1 引言

　　醫(yī)院每天都有新生嬰兒誕生， 由于新生嬰相貌特征相似，且沒有理解和表達(dá)能力，若不加以有效標(biāo)識往往會造成嬰兒錯抱及嬰兒被盜等問題。給醫(yī)院及嬰兒家庭帶來災(zāi)難性的后果。為了有效避免這種問題的出現(xiàn)，我們設(shè)計了一種基于RFID技術(shù)的嬰兒防盜系統(tǒng)，能夠徹底防止嬰兒在醫(yī)院內(nèi)被盜，有效保護(hù)嬰兒的安全。

　　無線射頻識別(radio frequency identification，RFID)技術(shù)是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，可通過射頻信號自動識別目標(biāo)對象，無需可見光源，具有穿透性，無需與目標(biāo)直接接觸就可以獲取數(shù)據(jù)。RFID技術(shù)可識別高速運動物體且可同時識別多個標(biāo)簽，操作快捷方便。

　　2 系統(tǒng)方案

　　嬰兒防盜系統(tǒng)主要包括嬰兒防盜標(biāo)簽、接收器LAR(1ocal area reeeiver，TJAR)、出口監(jiān)視器Exciter、控制計算機(jī)管理軟件4個部分(系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖1)。為了實時了解嬰兒的位置。在嬰兒身上佩戴可發(fā)射出RF射頻信號且對人體無害的智能電子標(biāo)簽。同時在醫(yī)院內(nèi)需要進(jìn)行控制的區(qū)域安裝信號接收裝置．以接收嬰兒電子標(biāo)簽所發(fā)射出的RF信號．并據(jù)此對嬰兒所在位置進(jìn)行實時監(jiān)控和追蹤。一旦有嬰兒被移動到某一房間或區(qū)域。立即會被房間或區(qū)域內(nèi)的RFID讀卡器識別，并將讀卡器號碼和標(biāo)簽內(nèi)碼通過串口傳輸給后臺服務(wù)器，服務(wù)器可根據(jù)串口信息自動跟蹤每個嬰兒的位置，對腕帶被切斷或企圖盜竊嬰兒的行為進(jìn)行及時報警并自動關(guān)閉出口大門。

　　嬰兒電子標(biāo)簽通過有源RFID標(biāo)簽識別。有源RFID標(biāo)簽每隔10 S自動發(fā)射無線射頻信號。接收器LAR接收到信號后，通過無線網(wǎng)絡(luò)連接到后臺的數(shù)據(jù)庫。醫(yī)務(wù)人員可通過管理系統(tǒng)及時了解嬰兒的移動信息，對嬰兒的安全管理進(jìn)行實時監(jiān)控

　　3 系統(tǒng)硬件設(shè)計

圖1 嬰兒防盜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

　　系統(tǒng)硬件主要包括電子標(biāo)簽、讀卡器、出口監(jiān)視器和報警控制器等，其中有源標(biāo)簽、讀卡器是設(shè)計的重點。

　　3．1 RFID技術(shù)

　　射頻識別技術(shù)是一種利用射頻信號，通過空間耦合實現(xiàn)無接觸信息傳遞達(dá)到識別目的技術(shù)。最基本的RFID系統(tǒng)由標(biāo)簽、讀卡器和天線3部分組成。標(biāo)簽(tag)由耦合元件及芯片組成，每個標(biāo)簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上，以標(biāo)識目標(biāo)對象；讀卡器(teader)用于讀取(有時還可以寫入)標(biāo)簽信息，可設(shè)計為手持式或固定式。天線(antenna)在標(biāo)簽和讀取器間傳遞射頻信號。從純技術(shù)的角度來看，射頻識別技術(shù)的核心是標(biāo)簽，讀卡器是根據(jù)標(biāo)簽而設(shè)計的。

　　RFID分為有源標(biāo)簽(passivetags)和無源標(biāo)簽(activetags)2種：有源電子標(biāo)簽內(nèi)裝有電池，一般具有較遠(yuǎn)的閱讀距離．不足之處是電池的壽命有限(3～10年)；無源電子標(biāo)簽內(nèi)無電池，當(dāng)接收到閱讀器(讀出裝置)發(fā)出的微波信號后，將部分微波能量轉(zhuǎn)化為直流電供自己工作，與有源系統(tǒng)相比．無源系統(tǒng)在閱讀距離及適應(yīng)物體運動速度方面略有限制。
 
