智能病房輔助系統 設計分析分享

一、項目簡介

設計一套為病人和醫護人員服務的輔助系統，主要預期為實現一個與病人無話不談的語音機器人，此機器人還可實現備忘錄功能並自動識別病人需要提醒的事件和時間，同時醫護人員也可以通過它設置給病人需提醒的事件。

旨在完成一套智能病房輔助系統，其主要功能包括：與病人進行對話交流、提供事件提醒服務、電子病歷服務、緊急呼叫服務、進出檢測服務。

二、項目方案

現在快節奏的生活，生病已經成為一種負擔。傳統的病房還延續著親人陪護的模式，這不僅為家人的生活和病人的醫療費用造成了不必要的負擔，而且也加重了家庭的壓力。另外一種模式是僱傭專門的護工，這種模式節省了照顧病人的時間成本，但是護工的費用往往較高，而且並不能24小時守候。在醫護的角度，醫院安裝緊急呼叫按鍵，病人頻繁的呼叫，往返病房與值班台也增加了負擔。

研究目標及主要內容：實現病房輔助系統，設置不同模式，不同模式下實時調整各子系統和模塊的優先順序。

本項目主要實現以下幾方面內容：

①病人可24小時得到聊天陪護；

②檢測病人是否出病房；

③設置醫護人員與病人預定的各個時間的提醒業務；

④為醫護和病人提供電子病歷顯示服務；

⑤緊急呼叫服務；

⑥系統正常運行監測服務。

三、項目研究技術路線

本項目以STM32作為主控，通過wifi進行組網。主控主要負責工作模式發布，各事件的優先順序調整等事物。

I、進出檢測子系統

進出檢測子系統主要目的是為了配合提醒服務，檢測病人進出房間時有無需要提醒的事件。其由兩個人體檢測感測器、獨立供電系統、無線通信終端節點和射頻檢測模塊等組成。

兩個人體檢測感測器按照先後順序安裝在門口位置，間隔超過一個人的身體厚度。射頻檢測模塊安裝於兩個人體檢測感測器的物理中心位置，其作用是配合病人身上的手環，檢測出出發人體檢測感測器的是否為病人。人體檢測感測器檢測到人時，記錄檢測到人體的全局時間，在一定間隔內，如兩感測器被先後觸發，則按照時間判定病人進出病房狀態。判定狀態和病人身份後，藉助無線傳輸網路（WIFI、藍牙或zigbee等皆可）將信息傳送給系統STM32主控。

II、人機對話系統

人機對話功能主要實現人機交互的聊天和特定設置語句的設置信息提取功能。其中包括幾個模塊：

語音檢測和錄音模塊：首先由聲音感測器檢測到說話聲音（閾值可調整），再有錄音系統將人聲錄音為文件，待傳輸給識別模塊使用；

無線通信模塊：傳輸設置指令和運行檢測指令使用；

傳輸和接收模塊：用於語音文件的傳輸，將錄音後的語音文件傳輸給樹莓派系統，接收樹莓派系統所做回答。當百度語音的識別內容由「設置提醒」等特殊文字時，由該模塊進行設置指令接收；

樹莓派系統：主要實現自然語音的識別和交互問題的回答。首先由百度語音進行自然語音識別，將語音轉換成文字，如果文字中有「設置提醒」等特殊文字時，由樹莓派系統發出設置提醒命令。如沒有相應特殊文字，則將識別文字發送至圖靈機器人進行人機交互，將交互後文本信息交由語音合成和播放模塊進行播放，從而實現人機交互；

語音合成和播放模塊：將文本信息合成為語音，並進行播放。

III、事件提醒服務

事件提醒服務由時間獲取模塊、提醒服務數據單元模塊、無線傳輸和供電系統等幾部分組成。

時間獲取模塊：由事件提醒服務主控調用DS1302模塊獲取準確的時間，以作為實踐提醒的實踐依據；

提醒服務數據單元模塊：將事件提醒內容以數據條的形式存儲，規定必須包含時間、地點、內容等部分；

IV、電子病歷系統

此模塊由醫護人員操作，當需要查房或對某個病人進行檢查時，可在顯示屏上顯示病人的病歷信息。此信息為伺服器資料庫中獲取的信息，保證了數據的及時和可靠。

V、系統運行檢測服務

系統運行監測是指檢測本系統內各子系統的工作狀態是否正常。

檢測規則為：以時間為檢測依據，每個2分鐘利用無線網路向各模塊發送特定的查詢信息，各模塊接收到查詢信息後，向系統檢測模塊回復相應系統運行信息。如發送三次均超時，則證明某子系統運行存在問題，在顯示屏上顯示子系統的錯誤信息並告知使用者。

VI、緊急呼叫服務

緊急呼叫服務是現有病房的緊急呼叫鈴的升級版本。

生理特徵監測：主要監測病人的心跳和脈搏信息，如果病人的生理信息突發異常則主動向醫護人員的控制台發送報警信息，以保證救助病患的及時性。

緊急按鍵檢測：當人為按下緊急按鍵檢測是，向醫護人員的控制台發送報警信息，並提取報警時間。

本文以設計角度分析設計過程和結構，拋磚引玉。有誤之處，請提出建議。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！