Research on Baby Anti-theft System Based on Internet of Things

严诗恬 / 孙海龙

(中国建筑设计院有限公司，北京 100089)



Research on Baby Anti-theft System Based on Internet of Things

基于物联网的婴儿防盗系统研究

严诗恬 / 孙海龙

(中国建筑设计院有限公司，北京 100089)

According to the safety management requirements of the newborn babies in hospital, two important functions are illustrated. One function is to prevent the baby was wrongly taken away, and the other is to prevent the baby was stolen. The structure and composition of the baby anti-theft system were article analyzed, and a case was designed which combined with practical projects.

internet of things, baby anti-theft, RFID, signal receptor

0 引言

近几年，随着我国医疗卫生事业的快速发展，医院的信息化程度在不断提高。智慧医院、数字化医院作为医院的发展方向，引起了广泛关注。产科作为医院的一个重要的科室，其安全性特别是新生儿的安全，一直是智慧医院需要解决的重点问题。为了防止新生婴儿被抱错或被不法分子偷盗的行为发生，提高医院的安全管理水平，婴儿防盗系统应运而生。

1 婴儿防盗系统功能

婴儿防盗系统主要有两个重要功能：防止抱错、防止偷盗。

婴儿防盗系统，是为新生婴儿和其母亲均佩戴一个具有唯一编码、可以发射RDID射频信号、没有授权不易摘除并对身体没有伤害的电子标签。通过软件可以设置新生儿与其母亲之间电子标签的唯一匹配关系。通过读卡器可以直观地确定两个标签之间是否匹配，并以此方式来防止婴儿抱错。

婴儿防盗系统，是在产科的特定区域内装设新生儿电子标签的信号接收装置。如若新生儿离开此区域，系统便会报警。如若医院的日常婴儿护理工作需要暂时离开此区域，相关医护工作人员需要办理临时外出手续予以授权，并确保婴儿在规定时间内回到监控区域，如有特殊情况，需要延长外出时间，须提前办理延时手续。否则，系统会提示并报警。以此方式便能实现婴儿的防盗功能。

2 系统组成

婴儿防盗系统采用的是传统的C/S架构，主要包括：服务端、客户端和监控端三部分。服务端负责数据的采集、处理和保存；客户端由电子标签和读卡器等组成；监控端包括监视器、门禁系统等。如图1所示。

图1 婴儿防盗系统图

1)婴儿电子标签

婴儿电子标签的外形是一个小型的电子腕带，腕带里包含了一个有源的电子标签，可以发送和接收对身体无害的射频信号。此电子腕带材料可靠、防水防酒精、对身体无害，且一经带上便不可随意拆下或破坏，若未经授权试图破坏或拆下腕带，系统会立即报警。每个婴儿电子标签具有唯一编码，不可重复使用。

2)信号接收器

信号接收器是用来接收电子标签发出的射频信号的设备。信号接收器一般安装在吊顶上，可以接收半径约12m圆形空旷区域内的射频信号。根据婴儿防盗系统划定的安全区域，遵照接收范围全覆盖整个安全区域的原则，排布安装多个接收器。接收器之间通过TCP/IP协议进行通信，使采集到的电子标签信号通过最短路径传输到后台主机，从而实时监测佩带电子标签的新生儿所处的位置，并记录新生儿的移动路线，这样便能更加有效地对新生儿进行监护。信号接收器采用天线设计，接收灵敏度高，抗干扰强，具有唯一的电子编码，若信号接收发生故障，系统便会报警。对于钢筋混泥土结构的建筑，信号接收器的接收效果会受到一定影响，宜将信号接收半径调整为10m。

3)出口监视器

出口监视器是用来监控出入口区域的设备，通常安装在受保护区域的出入口附近，其主要功能是防止新生儿在未授权的情况下被带离安全区域。每个出口监视器都感应相应的射频发射区域，一旦有未经授权佩戴电子标签的新生儿进入到该区域，系统立即触发报警信号，并根据预响应方案联动相应的门禁系统关闭，从而保证新生儿的安全。

