基於rfid和雲計算的健康體檢信息管理系統的製作方法
2023-06-01 20:15:11 1
專利名稱：基於rfid和雲計算的健康體檢信息管理系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及無線射頻技術應用領域，特別是基於RFID和雲計算的健康體檢信息
管理系統。
背景技術：
隨著社會經濟的發展和生活水平的提高，人們對疾病的早期發現有了更迫切的需要，定期進行健康體檢已經成為人們預防疾病的一種重要措施，因此，傳統的手工書寫體檢資料已經不能滿足日益增長的體檢人數的需要。同時，隨著計算機的普及和信息技術的飛速發展，各行各業都紛紛向數位化、信息化、自動化方向發展，在這個大背景下，更加需要通過數據基礎的實施和逐漸完善，創造更快更新更完整的面向社會各界的健康體檢信息系統。現今人體健康體檢信息採集的普遍方式仍是人工測量、手動錄入，難以滿足日益增長的體檢人數的需要，其半手工的方式存在著諸多弊端
(1)採集速度慢、工作效率低；
(2)體檢工作流程不規範，體檢科目多，容易發生漏檢、錯檢，體檢質量得不到保證，給受檢者帶來很多不便；
(3)未與醫院信息系統進行共享；
(4)體檢結果無法進行綜合分析和妥善保存；
此外，所採集的健康體檢信息相對孤立，無法與被檢人員歷次檢測數據和其他人員的健康信息產生有效聯繫，從而損失了大量有用的數據，無法滿足當今人們對醫學研究和醫院信息管理的需求。
發明內容
本發明的目的是為了解決上述技術問題，提供一種基於RFID和雲計算的健康體檢信息管理系統，以期通過RFID技術實現待檢人員的信息的快速驗證、採用中繼伺服器實現了體檢數據的實時匯總、採用雲計算技術實現了信息的共享以及方便了用戶的管理。本發明的技術方案是
一種基於RFID和雲計算的健康體檢信息管理系統，包括待體檢人員、體檢儀器，其特徵是，還包括中繼伺服器和雲服務端，每個待檢人員配置一個RFID標籤，每個體檢儀器配置一個RFID讀寫器，體檢儀器通過網際網路與中繼伺服器相聯，所述中繼伺服器通過網際網路與所述雲服務端相連；所述每一個RFID標籤設有EPC編碼和待體檢人員的身份信息，當對待體檢人員進行體檢時，所述RFID讀寫器對所述RFID標籤進行驗證成功後，體檢儀器對待檢人員進行體檢，體檢的結果通過所述RFID讀寫器寫入所述RFID標籤並由體檢儀器通過網際網路傳送至所述中繼伺服器，所述中繼伺服器將體檢人員的身份信息和體檢信息通過網際網路發送到雲伺服器端的資料庫中共享。進一步，所述雲服務端包括公共雲端和私有雲端，所述公共雲端供一般用戶查詢資料庫，所述私有雲端供管理員管理資料庫。進一步，所述雲服務端設有體檢數據分析單元，所述分析單元對體檢數據進行分析判斷出體檢人員的身體狀況並給出相應建議。進一步，所述每一個體檢儀器配置一臺電腦終端，所述電腦終用於顯示所述RFID讀寫器與所述RFID標籤的認證結果以及體檢人員的體檢結果。本發明的有益效果是
本發明採用RFID實現了待檢人員的信息的快速驗證、採用中繼伺服器實現了體檢數據的實時匯總、採用雲計算技術實現了信息的共享以及方便了用戶的管理。無線射頻識別技術(RFID)是一種非接觸的自動識別技術，其穿透性強、安全性高，可實現無屏障閱讀，能夠很好的實現待檢人員身份的快速識別驗證，技術可靠，簡化了 辦理檢查的手續，便於實現健康系統的自動化和信息化。雲計算可以醫療檢測機構以最少的IT投入，獲得高性能的IT服務，有利於他們獲得大企業級別的IT服務。同時減輕IT負擔，使醫療單位、機構把精力投入到其核心業務上。本發明採用雲計算技術實現了待檢人員信息的共享，其具備如下優勢
