述第二判断结果表示所述母亲手环的位置信息、所述婴儿手环的位置信息和所述护士手环的位置信息位于同一设定范围内，则发送抱还确认指令至所述母亲手环；若所述第二判断结果表示所述母亲手环的位置信息、所述婴儿手环的位置信息和所述护士手环的位置信息未位于同一设定范围内，则返回判断所述母亲手环的位置信息、所述婴儿手环的位置信息和所述护士手环的位置信息是否位于同一设定范围内，得到第二判断结果的步骤；
24.当获取到所述母亲手环发送的确认抱还语音指令时，发送护士离开指令至所述护
士手环，并停止获取所述护士手环的位置信息。
25.可选的，所述控制方法还包括绑定婴儿信息和母亲信息，具体包括：
26.获取his中的母亲信息，并将所述母亲手环与母亲信息进行绑定，以实现应用系统模块与所述his对接；
27.将所述婴儿手环与所述母亲手环进行绑定；
28.获取所述婴儿手环和所述母亲手环的位置信息；
29.判断所述婴儿手环的位置信息和所述母亲手环的位置信息是否在同一范围内，得到第四判断结果；若所述第四判断结果表示所述婴儿手环的位置信息和所述母亲手环的位置信息在同一范围内，则确定所述婴儿手环和所述母亲手环绑定正确，并将正确结果发送至所述应用系统模块；若所述第四判断结果表示所述婴儿手环的位置信息和所述母亲手环的位置信息未在同一范围内，则确定所述婴儿手环和所述母亲手环绑定不正确，并将所述婴儿手环与所述母亲手环进行解绑。
30.可选的，所述控制方法还包括报警提醒步骤；所述报警提醒步骤具体包括：
31.获取出口监视器范围内的婴儿手环的无线信息；所述无线信息为带有婴儿手环唯一id号的位置信息；
32.根据所述无线信息，判断所述婴儿手环是否解除绑定或者外出授权，得第五判断结果；
33.若第所述五判断结果表示所述婴儿手环未解除绑定或者未外出授权，则发送报警指令至所述出口监视器以控制出口监视器的声光报警装置发出声光报警，以控制与所述出口监视器连接的门禁装置执行关闭操作，以控制与所述出口监视器连接的视频设备开启。
34.根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
35.本发明提供一种通过自动配对实现母婴安全管理的控制系统及方法，通过婴儿手环、母亲手环和护士手环的信息交互，对婴儿进行实时监控和追踪，实现防止婴儿抱错的目的。还通过设置出口监视器和门禁装置连接，防止婴儿被盗事件的发生。
附图说明
36.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
37.图1为本发明实施例通过自动配对实现母婴安全管理的控制系统示意图；
38.图2为本发明实施例通过自动配对实现母婴安全管理的控制系统的出口监视器示意图；
39.图3为本发明实施例通过自动配对实现母婴安全管理的控制系统的后台软件系统示意图；
40.图4为本发明实施例通过自动配对实现母婴安全管理的控制方法流程图。
具体实施方式
41.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
42.本发明的目的是提供一种通过自动配对实现母婴安全管理的控制系统及方法，以避免婴儿抱错现象的发生。
43.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
44.如图1-3所示，一种通过自动配对实现母婴安全管理的控制系统，包括：婴儿手环、母亲手环和护士手环。
45.婴儿手环设有第一收发模块、第一传感器和控制模块；母亲手环设有第二收发模块，第二收发模块还包括第一集成语音芯片；护士手环设有第三收发模块；第三收发模块还包括第二集成语音芯片。
46.第一传感器用于获取婴儿手环的实时位置信息；控制模块用于根据第一传感器采集的实时位置信息对第一收发模块进行控制，以将实时位置信息发送至第二收发模块和第三收发模块。
