基于光纤环网的医院医用气体监视系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于光纤环网的医院医用气体监视系统及方法，具体是一种使用光纤环网对医院内各用气区域用气情况、供气设备运行情况进行监视的系统及方法。
【背景技术】
[0002]医用氧气、负压吸引、压缩空气等医用气体系统被称为“生命支持系统”，其规范化、安全可靠和合理性直接关系到病人的生命安全。目前，各医用气体通过相应供气装置(如液氧罐、负压机组、空压机组等)经由输气管道传输到相应用气区域内的相应用气设备上，以备病人使用。医院中的用气区域较多，如医技楼、病房楼、急诊楼等，分布在医院的不同地方，彼此之间有一定距离；同一个区域内的用气设备，分布较为集中，如医技楼各楼层，彼此之间距离较近。目前，全国大部分二甲以上医院都已使用了医用集中供气系统，大多数是各气源设备独立运行，由气源设备机房独立管理，气体由气源通过管道输送到各用气区域，然后在用气区域内的各用气设备中安装压力/流量仪表进行气体状态监视。由于气源管道一般都安装在楼宇间的管道井内，各用气区域的气体状态监视箱也安装在管道井内，需要逐个巡查各用气区域内各个用气设备的状态才可以全面了解整个医院的用气情况，劳动强度大、工作效率低。当某医用气体的输送出现异常时，无法及时确定出现异常的位置，对于病人、医护人员等都存在很大的安全隐患。
[0003]医用气体监视系统作为医用气体工程的一个重要分支，它的功能是向设备管理人员、医护人员等工作人员实时提供整个医院气体系统的状态数据，使医用气体出现异常时，工作人员能够及时发现并处理，从而避免了对患者产生不必要的危险。
[0004]经对现有技术的文献检索发现，中国发明专利“医用气体报警系统”(申请号201110049160.1)，公开了一种可测医院医用气体压力、负压、气体浓度及露点，并具有声光报警功能的医用气体报警系统，使用监测分机通过现场总线与中央监控主机进行数据传输。中国实用新型专利“医用气体集中监测系统”(申请号201320564990.2)，监控主机通过RS-485网络与若干个区域报警器连接，区域报警器通过CAN网络与若干个现场采集器连接，可对各楼层气体压力实时监测与报警。中国发明专利“一种医用气体管理系统”(申请号201210066079.9)和中国发明专利“一种医用气体监测系统”(申请号201310591095.4)的气源站房系统(供气系统)与用气区域监控系统(用气系统)同样是采用数据总线与监控中心相连。中国实用新型专利“医用气体系统网络化远程监控系统”(申请号201120159203.7)公开了一种具有无线网络和有线网络两种传输方式的监控系统，其中无线网络采用的是GPRS/CDMA，有线网络米用的是 Internet/Intranet。
[0005]现场环境下，常用现场总线(如RS485、CAN等)的有效传输距离一般只有三四百米，传输速率在lOOkbit/s以下。某一用气区域，比如病房楼各楼层，用气设备有限，需要监视的气体状态数据也不是很多，使用现场总线串连这一用气区域内的各用气设备，可对各楼层气体状态进行实时有效的监测与报警。由于许多大中型医院占地面积较大，各用气区域分散在医院的不同位置，使得各用气区域到监视中心的距离较远，超出了常用现场总线的有效传输距离。而且整个医院的气体状态参数较多，数据带宽也较大，因此使用现场总线连接各用气区域与监视中心，传输距离、传输速度、数据带宽均满不足不了要求。现场总线通信采用的屏蔽双绞线虽然具有较好的屏蔽效果，然而在某些情况下，例如强电磁场和变频器周围信号就会受到严重的干扰。如果使用医院内部的局域网络，当医院网络需要改造或升级时，气体监视系统的线路就需要维护，这无疑会增加成本。无线网络传输过程中容易受到强电磁信号的干扰，而且在室内或某些封闭的环境下，网络信号较差，甚至没信号。