　　RFID技術(shù)的基本工作原理并不復(fù)雜：將RFID標(biāo)簽安裝在被識別對象上(粘貼、插放、掛佩、植入等)，當(dāng)被標(biāo)識對象進(jìn)入RFID閱讀器的讀取范圍時，標(biāo)簽和閱讀器之間會建立起無線方式的通訊鏈路，標(biāo)簽向閱讀器發(fā)送自身信息，如標(biāo)簽編號和標(biāo)簽存儲數(shù)據(jù)等，閱讀器接收這些信息并進(jìn)行解碼，然后傳送給后臺服務(wù)器處理，進(jìn)而完成整個信息的處理過程，工作原理見圖2

RFID工作原理

　　3．2 讀卡器的設(shè)計

　　讀卡器可以分為手持式和固定式 。根據(jù)本系統(tǒng)的實際情況和應(yīng)用需求，選用了固定式的RFID讀卡器。RFID讀卡器系統(tǒng)主要由MCU、RF接收和信號輸出3部分組成。MCU用于控制RF芯片工作的模式和頻段， 同時接收來自RF芯片接收到的標(biāo)簽內(nèi)碼及讀卡器的內(nèi)碼， 經(jīng)過處理轉(zhuǎn)變成串行格式輸出。

　　3．3 標(biāo)簽的設(shè)計

　　考慮到嬰兒治療、洗澡等需要較遠(yuǎn)距離的識別，本系統(tǒng)采用了有源標(biāo)簽。有源標(biāo)簽主要由電源(3 V 紐扣電池)、MCU和RF發(fā)射組成。MCU用于控制RF芯片的工作模式和頻段，同時產(chǎn)生標(biāo)簽的內(nèi)碼，傳送給RF芯片發(fā)射出去。有源標(biāo)簽射頻部分主要由RF專用芯片組成。

　　4 系統(tǒng)軟件設(shè)計

　　系統(tǒng)軟件部分主要包括讀卡器和標(biāo)簽的收發(fā)程序、后臺服務(wù)器管理軟件和后臺數(shù)據(jù)庫設(shè)計。讀卡器和標(biāo)簽的收發(fā)程序采用C51實現(xiàn)，主要完成程序初始化、定義RF發(fā)送／接收的物理地址、發(fā)送／接收的地址長度、發(fā)送／接收的頻段和速率等參數(shù)。服務(wù)器端軟件采用Visual studio．net設(shè)計實現(xiàn)，后臺數(shù)據(jù)庫采用SQL Server 2000。

　　系統(tǒng)控制、管理軟件主要監(jiān)控及管理整個系統(tǒng)的運行狀態(tài)．系統(tǒng)界面見圖3，具體功能如下：

　　(1)系統(tǒng)管理：包括用戶管理、標(biāo)簽管理；
　　(2)嬰兒資料維護(hù)：可輸入、修改嬰兒資料；
　　(3)嬰兒跟蹤：記錄嬰兒移動詳細(xì)情況，包括時間、位置、原因等；
　　(4)工作狀態(tài)：系統(tǒng)部件工作狀態(tài)顯示，各類標(biāo)簽工作狀態(tài)記錄；
　　(5)報警信息：報警信息提示、暫注銷、報警信息控制信號輸出；
　　(6)報表打?。嚎缮墒汁h(huán)發(fā)放記錄、巡查記錄、嬰兒數(shù)據(jù)、產(chǎn)婦出院等報表。

　　5 系統(tǒng)應(yīng)用效果

　　該系統(tǒng)在我院穩(wěn)定運行了1年多，取代了落后的人防手段。通過RFID技術(shù)對醫(yī)院內(nèi)的新生嬰兒進(jìn)行實時監(jiān)控和追蹤，可對企圖盜竊嬰兒行為及時進(jìn)行報警提示，在結(jié)合門禁后徹底防止了嬰兒在醫(yī)院內(nèi)被盜的隱患：同時，特殊設(shè)計的嬰兒婉帶能夠防止被調(diào)換或除下。確保標(biāo)識對象的唯一性及正確性，有效保證醫(yī)護(hù)人員能夠?qū)崟r對嬰兒進(jìn)行快速準(zhǔn)確的識別。

　　總之，該系統(tǒng)的運行有效保護(hù)了嬰兒安全，簡化了護(hù)士的工作，充分提高了醫(yī)院管理水平和檔次，真正實現(xiàn)了“以患者為中心”的服務(wù)理念。

　　6 結(jié)束語

　　隨著RFID技術(shù)的不斷發(fā)展，射頻識別技術(shù)將在醫(yī)療行業(yè)得到更為廣泛的應(yīng)用。除了嬰兒防盜外，RFID技術(shù)還可以應(yīng)用于藥品識別、設(shè)備定位、手術(shù)器械跟蹤等更多的領(lǐng)域，給醫(yī)療行業(yè)從安全、服務(wù)到經(jīng)營改進(jìn)等多方面帶來新的應(yīng)用。