47.其中，第一收发模块、第二收发模块和第三收发模块为rf超宽带收发模块，均可以按一定时间间隔主动发送rf无线信息。婴儿手环、母亲手环和护士手环均有锂电池，锂电池为手环供电，并且锂电池可通过外接电源为自身充电。婴儿手环、母亲手环和护士手环还设有呼吸灯，呼吸灯可以实时显示手环的工作状态和手环电量。母亲手环的第二rfid电子标签为唯一id号。在办理住院时母亲手环发放给产妇，在his系统中将产妇信息与唯一id号关联。母亲手环的第一集成语音芯片可以进行语音播放和语音录入。护士手环可作为工卡登录和门禁管理。第二集成语音芯片可语音录入哪个床位的婴儿要抱离和还回的指令，如：“36床婴儿洗澡”，“38床婴儿检查完送回”，控制系统中的应用系统模块根据语音指令，将数据发送给到母亲手环通知婴儿要做检查或者洗澡等事宜。
48.应用系统模块包括定位基站、接收器和后台软件系统，定位基站设有多个，定位基站安装在婴儿病区内；接收器设有多个，接收器安装在婴儿病区和婴儿病区进出口处；定位基站用于接收护士手环、母亲手环、婴儿手环和接收器发射的无线信息；接收器用于接收后台软件系统的控制指令和定位基站发射的无线信息；护士手环发射的无线信息是带有护士手环唯一id号的语音指令和位置信息；母亲手环发射的无线信息是带有母亲手环唯一id号的语音指令和位置信息；婴儿手环发射的无线信息是带有婴儿手环唯一id号的位置信息。
49.由于每台定位基站接收信号的范围是有限的，因此要用多个接收器将整个婴儿病区无盲区覆盖，定位基站之间采用mesh组网方式，在系统调试时通过信道rssi值和丢包率将每个定位基站之间的距离调到最佳，从而保证在覆盖区域内能够实时接收到婴儿手环发出的rf无线信息，定位基站采用220acv供电。接收器接收定位基站的无线信息，并进行组网，将接收到的心跳包和报警数据通过poe网线上传到后台软件系统，其中无线信息为rf无线信息。
50.另外，后台软件系统包括应用软件系统和定位软件。其中，定位软件安装在护士电脑上，根据接收到的母亲手环、护士手环、婴儿手环的rf无线信息和定位基站数据计算手环位置信息，在计算时参照系统初始自校准参数，定位软件可实现对母亲手环、婴儿手环和护
士手环的定位。应用软件系统安装在护士站电脑上，实现手环管理、手环发放登记、婴儿手环信息录入和绑定；应用软件系统可接收护士手环信息，进行婴儿外出检查的解绑和绑定功能，给母亲手环发送婴儿状态信息，实现出口监视器、接收器的信息获取和统计。应用软件系统与定位软件一起实现防抱错和防盗的功能。
51.应用软件系统还包括手环管理模块、电子围栏防盗模块、身份识别模块、母婴身份信息匹配模块、位置信息计算模块、数据收发模块、定位轨迹绘制模块和硬件设备检测模块。其中手环管理模块与his系统实现信息交互；电子围栏防盗模块与安保系统实现信息交互；身份识别模块与护理系统实现信息交互。
52.为了实现防盗功能，控制系统还包括出口监视器，出口监视器设置在婴儿病区进出口处，出口监视器与应用系统模块无线连接，出口监视器用于接收婴儿手环的无线信息和应用系统模块的控制指令。
53.为了更符合实际使用，出口监视器设有继电器；继电器分别与门禁装置、视频设备连接；继电器用于控制门禁装置关闭，并控制视频设备获取门禁装置处的视频信息。出口监视器还设有声光报警装置；声光报警装置与继电器连接；继电器用于控制声光报警装置的开启与关闭。
54.出口监视器接收定位基站的无线信息，并进行组网，将数据通过poe网线上传后台软件系统，同时出口监视器也能够接收婴儿手环rf无线信息；出口监视器内置声光报警装置，有继电器输出功能，可通过继电器控制门禁和视频设备。当婴儿手环经过出口监视器时，出口监视器将接收到的婴儿手环具有唯一id的位置信息上传后台软件系统，如果后台软件系统检测出该婴儿手环没有经过系统解除绑定或者外出授权，则把报警信号发送给出口监视器，出口监视器发出声光报警，同时通过继电器关闭门禁装置，并启动视频设备进行录像和抓拍，后台软件系统也会将报警信息发送到安保系统。
