一种基于UWB的医疗标签和系统的制作方法

本实用新型涉及医疗辅助系统，尤其是涉及一种基于uwb的医疗标签和系统。

背景技术：

输液是医疗中常用的处理方法，输液时，药液直接进入病人的血液循环系统内，如果由于医者等原因的疏忽，输液药品信息的核对错误，导致输入错误的药液或输液药品与患者不匹配，将会造成极为严重的后果，甚至病人会出现生命危险。

传统的输液方式一般是由家属陪同，主要留意输液的情况，以便及时向护士反映情况，另一方面，护士通常需要不间断巡视或者随时等候病人或者病人家属的通知，前去处理病人的输液情况，无法实时了解输液室人员数量与位置分部，导致工作效率低下。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种提高输液安全性的基于uwb的医疗标签和系统。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于uwb的医疗标签，用于记录患者信息和药品信息，并与医疗系统通讯，包括中央处理器模块、液晶显示器、uwb无线通讯模块以及电源模块，所述的液晶显示器和uwb无线通讯模块分别与中央处理器模块连接，所述的电源模块分别与中央处理器模块、液晶显示器和uwb无线通讯模块连接，所述的中央处理器模块用于记录患者信息和药品信息，并通过uwb无线通讯模块与医疗系统通讯。

进一步地，所述的中央处理器模块采用stm32单片机。

进一步地，所述的uwb无线通讯模块采用dw1000芯片。

进一步地，所述的电源模块为可充电电池，分别用于为中央处理器模块、液晶显示器以及uwb无线通讯模块提供3.3v电压。

进一步地，所述的液晶显示器用于显示患者信息和药品信息。

进一步地，所述的uwb无线通讯模块包括dw1000芯片以及分别与dw1000芯片连接的射频电路、芯片供电电路、外围晶振电路和芯片驱动电路。

更进一步地，所述的射频电路通过hhm1595a1宽带平衡/不平衡转换器，连接至单端宽波束小型化微带天线。

进一步地，所述的中央处理器模块包括stm32f405rg芯片以及与stm32f405rg芯片连接的拨码开关电路、电源滤波电路和复位电路。

更进一步地，所述的stm32f405rg芯片的系统时钟源采用外部时钟无源8mhz晶振的方式提供，并通过pll倍频器倍频提供主时钟。

一种基于uwb的医疗系统，包括uwb信息传输站、医疗数据库和如所述的基于uwb的医疗标签，所述的uwb信息传输站分别与医疗数据库和uwb无线通讯模块连接，所述的医疗标签通过uwb信息传输站与医疗数据库通讯连接，用于传输患者信息和药品信息。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

本实用新型的将物联网无线通讯、定位技术集成到传统医疗行业。对比现有医疗系统，本实用新型使用uwb室内无线通讯、定位技术，通过医疗标签实时定位每个患者的位置，并通过uwb信息传输站与医院数据库同步，将患者身份信息、病历以及输液药品信息保存到标签卡中，避免了在输液室中发生输液药品与患者不匹配的问题，提高输液过程的安全性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2a为uwb无线通讯模块整体电路原理图，图2b为射频电路原理图，图2c为芯片供电电路原理图，图2d为外围晶振电路原理图，图2e为芯片驱动电路原理图。

图3a为中央处理器模块整体电路原理图，图3b为拨码开关电路原理图，图3c为电源滤波电路原理图，图3d为复位电路原理图。

其中：1、中央处理器模块，2、液晶显示器，3、uwb无线通讯模块，4、电源模块，5、uwb信息传输站，6、医疗数据库。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例：

如图1所示，本实用新型提供一种基于uwb的医疗系统，是种结合病人定位、药品信息比对医疗辅助系统，包括uwb信息传输站5、医疗数据库6和医疗标签，医疗标签由病人随身携带。唯一信息的uwb的信息标签辅助医护人员核对药品与病人的信息。室内uwb信息传输，用于实时统计该区域内部病人数量与位置分部。在解决了输液药品信息的核对问题的同时，又能实时了解输液室人员数量与位置分部，还能保存病人轨迹。

uwb信息传输站5与医院系统的医疗数据库6连接，读取患者数据并通过uwb写入每个患者的医疗标签中，并且可以通过医疗标签实时了解每位患者的实时位置。还可以在系统上将某些关键区域设置为电子围栏范围，当医疗标签进入范围时进行特殊操作。例如将输液室设置为电子围栏范围，当系统识别到患者进入输液室后，会通过uwb信息传输站5对医疗标签发送条特殊命令，使医疗标签上的液晶显示屏2不仅显示患者姓名，还会追加显示输液药物名称、药物剂量以及医嘱信息。当患者离开输液室后，系统也会发送信息到医疗标签，在液晶显示屏2上隐藏患者就医信息，保护患者个人隐私信息。同时系统也会将每位患者的移动信息保存，用于大数据分析，优化医疗系统流程。

