医院医疗设备运行监测系统的设计

王成辉 荆 斌 李 巍 赵 鹏 唐剑飞

1 引言

随着医院电气化和信息化程度的不断完善，医院设备数量和种类在逐年递增，从而凸显了设备维修、维护量的急剧加大与相关科室维修力量相对减小的“瓶颈”。设备故障严重干扰了医院的正常工作行为，迫切需要在设备维护、维修领域加快实现信息化、自动化过程[1-2]。通过在设备关键位置安装对应传感器，监测设备运行状态，自主“发现”设备运行异常，实现设备异常的及早发现，及早处理；同时，能够辅助工程师排查故障，缩小检查范围，无疑将带来维修成本的大大降低[2]。

2 系统设计

在系统分析过程中，按照数据流程建立系统框图,如图1所示：

图1 监测系统框图

在医院设备端连接传感器，采集设备相关信息，将相关参数信息经过单片机处理后输出对应校验码[2]。校验码经过数据采集卡进入对应科室数据采集计算机，借助于医院局域网，将设备运行信息存入数据库系统[3-5]。

3 系统设计

3.1 监测量采集

医用设备通常种类繁多，涉及测量变量迥异，在此简化使用交流电压传感器监测设备内部电压变化并进行比较，输出比较结果至下一级[6-8]。电流测量传感器采用交流隔离传感器TA1A系列交流电压变送器TA1A_V10 V_，由于与原有电路隔离，因而对于原有电路影响较小，精度高（达到±0.2%），线型程度较好,在5 V≤AV≤60 V范围内，近似符合线型关系：0.062×VAV（待测交流电压，单位：V）－0.153 V =VDC（测量直流电压，单位：V）

3.2 单片机设计

如图2，图3所示。

图2 Atmel S51单片机采集数据流程

图3 监测系统电路原理图

3.3 数据采集卡

数据采集卡采用UA304数据采集卡，UA304数据采集卡16bit精度高于0.02%输入范围为±10 V，支持触发器以及软件触发。在此选择软件触发控制信号采集通过采集函数，科室计算机通过设置定时器频率间隔采集信号:

void_stdcall minit(HANDLE husb, short fch,short chn, short gain) 以及void_stdcall readdata(HANDLE husb , short *addat ,unsigned short fcode , long leng) 采集样本，在本系统中采样率设置为1 KHz[5]

如图4所示，使用C与语言编写显示程序，将不同通道下采集数据进行显示：

图4 UA304采集卡采集数据显示

3.4 网络数据库

(1)根据数据库字段建立表结构，建立矩阵存储设备存放位置信息。

如图5所示，根据设备故障等级将设备异常信息分为：Ⅰ正常；Ⅱ存在异常；Ⅲ设备故障。根据设备维护信息，建立设备维护表，发布设备维护信息。

图5左图显示医院设备位置与设备工作状态关系示意图，中图显示为设备状态示意图，右图显示为设备状态矩阵。

图5 设备存储矩阵

(2)借助于医院局域网建立计算机连接，通过JSP+SQL Server网页数据库系统实现设备状态查询以及设备维护提示信息，通过JDBC-ODBC桥与数据库建立连接[3,9]。获得数据库连接及记录集ResultSet变量，该变量支持SQL语句操作，可以通过该变量按照设置SQL语句实现针对数据库的操作。

如图6所示，通过导航条将设备分类显示，并在“设备入口”中，可显示设备细节信息。

图6 监测库运行图

通过使用电压传感器将设备敏感信息进行采集放大，在单片机中进行数据扩展，生成设备状态包，并产生校验码[7]，提高了数据的时效性。通过采集卡将分散的设备信息汇集到监测数据库内，利用现有的局域网设备，建立设备监测数据库。

在该系统中，可以结合实际将传感器进行扩展，分别采用压力、电流、电量、流量传感器等进行全面监测，系统的实用性将进一步提高。在设计中，也可以尝试采用DSP系统以取代单片机及节点计算机采集，DSP系统扩展性、稳定性更强，在实现过程中可结合实际选择进行。

4 结语

医院设备信息化作为医院信息化的重要内容，一方面支持医院的设备管理与设备维护维修业务，减轻职能科室的劳动强度，辅助医院管理，辅助设备调度，提高医院的工作效率，降低设备故障“闲置”率，从而使医院能够以少的投入获得更好的社会效益与经济效益；另一方面，支持医院设备故障记录，收集和处理设备故障信息，丰富和积累维修知识，借助于数据挖掘技术提供维修咨询、辅助维修决策，将提高维修人员的工作效率，对决策、知识库系统将起到巨大作用。

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