用于病患監(jiān)測的雙接口無源RFID系統(tǒng)方案
病患監(jiān)測設(shè)備通常用于測量病患的生命跡象,例如,血壓、心率等參數(shù),管理這些重要數(shù)據(jù)的要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了簡單的庫存控制范圍,需要設(shè)備能夠提供設(shè)備檢查、校準(zhǔn)和自檢結(jié)果,并具有安全升級功能,同時最大限度降低設(shè)備故障停機(jī)時間。維修人員經(jīng)常把記錄維修數(shù)據(jù)的標(biāo)簽粘貼在設(shè)備上,由于需要記錄大量數(shù)據(jù),過一段時間后逐漸損壞,標(biāo)簽貼紙不再是一個合理的選擇。隨著技術(shù)迅猛發(fā)展,病患監(jiān)測設(shè)備通常需要軟件升級。
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/201706/350190.htm與靜態(tài)的標(biāo)簽貼紙不同,動態(tài)的雙接口RFID EEPROM電子標(biāo)簽解決方案則能夠記錄測量參數(shù),以備日后讀取,還能把新數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng),例如,校準(zhǔn)常量和檢查信息,而且無需外接任何外部連接器。雙接口電子標(biāo)簽可通過I2C接口連接病患監(jiān)測設(shè)備,當(dāng)設(shè)備正在運(yùn)行時,設(shè)備可以通過I2C接口讀寫電子標(biāo)簽。即便病患監(jiān)測設(shè)備沒有工作,醫(yī)務(wù)人員也可以通過一個普通的符合ISO 15693 13.56 MHz RFID標(biāo)準(zhǔn)的電子標(biāo)簽讀寫器讀寫電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù),因為能夠確保數(shù)據(jù)最新、安全且隨時讀寫,雙接口存儲器讓射頻識別技術(shù)鏈變得更加完美。
雙接口無源RFID系統(tǒng)的目標(biāo)應(yīng)用包括設(shè)備保養(yǎng)條件及記錄、授權(quán)附件驗證、傳感器、假冒商品識別、一次性用品重復(fù)使用控制、增加新的授權(quán)產(chǎn)品。當(dāng)監(jiān)測設(shè)備工作或待機(jī)時,操作人員可以通過監(jiān)測設(shè)備讀寫雙接口RFID內(nèi)的數(shù)據(jù),當(dāng)設(shè)備關(guān)機(jī)時,操作人員可以使用電子標(biāo)簽讀寫器管理雙接口RFID內(nèi)的數(shù)據(jù),這一大優(yōu)點為設(shè)計人員開創(chuàng)更多的機(jī)會。
病患監(jiān)測系統(tǒng)分類
病患監(jiān)測系統(tǒng)通常分為三大類:床邊監(jiān)測儀、便攜式手持監(jiān)測儀和人體配戴式監(jiān)測儀。
床邊監(jiān)測儀在提供醫(yī)療監(jiān)測診斷信息方面起著重要作用,在醫(yī)療保健專業(yè)人員所需的監(jiān)測信息中,床邊監(jiān)測儀提供的信息所占比例越來越大。床邊監(jiān)測設(shè)備通常被安裝到重要的密集型護(hù)理的監(jiān)護(hù)區(qū),例如,重癥病房,目前大多數(shù)床邊監(jiān)測設(shè)備都能通過醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)與中央監(jiān)測系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng),通過設(shè)施網(wǎng)絡(luò)交換數(shù)據(jù)。
便攜監(jiān)測儀的管理具有不小的挑戰(zhàn)性,因為這類設(shè)備似乎能夠“離開群體甚至迷路”。雖然查看設(shè)備位置不在本文討論范圍內(nèi),但是了解設(shè)備發(fā)生了何種狀況對確保設(shè)備連續(xù)達(dá)標(biāo)和驗證設(shè)備主人身份有很大的幫助。