(1)提供最可靠、最安全的數據存儲中心，用戶不再擔心數據丟失、病毒入侵等麻煩；
(2)對用戶端設備要求低，使用起來最方便；
(3)可輕鬆實現不同設備間的數據與應用共享。雲計算用於健康體檢信息系統的建立，可以使用更少的成本提升行業的整體信息化水平，加快行業的IT變革，快速應對社會需求。
附圖I為本發明的總體架構示意 附圖2為本發明的原理框 附圖3為本發明的原理流程 附圖4為雲服務提供過程示意 附圖5為體檢信息平臺模塊示意圖。附圖中的標記分別為
I.待檢人員；2.體檢儀；
3.中繼伺服器；4.雲服務端；
5.網際網路；6.私有雲；
7.公共雲；8.管理員；
9.其他機構；10. —般用戶；
II.RFID讀寫器；12.電子標籤；
301-311.框圖步驟或判斷條件。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明基於RFID的貴重物品運輸監控系統及監控方法的具體實施方式
作詳細說明。本發明提供一種採用RFID無線射頻識別技術以及採用中繼伺服器和雲計算實現人體健康信息的安全有效管理。該系統由RFID電子標籤卡、RFID讀寫器和信息化雲計算服務平臺組成，各RFID電子卡標籤的ID號是唯一的，用於待檢人員的身份識別。本系統中，首先通過RFID讀寫器對用戶的身份進行識別，通過唯一的EPC編碼獲取並驗證存儲在中繼伺服器和雲計算服務平臺中的個人基本信息(EPC編碼、姓名、性別、身份證號碼等)，並顯示在為測量儀器(如身高體重器、血壓計、肺活量測量儀器等)所配置的電腦上，待完成測量後，儀器中的測量傳感器可自動完成有用信息的提取，並在PC機開發的軟體上實現檢測信息的處理，然後通過機構內部的網絡將封裝好的數據傳輸至中繼伺服器進行匯總，再將所有數據傳至雲端，最後用戶可通過雲計算平臺上開發的軟體方便的查看自身的體檢信息，從而擴大了系統的應用領域，並能為各醫療機構提供有用信息，實現了該信息化系統的柔性共享。本發明所採用的技術路線具有以下特徵
基於RFID的電子標籤系統，包括RFID讀寫器、RFID電子標籤卡和PC應用軟體，實現了體檢信息的自動採集和實時傳輸。本系統中，用戶在體檢中心註冊登記時便可獲得一張ID號唯一的RFID電子標籤卡，並且其EPC編碼與中繼伺服器和雲計算平臺的資料庫信息 相連，從而可從提取出更為詳細和完整的用戶信息以及健康體檢信息。用戶RFID電子標籤卡涵蓋了其個人主要基本信息，而RFID讀寫器實現了對其中信息的快速讀取。當攜帶RFID卡的人員位於測量儀器前時，無需進行刷卡便能使自己的基本信息顯示在儀器的液晶屏上。測量時，使用儀器上配備的傳感器完成測量數據的採集，在儀器的信號處理模塊中實現傳感器數據的AD轉換，換算成常規數值，並顯示在PC的用戶界面上，其不僅具有良好的人機界面，還提高了數據採集和傳輸的精度，待應用軟體對測量數據進行打包封裝後，便可通過Internet將封裝後的數據實時傳送至機構內部的中繼伺服器。基於雲計算服務平臺的健康信息系統，包括資料庫系統、專家診斷分析系統和用戶應用軟體服務三部分，其具有高效的商業模式。用戶健康信息服務要實現信息化和自動化需要人力、物力、財力，而傳統的商業模式使得各體檢機構或醫院的發展極為不均衡，實力較強的機構可以購買信息化設備，擁有自己的數據中心，實現較為完善的醫療信息服務，而較小的機構卻無法大量購買，及時能夠購買也無法支付後續大量的管理維護費用。並且機構與機構之間相互孤立，它們之間的數據不能共享，同一個人的資料可能在多個醫院有著相同重複的記錄，造成了整體資源的浪費。