55.为了更加精确的获得婴儿手环的位置信息，第一传感器为三轴加速度传感器；其中三轴加速器可实时检测婴儿的xyz三个方向的位移，并且在婴儿手环中设定了位移的阈值，三轴加速器检测的位移量大于设定位移阈值时，控制器会控制第一收发模块加大发送rf无线信息的频率，应用系统模块根据接收到的婴儿手环rf无线信息确定婴儿手环位置，并绘制婴儿手环的运动轨迹。
56.为了更好的区别各个手环，第一收发模块还设有第一无源frid电子标签；第二收发模块还设有第二无源frid电子标签；第三收发模块还设有无源frid电子标签。
57.通过自动配对实现母婴安全管理的控制系统，采用超宽带技术定位，精度可以达到厘米级别，一般在每个病房安装2个定位基站，在走廊中安装接收器，在关键的出入口安装出口监视器，定位基站接收手环的rf无线信息，将定位基站id信息和rf无线信息发给接收器，接收器连接poe网关，组成小型带定位功能的超宽带物联网系统。为了延长手环的使用时间，婴儿手环所发送的rf无线信息时间根据三轴加速度传感器的检测结果做自动调节，同时婴儿手环同步医院内网时间，一旦检测到婴儿手环有持续位置移动则提高婴儿手环发射频率，提高系统的及时性。
58.在关键区域安装出口监视器，对婴儿活动区域及出入口进行管控，实时获取婴儿手环的位置信息。婴儿手环内的三轴加速度传感器检测出有持续的位置移动则调高发射频率，如果没有经过授权将婴儿抱到病区出入口则控制系统进行报警。婴儿佩戴的婴儿手环
定时发送rf无线信息，如果在设定时间内婴儿手环rf无线信息消失，控制系统则发出报警信息；婴儿手环的腕带带导电功能，如果没经过授权将腕带剪断则发出报警。应用软件系统中的报警功能与门禁装置联动，如果出现报警则触发报警装置，实现声光报警，如果装有门禁装置，可以控制门禁装置关闭大门，切断与外界的通道，并将数据上传至数据服务器进行存档。
59.应用软件系统与his系统通信，获取母亲基本信息，对护士手环、母亲手环和婴儿手环进行管理，应用软件系统可以与移动护理系统对接，通过pda扫描手环二维码或者rfid标签信息识别病人身份做用药核对；应用软件系统与安保系统对接，当有抱错或者偷盗事情发生时，启动门禁装置和视频设备录像抓拍。
60.其中关于母亲手环、护士手环和婴儿手环位置信息的确定具体为，将每个定位基站接收范围内的rf无线信息强弱存储进数据库，将某一点的rf无线信息在两个或者三个不同定位基站的强弱与数据库中数据进行比对，即可确定该点的位置信息。
61.如图4所示，本发明还提供一种通过自动配对实现母婴安全管理的控制方法，应用于如上述的通过自动配对实现母婴安全管理的控制系统，具体包括：
62.步骤101：实时获取母亲手环和婴儿手环的位置信息并记录。
63.步骤102：获取护士手环录入的婴儿待抱走语音指令，并将婴儿待抱走语音指令发送至母亲手环，且在护士手环录入的婴儿待抱走语音指令时，开始获取护士手环的位置信息并记录。
64.步骤103：当母亲手环接收到婴儿待抱走语音指令时，判断母亲手环的位置信息、婴儿手环的位置信息和护士手环的位置信息是否位于同一设定范围内，得到第一判断结果；若第一判断结果表示母亲手环的位置信息、婴儿手环的位置信息和护士手环的位置信息位于同一设定范围内，则执行步骤104；若第一判断结果表示母亲手环的位置信息、婴儿手环的位置信息和护士手环的位置信息未位于同一设定范围内，则返回步骤103。
65.步骤104：发送抱走确认指令至母亲手环。
66.步骤105：获取母亲手环发送的确认抱走语音指令，并记录婴儿手环和护士手环的位置信息。
67.步骤106：获取护士手环录入的婴儿待抱还语音指令，并将婴儿待抱还语音指令发送至母亲手环。
68.步骤107：当母亲手环接收到婴儿待抱还语音指令时，判断母亲手环的位置信息、婴儿手环的位置信息和护士手环的位置信息是否位于同一设定范围内，得到第二判断结果；若第二判断结果表示母亲手环的位置信息、婴儿手环的位置信息和护士手环的位置信息位于同一设定范围内，则执行步骤108；若第二判断结果表示母亲手环的位置信息、婴儿手环的位置信息和护士手环的位置信息未位于同一设定范围内，则返回步骤107；