人體配戴式監(jiān)測儀雖然不是新發(fā)明,但是,隨著產(chǎn)品更新?lián)Q代,測量方式和數(shù)據(jù)量正在快速增加,這正是一個雙接口RFID解決方案的用武之地。作為連接系統(tǒng)內(nèi)部工作的網(wǎng)關(guān),雙接口RFID解決方案與監(jiān)測設(shè)備相連無需糾纏不清的連接線,因此可提高監(jiān)測儀的實用性和使用壽命。
人體配戴式監(jiān)測儀還可以再分為以下幾個類別:
●移動/配戴式個人監(jiān)測儀(MPM):配戴式個人監(jiān)測設(shè)備實時監(jiān)測慢性病癥患者的生命特征活動,并存儲和轉(zhuǎn)發(fā)測量數(shù)據(jù)或者報警。
●移動聚合器:能夠通過移動無線技術(shù)報告病患狀態(tài)的有或無外接傳感器的智能手機(jī)類設(shè)備。
●配戴式保健設(shè)備:配戴在手腕/手臂/胸部的保健設(shè)備或嵌在鞋和襯衫織物內(nèi)的傳感器,用于檢測心率、呼吸、步調(diào)等生命活動特征。
●遠(yuǎn)程病患管理(RPM)設(shè)備:內(nèi)置病患專用傳感器的特殊監(jiān)測設(shè)備。這些系統(tǒng)配備醫(yī)院專門為病患定制的傳感器,能夠報告所有的生命跡象參數(shù),例如,心率、病患的姿勢(站立還是倒臥)。
不論是床邊監(jiān)測器,還是便攜或配戴式監(jiān)測儀,所有的病患監(jiān)測設(shè)備都面臨共同的挑戰(zhàn):如何讓設(shè)備保持最新的軟件、校準(zhǔn)數(shù)據(jù)或保養(yǎng)記錄?如何發(fā)現(xiàn)故障設(shè)備?
管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)的好處
一次簡單的設(shè)備故障就會對病患檢測報告結(jié)果產(chǎn)生很大的影響。毫不驚奇,在困擾業(yè)界多年的問題中,監(jiān)測設(shè)備備用電池故障始終高居榜首。系統(tǒng)自檢在該報警的時候沒有報警,而在不該報警的時候報警。對于床邊監(jiān)測設(shè)備,中央監(jiān)測功能可以報告故障,并派維修人員排除故障,從而能夠避免嚴(yán)重的問題發(fā)生。
便攜式和身體配戴式監(jiān)測設(shè)備給設(shè)計人員帶來一系列更具挑戰(zhàn)性的問題。其中一個問題是,這兩大設(shè)備是增長最快的市場,而互操作標(biāo)準(zhǔn)直到最近才真正成為人們關(guān)注的焦點。例如,最近,康體佳健康聯(lián)盟指定四個主要的互操作性接口:USB、藍(lán)牙、低功耗藍(lán)牙 (BTLE)和 ZigBee。這四種接口技術(shù)的共同點是,監(jiān)測設(shè)備必須上電且運(yùn)行(即執(zhí)行監(jiān)測功能),才能通過這些接口報告故障,指示設(shè)備工作正常。當(dāng)關(guān)閉這些設(shè)備時,監(jiān)測器與錯誤信息通常會斷開聯(lián)系,從而增加了減少甚至發(fā)現(xiàn)任何問題的難度。
便攜式和身體配戴式監(jiān)測設(shè)備還有另一個新出現(xiàn)的挑戰(zhàn)性,為了防水和防塵,便于清潔,不會損壞電子元器件,今天的便攜式和身體配戴式監(jiān)測設(shè)備都采用整體密封式設(shè)計,在這種情況下,增加連接器或在連接器上增加功能勢必提高傳感器端口的體積、成本或系統(tǒng)復(fù)雜性。
讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)
掌握可讀的且可靠的追溯性產(chǎn)品信息數(shù)據(jù),了解從生產(chǎn)線到工作狀態(tài)的全部產(chǎn)品信息,對于管理運(yùn)行這些資產(chǎn)(監(jiān)測設(shè)備)非常有用。很久以來,設(shè)備廠商都是在標(biāo)簽貼紙上用代碼簡明地描述產(chǎn)品的制造日期、修訂版本、生產(chǎn)線/工廠、序列號等產(chǎn)品信息,然后把這些標(biāo)簽粘貼在相關(guān)產(chǎn)品上,這類數(shù)據(jù)是質(zhì)量控制與設(shè)備信息追溯所需的基本信息。