[0006]综上所述，在占地面积较大的大中型医院，使用现场总线连接各用气区域和监视中心，传输距离、传输速度、数据带宽均满足不了要求，而且易受到干扰。使用有线网络，设备维护会增加使用成本。无线网络容易受到电磁信号干扰且使用场合受限。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于针对目前医院医用气体监视系统中存在的上述问题，提供一种基于光纤环网的医院医用气体监视系统及方法，具有传输距离能够覆盖整个医院、抗干扰能力强、传输速度快等特性，并解决上述【背景技术】中的不足，以满足医院对医用气体状态监视的需要。
[0008]为达到上述目的，本发明采用下述技术方案:
一种基于光纤环网的医院医用气体监视系统，包括监视中心、多模光纤环网、区域监视子网、气源监视节点，其特征在于:所述监视中心连接多模光纤环网，多模光纤环网连接区域监视子网和气源监视节点。
[0009]所述的监视中心连接多模光纤环网:监视中心发出气体状态查询的电信号命令到多模光纤环网，接收来自多模光纤环网的数据并对数据进行分析和处理。
[0010]所述的多模光纤环网连接监视中心、区域监视子网和气源监视节点:多模光纤环网接收监视中心的电信号命令，转化为光信号传输；并将光信号命令转化为电信号命令传输给区域监视子网或气源监视节点。多模光纤环网接收区域监视子网和气源监视节点发送的电信号，转化为光信号传输；并将光信号转化为电信号传输给监视中心。
[0011]所述的区域监视子网连接多模光纤环网:区域监视子网接收多模光纤环网发送的电信号命令，采集用气区域内各种气体管路中气体的状态参数，并将状态参数发送给多模光纤环网。
[0012]所述的气源监视节点连接多模光纤环网:每种医用气体(医用氧气、医用压缩空气、医用负压吸引等)气源处设置一个气源监视节点，用于接收多模光纤环网发送的电信号命令，采集气源的压力与流量等状态参数，并将采集到的状态参数发送给多模光纤环网。
[0013]所述的监视中心包括:工控机和打印机。其中:
所述的工控机连接多模光纤环网和打印机。工控机发送气体状态查询的电信号命令到多模光纤环网，并接收多模光纤环网传来的气体状态参数。工控机对气体状态参数进行分析与处理，将结果在打印机上打印出来或在显示器上进行显示，如果气体参数异常，工控机产生报警信号并显示异常位置。
[0014]所述的打印机连接工控机。当工控机要求打印医用气体的参数信息时，打印机将具体的医用气体参数进行打印输出。
[0015]所述的多模光纤环网包括:多模光纤部分和光电转换部分。其中: 所述的光电转换部分连接监视中心、区域监视子网、气源监视节点和多模光纤。每个光电转换部分有2个光接口和I个电接口。光电转换部分将来自监视中心、区域监视子网或气源监视节点的电信号转换成光信号在多模光纤环网上传输；并将来自多模光纤环网上的光信号转换成电信号供监视中心、区域监视子网和气源监视节点读取；
所述的多模光纤部分连接光电转换部分。多模光纤连接光电转换部分的2个光接口，使得多模光纤和光电转换部分成环状。多模光纤部分以光信号的形式传输工控机发出的命令信号和区域监视子网与气源监视节点的响应信号。
[0016]所述的区域监视子网包括:气体参数采集节点和现场总线。其中:
所述的气体参数采集节点连接现场总线和气体管路。气体参数采集节点接收来自现场总线上的命令信号，并采集气体管路的压力、流量等状态参数发送回现场总线；
所述的现场总线连接气体参数采集节点和多模光纤环网。现场总线接收多模光纤环网上传来的电信号，并将气体参数采集节点发送的压力、流量等状态参数传输至多模光纤环网。
[0017]所述的气源监视节点包括:气体参数采集节点和气体传感器组。其中:
所述的气体参数采集节点连接多模光纤环网和气体传感器组。气体参数采集节点接收多模光纤环网发送的命令，并将各气体传感器采集到的气体状态参数返送给多模光纤环网；
所述的气体传感器组采集气源设备的状态参数，传送至气体参数采集节点。
[0018]一种基于光纤环网的医院医用气体监视方法，采用上述系统进行操作，包括如下操作步骤:
第一步，将整个医院划分成若干个用气区域，用气