超宽带(uwb)通信技术是一种短距离高速数据传输率的个人无线通信技术。uwb是一种“特立独行”的无线通信技术，它将会为无线局域网lan和个人局域网pan的接口卡和接人技术带来低功耗、高带宽并且相对简单的无线通信技术。uwb解决了困扰传统无线技术多年的有关传播方面的重大难题，具有对信道衰落不敏感、发射信号功率谱密度低、被截获的可能性低、系统复杂度低、厘米级的定位精度等优点，具有高速率传输、低功耗、抗多径能力强、高带宽、安全性能高等众多优点。

uwb信息传输站5分别与医疗数据库6和uwb无线通讯模块3连接，医疗标签通过uwb信息传输站5与医疗数据库通讯连接，用于传输患者信息和药品信息，包括中央处理器模块1、液晶显示器2、uwb无线通讯模块3以及电源模块4，液晶显示器2和uwb无线通讯模块3分别与中央处理器模块1连接，电源模块4分别与中央处理器模块1、液晶显示器2和uwb无线通讯模块3连接，中央处理器模块1用于记录患者信息和药品信息，并通过uwb无线通讯模块与医疗系统通讯。

本实施例中，中央处理器模块1采用stm32单片机，tm32mcu融高性能、实时性、数字信号处理、低功耗、低电压于一身，同时保持高集成度和开发简易的特点。中央处理器模块1通过uwb无线通讯模块3与医院数据库6进行通讯，接收从uwb信息传输站5传送的患者信息显示在液晶显示器2上，并保存在flash空间中。

uwb无线通讯模块3采用dw1000芯片，用于医疗标签与uwb信息传输站5进行数据通讯。其主要特点有:(1)基于decawave公司开发的dw1000芯片，兼容ieee802.15.4-2011协议的超宽带无线收发芯片；(2)在实时定位系统中用于物体的定位，精度高达10厘米；(3)数据传输速率高达6.8mb/s；(4)通信距离在300米；(5)使用短包方式通信，在20米半径内，标签的密度高达11000个；(6)对于多路径衰弱有更强的抗干扰能力，在高衰弱环境下也可以进行可靠的通信；(7)低功耗特色，电池供电，长期使用；(8)物理尺寸很小，非常容易的集成到实时定位系统(rtls)和无线传感网络(wsn)中；(9)集成天线，简化用户产品的实现，不需要考虑天线设计(注意天线底部不要铺铜)。

电源模块4为可充电电池，分别用于为中央处理器模块1、液晶显示器2以及uwb无线通讯模块3提供3.3v电压。

液晶显示器2用于显示患者信息和药品信息，其平时仅显示患者姓名信息，也可以根据中央处理器模块1发送的命令显示药品等信息。

如图2a-2e所示，uwb无线通讯模块3包括dw1000芯片以及分别与dw1000芯片连接的射频电路、芯片供电电路、外围晶振电路和芯片驱动电路，射频电路走线尽可能短，避免阻抗不连续，向dw1000芯片的rf-n和rf-p引脚提供100ω的差分阻抗，使用宽带平衡—不平衡转换器hhm1595a1将100ω的差分阻抗转换为50ω，连接至单端宽波束小型化微带天线。

在受限的空间和频段范围内进行无线数据的透明传输，且需要保证对空问内已有频段，如常用的2.4g频段不产生电磁干扰，保证长时间工作的稳定性，因此选择dw1000芯片进行无线射频信号的产生。dw1000芯片具有在3.5～6.5ghz的6个工作频段，基本不与目前常用通信频段重叠，且发射功率小，具有良好的隐蔽性和抗截获性能。其带宽大，可选择500m和1000m两种模式，传输速率速率可配置为110kbps，850kbps和6.8mbps，dw1000芯片还具有低功耗的特性，睡眠模式电流仅为1ua，深度睡眠模式下仅为50na，可以满足长时间稳定工作的需求。

如图3a-3d所示，中央处理器模块1包括stm32f405rg芯片以及与stm32f405rg芯片连接的拨码开关电路、电源滤波电路和复位电路。主控制器模块是硬件平台的核心，是定位基站与定位标签的控制器，为dw1000芯片电路提供相应时序以及数据交互功能，且能够为衔接通过无线通信模块或串口通信模块与pc机中上位机进行数据交互，并完成对整个硬件系统的复位功能。stm32f405rg具有48引脚的plcc封装，在主控制器模块设计中，为了满足系统时钟源的精准度，采用外部时钟无源8mhz晶振的方式提供，通过pll倍频器倍频为系统提供主时钟。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的工作人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。