69.步骤108：发送抱还确认指令至母亲手环；
70.步骤109：当获取到母亲手环发送的确认抱还语音指令时，发送护士离开指令至护士手环，并停止获取护士手环的位置信息。
71.此外，控制方法还包括绑定婴儿信息和母亲信息，具体包括：
72.步骤110：获取his中的母亲信息，并将母亲手环与母亲信息进行绑定，以实现应用系统模块与his对接。
73.步骤111：将婴儿手环与母亲手环进行绑定；
74.步骤112：获取婴儿手环和母亲手环的位置信息。
75.步骤113：判断婴儿手环的位置信息和母亲手环的位置信息是否在同一范围内，得到第四判断结果；若第四判断结果表示婴儿手环的位置信息和母亲手环的位置信息在同一范围内，则执行步骤114；若第四判断结果表示婴儿手环的位置信息和母亲手环的位置信息未在同一范围内，则执行步骤115；
76.步骤114：确定婴儿手环和所述母亲手环绑定正确，并将正确结果发送至应用系统模块；
77.步骤115：确定所述婴儿手环和所述母亲手环绑定不正确，并将婴儿手环与母亲手环进行解绑。
78.另外，控制方法还包括报警提醒步骤，报警提醒步骤具体包括：
79.步骤116：获取出口监视器范围内的婴儿手环的无线信息；无线信息为带有婴儿手环唯一id号的位置信息；
80.步骤117：根据无线信息，判断婴儿手环是否解除绑定或者外出授权，得第五判断结果；若第五判断结果表示婴儿手环未解除绑定或者未外出授权，则执行步骤118；
81.步骤118：发送报警指令至出口监视器以控制出口监视器的声光报警装置发出声光报警，以控制与出口监视器连接的门禁装置执行关闭操作，以控制与出口监视器连接的视频设备开启。
82.另外，控制方法还包括判断婴儿到达目标位置步骤，具体包括：
83.步骤119：判断护士手环的位置信息和婴儿手环的位置信息是否均位于设定目标位置，得到第六判断结果；若第六判断结果表示士手环的位置信息和婴儿手环的位置信息均位于设定目标位置，则执行步骤120；若第六判断结果表示士手环的位置信息和婴儿手环的位置信息未位于设定目标位置，则返回步骤105。
84.步骤120：记录所述婴儿手环的位置信息。
85.当护士和婴儿到达洗澡间或者检查室时，定位基站上传婴儿手环位置信息。
86.如果婴儿需要到别的科室做检查，护士通过护士手环语音录入外出检查，应用软件系统则自动进行登记并授权婴儿离开病区，同时将信息发送到母亲手环，护士抱走和抱还流程与上述步骤101至步骤109一致；在外出检查时可设定时间，如果在规定时间内婴儿没有抱还，应用软件系统则进行报警。
87.当今用于婴儿防盗的电子产品，仍然应用单一的rfid频段进行管控，由于高频电磁波的边界性很差，经常会出现折射，反射的现象，导致设备误判，误报，增加医护人员的不必要工作量，这种方式只是一种粗放的防盗，并且这种方式无法防止婴儿的抱错事件发生。通过对多家医院的调研发现，如今医院本身有很多的安全管控设备，但是都无法对婴儿抱错进行监管控制。本发明提供的控制系统及方法不但能够起到婴儿防盗作用，而且能够防止婴儿被抱错。手持移动终端在其中起到了关键作用。通过rfid技术对医院内的新生婴儿进行实时监控和追踪，可对企图盗窃婴儿行为及时进行报警提示，在结合门禁后彻底防止了婴儿在医院内被盗的隐患；同时，特殊设计的婴儿腕带能够防止被调换或拆除，确保标识对象的唯一性及正确性，有效保证医护人员能够实时对婴儿状态进行掌控。总之，本发明提供的控制系统及方法有效保护了婴儿安全，杜绝了婴儿被抱错和被盗事件的发生，简化了
护士的工作，充分提高了医院管理水平和档次。
88.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
89.本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。