而採用雲計算的商業模式可以很好地彌補了這個不足，利用雲平臺強大的計算資源、存儲能力、互聯和無限拓展的能力，將居民健康檔案系統建立在雲端，實現高效的醫療信息服務。各機構或用戶只需向雲服務提供商購買所需要的服務，分享系統提供的基礎設施，便可實現按需分配，按照用戶需求以及用戶實際情況來定製合適的軟體服務，大大降低了現階段體檢機構或醫療機構在軟體、平臺搭建的費用，同時可以解決各個醫院系統質量參差不齊的現狀。基於雲計算服務平臺的海量資料庫系統，滿足了大量數據存儲的需要。在健康體檢信息化的過程中，必將產生大量的數據，一般伺服器難以承受如此大的數據流量。雲計算是一種基於網際網路的超級計算模式，將分布在不同地區個人電腦、伺服器、行動裝置等各種軟硬體的軟硬體資源結合在一起，因而有著強大的存儲能力，將數據存儲在雲端，可以緩解體檢機構設備緊缺的狀況，並且通過雲計算服務提供商的保護措施，可以保護內部數據的安全，保護內部數據不丟失、不被輕易篡改和洩漏，保障患者和醫院的隱私和利益。同時，建立一個雲端的健康信息系統，還可以使其他機構甚至醫院一起分享數據資源，提高了數據的利用率。基於雲計算服務平臺的專家診斷系統，以綜合資料庫系統、經驗知識庫為基礎，實現了用戶身體狀況的簡單評估和分析，並給出相應的建議。雲平臺對居民健康數據的管理不僅僅限於簡單的搜集和整理，利用雲平臺提供的強大計算能力對海量健康或醫療相關的數據進行有效的分析，將分析計算作為服務提供給用戶或醫學工作者，不僅可以提供給用戶有用的信息，還可使醫學工作者可以專注醫學上的研究，不必再在自己不熟悉的領域花費不必要的工作量，加快醫學研究的效率，提高醫學成果的產生率。基於雲計算服務平臺的應用軟體服務，其為用戶提供了標準化的接口以進行訪問，查看自身的個人體檢信息電子檔案以及及時獲取身體狀況的分析結果。本系統中，每個參加健康檢查的人都備有其個人健康檔案，內部記錄該人的身份證號、姓名、血型、身高、體重等基本信息和各體檢科目的檢測結果，當患者在醫院參加 健康檢查後，通過RFID身份驗證綁定健康管理系統中的健康檔案，並實時更新其檢測結果，而原先的檢測結果不會被刪除，它們作為專家系統對待檢人員健康評價的參考。當雲計算健康管理系統搭建起來後，用戶的健康信息可在在不同的體檢機構中通用，不管該用戶到哪個機構進行健康檢查，測試的結果都會進入一個統一的系統管理起來，實現了不同體檢機構對檢測數據的共享，更便於信息的查詢和管理。基於雲計算服務平臺的健康信息系統，具備強大的可拓展功能。採用雲計算技術實現的健康信息系統，其建立有基於雲的居民健康檔案，可以將其可以擴展為病歷、醫保信息、帳戶等，可與診斷服務、醫療保障服務等有機聯繫起來，與其他社區系統聯繫起來，不斷擴充自身的功能，擴大服務的範圍，增加服務的種類，充分利用每一個可以利用的資源。參見附圖I至5，基於RFID和雲計算的健康管理系統分為三部分，第一部分是基於RFID的身份驗證系統，通過給每個待檢人員I發放RFID的電子標籤12，卡中記錄著待檢人員I的身份信息，並預留了一部分空間，供發放單位自行設置其存儲內容，以滿足不同機構的需求。進行健康檢查時，待檢人員I進入測試場地，每個體檢儀2前面都有一個大型RFID讀寫器11，天線做的足夠大使得可以接受微弱的信號，以提高讀寫距離和增強穿透能力。當待檢人員I經過讀寫器後，讀寫器讀出卡中的信息，當卡中記錄的信息所示是已經申請過體檢服務後，指示燈亮，儀器開啟，待檢人員在工作人員提示下進行該項目的檢測，檢測完畢後，儀器將所測結果記錄下來，發送到機構的中繼伺服器中，並等待下一個待測者過來測試。