医院智能数据采集传输方案

方案背景

住院部病人需要每天采集血压，体温，心率等数据传输至医院数据中心方便医生做病情监测。然而目前的人工测量统计监测耗时耗力。医院布局楼层高、房间布局复杂。而传统的无线通讯又有盲区、干扰存在。

^{医院建筑及楼层布局}

^{医院平层及功能分区}

无线信号在空气中传输损耗计算公式：

Los = 32.44 + 20lg d(Km) + 20lg f(MHz)

Los是传输损耗。单位为dB，d是距离，单位是Km ，f是工作频率，单位是MHz。 可见,传输损耗与频率成正比。即频率越高，传输损耗越大。或者说在同样传输损耗情况下，传输距离与频率成反比。即频率越高，输距离越短。

✪  2.4G频率信号：

传输距离短，传输过程衰减大，信号穿透、绕射能力弱，信号易被物体遮挡。

• ZigBee

工作在2.4G频段，数据传输速率低，专注于低传输应用。单节点传输距离近，需要维护传输路由，路由需供电，难以做到超低功耗。

• WIFI

2.4G或5G频段，需注册认证，传输带宽宽，基于无线局网（WLAN)互联的技术，与蓝牙一样，同属于短距离无线通信技术。

• 蓝牙技术（包括BLE）

工作在2.4G频段，传输距离太短、需注册认证，适用于PC与周边设备互联及极小数传输。

由此可见2.4G频段目前相当拥挤！！

✪ 433M及周边频率信号：

传输距离长，穿透、绕射能力强，传输过程衰减较小。

• 星形组网

点对点，或点对多点的传输方式，大多沿用主从应答的传输方式。 组网简单，传输可靠。不适合广域组网（我们公司支持有限节点的并发传输及基于信号强度的竞争仲裁机制）。

• 路由组网

基于泛洪模式的组网方式，不需要路由维护，数据传输冗余大，丢帧机率大。

• MESH组网

基于路径识别组网方式，动态自组织、自配置、自维护等突出特点；技术难度大，有效传输速度低。

《微功率（短距离）短程无线电设备技术要求》

——信产部2005年发布

第一章节（四）生物医学遥测设备规定
用于传送人类或动物生理现象测量信号的无线电发射设备，仅限医院或医学研究机构内使用不得对射电天文业务产生干扰。
　1. 使用频率：
          174-216MHz,
          407－425MHz,
          608-630MHz
　2. 发射功率限值：
          10mW(e.r.p)
    3.频率容限：
           100×10-6

                                               

需要采用星形组网+有线传输模式，兼容距离与并发。

而有线的并发性及工程施工便捷性如何兼顾？

我们公司数传总线：LBUS数传总线方案

LBUS总线为远距离多主机通信现场总线，与RS485,CAN总线不同的是它采用非平衡传输方式,传送数据的同时,也为节点供电.即通过两根线,即能传送数据,也能为总线上的节点供电。这一点与M-BUS相同,但与MBUS不同的是,它可以为节点提供高到２A以上的电流，由于采用非平衡方式传输数据，总线也可设计为无极性总线。

LBUS总线上的波特率由仲裁器决定，各主机自适应总线上的波特率，自动同步。

^{LBUS与其它总线的区别}

^{系统布局示意图}

^{系统有线部分连接图}

方案实现原理

• 整系统由LZBUS总线（包括主站和从站）、433M无线节点、本地电脑PC组成；
• LZBUS通过串口与本机电脑PC通信（本地内网管理，不会发生数据泄密），主站通过双线和各从站通信，每个从站上挂接一个无线数传模块，通过无线模块和本从站所管辖的无线节点通信；每个从站可以通过地址识别方式与所管辖的无线节点通信；
• 如果两个相邻从站所管辖的无线节点存在通信重叠区域，可以通过设定不同从站间的无线节点工作在不同频率；这样，样即使相邻从站同时向所管辖模块发起询问，也不会发生无线冲突的情况。

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