4)网关

网关的主要作用是将信号接收器和出口监视器的数据传输到系统管理服务主机，并将管理主机的指令传送至信号接收器和出口监视器，从而实现相应的联动功能。网关通常安装在婴儿防盗系统所在楼层的弱电竖井内，方便日常管理和维护。

5)系统管理服务主机

系统服务主机一般安装于护士台，以便于值班护士能够及时观察或处理系统的当前状况。系统服务主机中安装有婴儿防盗系统的软件，软件平台显示每个电子标签和设备的实时状态。

3 系统设计方案

图2 产科病房平面图

本文以某妇产医院为例，简要介绍婴儿防盗系统的设计方案。此医院地下一～三层为门急诊、检验、手术等科室，四～六层为产科病房。婴儿防盗系统通常设置在病房层，每层病区作为一个子系统单独设计。

以五层为例，如图2所示，此层一共有2个楼梯口和2个电梯口，其中1个楼梯厅和电梯厅合用，因此一共有3个出入口，在每个出入口均需要设置1个出口监视器。出口监视器的监视范围可以根据出入口的位置和形状进行调整。出口监视器所监控的范围内不允许未经授权的电子标签通行，若未授权的电子标签进入出口控制区域，则系统会立即报警，并联动门禁系统，将出入口关闭，直到医护或安保人员采取相应措施。

此病区的每一位新生婴儿都会被带上一个带有电子标签的腕带。每个电子标签具有唯一ID号，值班工作人员将婴儿及家长对应的信息录入到婴儿防盗系统内。若未经授权，标签被恶意拆除或遭到破坏会立即报警。

信号接收器可根据划定的安全区域范围来设定，每个信号接收器接收半径约为12m的圆形区域的射频信号。信号受墙体内钢筋屏蔽的影响会造成衰减(一般病房在设计时，靠近走道的一侧会设置卫生间，这样信号在进入房间时需要穿过卫生间的2道墙)，为了保证信号传输的稳定性，在病房内单独设置一个信号接收器。在走道上每隔12m设置一个信号接收器，覆盖走道的探测区域。以上设计实现了整个安全区域信号全覆盖。

若只需确定新生儿处于安全区域内，不需定位到具体房间，则可以只在走道区域设定信号接收器。目前，不同厂家的信号接收器的供电方式有所不同。常用的有2种：一种采用POE供电方式，即直接通过网关和信号接收器之间的网线提供电源，这种方式需要通信网关具有POE供电功能；另一种需要提供220V电源，故在建筑设计时需要提前在吊顶内预留220V交流电源。

通讯网关一般安装在本层的弱电竖井内，信号接收器和出口监视器通过网线连接至通信网关，并经由网关将信号传至服务主机。楼层之间的网关采用垂直网络布线连接，使各层子系统通过垂直网络形成整体监控网络，以实现数据共享。

本层的服务主机设置在护士台，通讯网关与服务主机之间需要一根网线连接，将信号接收器和出口监视器采集到的数据汇聚到服务主机，并通过界面显示出来。在服务主机内可预设不同情景下的报警模式，并在收到报警信号时显示报警信息。婴儿出生后，需先在服务主机上进行登记，记录新生儿和母亲的电子标签配对关系，之后便能查看所有电子标签所处的实时状态，方便护士或相关工作人员的对新生儿进行管理。为了提高婴儿防盗系统的可靠性，服务主机可通过双电源对其进行供电。

4 结束语

本文重点阐述了医院婴儿防盗系统的功能、系统架构及组成元件，并结合实际工程案例对系统的应用进行了探讨。对智慧医院的婴儿防盗系统建设具有一定的参考意义。

[1] 裘加林，田华，郑杰，程韧，秦浪.智慧医疗[M]，北京：清华大学出版社.2016：97-104.

[2] 吴亚杰.数字化医院[M].郑州：河南科学技术出版社.2015:529-544.

YanShitian / Sun Hailong

根据医院新生婴儿的安全管理需求，提出了婴儿防盗系统中防止抱错和防止偷盗两个重要功能。对婴儿防盗系统架构和组成进行了阐述分析，并结合实际工程进行了案例设计。

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