第二部分為信息轉化傳送系統，該部分由中繼伺服器3完成，負責將收集到待檢人員的身份信息、生理數據(如身高體重、心率、血壓等)信息進行預處理，經過格式的轉化和數據的編輯排版，製作成健康管理系統資料庫所需的數據格式，然後通過Internet網際網路5傳到雲伺服器端4上。第三部分是健康管理系統，系統架設在雲端，因此不需要再額外購買大型的伺服器和配置專業的人員，佔用大量空間，只需要向雲服務提供商購買所需雲服務即可。系統運行在兩個雲服務中，醫院工作人員以及其他機構人員使用的健康管理系統架設在私有雲6上，可對這些健康檔案數據有著更高的瀏覽和操作權限，雲服務提供商會對私有雲的數據進行加密和保護處理，防止重要的數據丟失或遭到更改。同時普通的用戶也可以登錄健康管理系統享受相應的服務，這部分架設在公有雲7上，用戶可以再系統上查找自己的健康數據檢測結果，查看自己的生理數據變化情況，系統有數據的分析和處理功能，可以根據所測數據推測出用戶的身體狀況，並有專家系統提供相應的建議，由於系統架設在公共雲上，雲上的數據是共享的，用戶可以享受到雲端其他服務提供商提供的高質量的健康諮詢服務。如圖2所示，RFID電子標籤系統由無源RFID電子標籤12、RFID讀寫器11和PC機應用軟體組成。讀寫器主要對電子標籤卡內部信息進行讀取，通過與之關聯的中繼伺服器(存儲了完整的用戶信息)，不僅能查看用戶的個人基本信息(包括用戶姓名、性別、身份證號、居住地址、最近一次的體檢結果以及照片等)，還能對待檢人員進行身份驗證，同時在PC的應用軟體中還能實時顯示傳感器採集的測量結果值，從而使整個檢測過程更為方便和直觀。本系統中，在註冊登記時發放給用戶無源的RFID電子標籤卡，其採用國際標準的96 位EPC編碼格式(8位標頭、28位通用管理者代碼、24位對象分類代碼和36位序列號)，只要進入讀寫器的讀出範圍之內便可激活，並可做到免維護，從而降低了系統開發的成本且具有很長的使用壽命。RFID讀寫器是用戶信息和體檢測量信息的控制和處理中心，由射頻接口、邏輯控制單元和天線三部分組成。在進行體檢工作時，首先讀寫器通過發射天線發送特定頻率的射頻信號，當用戶攜帶的電子標籤卡進入有效區域時產生感應電流，從而獲得能量被激活，使得電子標籤將自身寫入的編碼等信息通過內置射頻天線發送出去，讀寫器接收從標籤發送來的調製信號，經天線調節器傳送至讀寫器信號處理模塊，從而完成讀寫功能。由於每個用戶的具體信息存儲在機構內部的中繼伺服器和雲服務資料庫中，因此用戶攜帶的無源電子標籤卡通過EPC編碼相關聯，進而在提取用戶信息的同時，完成了對其身份的驗證。此時待檢人員便可根據軟體用戶界面所顯示的數據判斷檢測是否就緒，從而進入相應體檢科目檢測環節。在測量過程中，通過儀器上的傳感器採集用戶的測量值，每臺儀器配置有相應的信號處理單元，用於完成檢測信號的調理、AD轉換，在所開發的應用軟體測量平臺上進一步對數位訊號進行處理，轉化成常規值並進行，使得用戶有更為直觀的體會。待測量完成後，RFID讀寫器將本次測量結果寫入用戶攜帶的RFID電子標籤中，以便於用戶在下次檢測時對自身狀況有個直觀簡單的比較。而應用軟體則按統一的數據格式對體檢項目檢測值和相關信息進行封裝，為儀器所配置的電腦接入機構內部網路，因而通過Internet將打包後的數據發送至機構內部的中繼伺服器上進行體檢信息的匯總，進而上傳至雲計算服務平臺，便於對用戶健康體檢信息的進一步處理、分析和評估。用戶體檢過程中採用RFID電子標籤系統，不僅實現了用戶信息的自動採集和檢測信息的自動錄入，而且機構內部的中繼伺服器實現了實時信息的匯總，採用內網大大提高了數據傳輸的速率，因此提高了整個體檢系統的自動化程度和運行效率。