今天的系統(tǒng)需要選項配置、多個傳感器校準(zhǔn)常數(shù)、保養(yǎng)間隔等數(shù)據(jù)。某些系統(tǒng)還提供用戶可編程“熱鍵”,讓用戶設(shè)置和鎖定這些功能,僅設(shè)備維護(hù)管理就需要如此多的數(shù)據(jù),就不用說“檢查發(fā)動機(jī)狀態(tài)指示燈”的實時數(shù)據(jù)了。能夠記錄并實時讀取錯誤事件可大幅降低設(shè)備的維護(hù)成本,減少檢修保養(yǎng)時間。
通過I2C接口給每臺設(shè)備連接一個電子標(biāo)簽,醫(yī)務(wù)人員即可記錄并實時讀取錯誤事件。
雙接口存儲器靈活多用
根據(jù)存儲器需求,這些雙接口存儲器芯片可以分成多個邏輯存儲區(qū),共享同一條I2C兼容總線和天線。這個解決方案不僅擴(kuò)大了存儲器的應(yīng)用范圍,而且,設(shè)計人員還可以在存儲器或任何一個邏輯區(qū)內(nèi)設(shè)置一個32安全密碼,建立存儲器訪問權(quán)限機(jī)制。
雙接口
設(shè)計的簡單性讓設(shè)計人員能夠靈活地應(yīng)用這款雙接口電子標(biāo)簽?,F(xiàn)在你可能想問,假如正在讀寫電子標(biāo)簽時設(shè)備同時得到系統(tǒng)命令,那將會出現(xiàn)什么樣的結(jié)果?大多數(shù)工程師都知道,設(shè)計一個簡單的系統(tǒng)通常是把復(fù)雜性轉(zhuǎn)移到芯片內(nèi)。例如,在意法半導(dǎo)體的M24LR64雙接口RFID EEPROM芯片中就有這樣一個電路,它能夠處理可能發(fā)生的并行通信,從RF和I2C 端驅(qū)動系統(tǒng)活動。
監(jiān)測設(shè)備的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)
病患監(jiān)測設(shè)備設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)是一個與病患的監(jiān)測地點和監(jiān)測內(nèi)容有關(guān)的復(fù)雜的數(shù)列。不斷發(fā)展的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)要求密切跟蹤前文提到的設(shè)備制造和維護(hù)數(shù)據(jù)。另外一個很難處理的問題是偽劣假冒的附件、傳感器和病患身體配戴的其它測量設(shè)備。對于直接插入的附件,設(shè)計人員可以在系統(tǒng)內(nèi)引入一個能夠讓主處理器讀取的數(shù)據(jù)加密方法,當(dāng)然,這個解決方案只適用于智能傳感器等產(chǎn)品。對于一次性附件,設(shè)計人員可能想引入一個低成本的能夠讀寫附件內(nèi)的電子標(biāo)簽的讀寫器,然后在雙接口RFID芯片內(nèi)寫入一個安全的設(shè)備代碼(Challenge Code)。
示例:增加一個驗證一次性附件身份的讀寫器。
當(dāng)新設(shè)備或認(rèn)證設(shè)備上市時,在監(jiān)測設(shè)備內(nèi)增加一個設(shè)備代碼不是一件難事。隨著偽劣假冒產(chǎn)品問題日趨嚴(yán)重,市場需要一個像M24LR64雙接口RFID EEPROM芯片一樣的可靠且低廉的解決方案。
標(biāo)準(zhǔn),互操作性,安全性
當(dāng)前射頻識別技術(shù)采用13.56 MHz的ISO/IEC 18000-3模式1空中接口協(xié)議(基于ISO 15693)。這個標(biāo)準(zhǔn)的最遠(yuǎn)讀寫距離為1米,具體距離取決于天線的大小等因素。由于工作電能極低,安全性非常高,這個射頻識別標(biāo)準(zhǔn)已被全球廣泛用于各種設(shè)備中,最近我們還看到部分新上市安卓手機(jī)安裝了兼容這種標(biāo)準(zhǔn)的讀寫器。
結(jié)論
設(shè)計人員的挑戰(zhàn)并沒有變得比以前更輕松,幸運(yùn)地是,今天市場上可選的解決方案非常多,有些解決方案還能用于互不相關(guān)的行業(yè)。當(dāng)設(shè)計人員認(rèn)識到,利用一個低成本、低功耗且易于實現(xiàn)的芯片能夠輕松解決一系列難題時,這種系統(tǒng)似乎在醫(yī)療市場上擁有更廣好的應(yīng)用前景。
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