參見附圖3，本發明的工作流程為待體檢人員準備就緒(步驟301)，RFID讀寫器對RFID標籤進行信息讀取(步驟302)，中繼伺服器查看是否包含該待檢人員信息(判斷條件303)，如果包含，則再驗證用戶身份(判斷條件304)，如果用戶通過身份驗證，則在電腦終端顯示信息，開始進行體檢測量(步驟305)，如果中繼伺服器中不包含該待檢人員信息或者身份驗證不通過，則返回錯誤信息報告(步驟306)，則不對該用戶進行測量。對合格用戶進行測量後，對測量數據進行錄入、處理並顯示在電腦終端(步驟307)，然後通過網際網路傳送對中繼伺服器(步驟308)，同時，將本次測量值寫入RFID電子標籤卡，完成數據更新(步驟311)，中繼伺服器通過網際網路將數據發送至雲伺服器端(步驟309)，流程結束(步驟310)。
參見附圖4，顯示的是健康系統功能模塊組成圖。系統基於B/S結構，首先是登錄界面，通過統一的用戶界面接口，提示用戶選擇一般用戶或者工作人員身份來登錄，然後輸入醫院機構提供的帳號和密碼，進入該系統。當用戶選擇的是普通用戶身份登錄時，系統的功能分為四個部分健康數據查詢、智能分析和系統建議、專家線上交流、其他服務。通過健康數據查詢功能時，用戶可以查詢到自己的健康檢查結果、檢測地點、檢測時間，以及所有參檢人員的健康數據的平均值，以此作為參考。不同的醫院機構都可以加入這個數據系統。健康檔案資料庫只有一部分對普通用戶開放，這部分運行在公有雲上，同時用戶訪問數據時會受到保護功能限制，不能隨便改動檔案資料庫的數據。智能分析和系統建議採用統計、數學推斷等方法對所測結果進行科學的分析，根據專家設置的健康知識庫，利用所測健康數據，並和用戶的身高、體重、體型、所在地域、疾病史等因素推測出用戶的健康情況，並給出推薦的解決辦法。專家線上交流功能提供用戶與專家的交流平臺，提供視頻語音的功能，用戶可以通過這個平臺足不出戶即可與專家面對面交流。系統也提供與工作人員進行交流的機會，用戶可以對系統的體驗、醫院的服務質量的不足和建議及時反饋給醫院，協助改進健康服務。當沒有專家在線時，也可以在留言和提問版塊中寫下自己的問題，當工作人員上線後可以給予回應。最後一個是其他服務功能模塊，它包括一些其他機構所提供的服務和待建設的服務。如果有機構對健康管理有新的進展或者新的服務，需要本系統的數據，或是需要系統的用戶進行體驗或者測試，可以在此添加拓展，當反響效果達到預期效果時 可以設置為新的正式服務功能。參見附圖5，顯示的是雲服務提供過程示意圖，與服務提供商在統一場所布置大量的高性能伺服器，伺服器與服務之間通過專用網絡相連，形成一個伺服器集群。伺服器集群可以根據任務所需的性能的不同自動分配出合適的計算資源給任務，當其中有伺服器發生故障時，調度系統會將該伺服器數據轉存到另一個完好的伺服器上，確保整個系統的可靠性。這種分布式/並行計算資源為用戶提供了可伸縮性、高可用性的計算服務。雲服務提供商通過伺服器虛擬化將其虛擬為一個伺服器，對用戶和應用來說是一個單一的系統，有著虛擬的cpu、硬碟等硬體設施，使用者可以如同操作一臺電腦一樣操作後臺龐大的伺服器集群，運行所需的應用程式，而自己不需要配置這些硬體設施。當用戶選擇的是工作人員時，進入後系統分為四個部分，數據操作、統計分析工具、在線諮詢、機構相關功能。工作人員的權限最大，可以查到存儲在私有雲的數據，並可以對其進行相應的操作，對健康資料庫的訪問無限制。系統的數據操作功能提供基本的健康檔案的增刪改等基本操作，以便人工解決系統可能出現的數據缺失甚至錯誤等問題，增加系統的靈活性和可操作性。統計分析工具功能則是對健康數據進行統計和數學分析，工作人員可以利用工具自己設定分析方法和計算公式、判斷條件等，實現對數據的科學分析，該部分結果可以給普通用戶提供參照。在線諮詢功能提供工作人員和普通用戶的交流機會，具有在線視頻功能，醫學專家可以為普通用戶提供在線的健康判斷和諮詢服務，與他們面對面交流，回答用戶的疑問。還可以查看用戶的留言和提問，並及時回復，結果在系統上公示，用以解決一些不需要立即解決或用戶普遍關注的問題。機構相關功能是為不同機構提供的擴展接口，工作人員可以通過這個系統進行該項目的人員分配、系統維護等機構相關的工作，還可以接收第三方服務提供商的新服務，用以擴充系統的功能，增強系統的適應性。
採用上述的基於RFID和雲計算的健康體檢信息管理系統，在實際使用時，克服了傳統手工錄入的半自動化方式的缺陷，很好的實現了體檢機構或醫療機構之間的信息共享，並且也便於用戶查看自己的體檢數據。其覆蓋面廣、數據存儲容量大且便於管理，本系統運行效率高，能實現數據的實時更新，且能根據用戶的體檢數據作出評估和診斷，給用戶提供建設性的意見，實現了整個系統的自動化、柔性化和信息化。以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保 護範圍。
權利要求
1.一種基於RFID和雲計算的健康體檢信息管理系統，包括待體檢人員、體檢儀器，其特徵在於還包括中繼伺服器和雲服務端，每個待檢人員配置一個RFID標籤，每個體檢儀器配置一個RFID讀寫器，體檢儀器通過網際網路與中繼伺服器相聯，所述中繼伺服器通過網際網路與所述雲服務端相連；所述每一個RFID標籤設有EPC編碼和待體檢人員的身份信息，當對待體檢人員進行體檢時，所述RFID讀寫器對所述RFID標籤進行驗證成功後，體檢儀器對待檢人員進行體檢，體檢的結果通過所述RFID讀寫器寫入所述RFID標籤並由體檢儀器通過網際網路傳送至所述中繼伺服器，所述中繼伺服器將體檢人員的身份信息和體檢信息通過網際網路發送到雲伺服器端的資料庫中共享。
2.根據權利要求I所述的基於RFID和雲計算的健康體檢信息管理系統，其特徵在於所述雲服務端包括公共雲端和私有雲端，所述公共雲端供一般用戶查詢資料庫，所述私有雲端供管理員管理資料庫。
3.根據權利要求I或2所述的基於RFID和雲計算的健康體檢信息管理系統，其特徵在於所述雲服務端設有體檢數據分析單元，所述分析單元對體檢數據進行分析判斷出體檢人員的身體狀況並給出相應建議。
4.根據權利要求I或2所述的基於RFID和雲計算的健康體檢信息管理系統，其特徵在於所述每一個體檢儀器配置一臺電腦終端，所述電腦終用於顯示所述RFID讀寫器與所述RFID標籤的認證結果以及體檢人員的體檢結果。
全文摘要
本發明涉及無線射頻技術應用領域，提供一種基於RFID和雲計算的健康體檢信息管理系統，包括待體檢人員、體檢儀器、中繼伺服器和雲服務端，每個待檢人員配置一個RFID標籤，每個體檢儀器配置一個RFID讀寫器，體檢時，RFID讀寫器對RFID標籤進行驗證成功後，體檢儀器對待檢人員進行體檢，體檢的結果通過RFID讀寫器寫入RFID標籤並由體檢儀器通過網際網路傳送至中繼伺服器，中繼伺服器將體檢人員的身份信息和體檢信息通過網際網路發送到雲伺服器端的資料庫中共享。通過RFID技術實現待檢人員的信息的快速驗證、採用中繼伺服器實現了體檢數據的實時匯總、採用雲計算技術實現了信息的共享以及方便了用戶的管理。
文檔編號G06K17/00GK102902994SQ20121035120
公開日2013年1月30日 申請日期2012年9月20日 優先權日2012年9月20日
發明者易建軍, 黃宗英, 陳劭力, 梁承美, 羅飛, 馬竹茂, 陳齊旺 申請人:華東理工大學, 深圳市寶德計算機系統有限公司