随着政府对民生问题的高度关注，“十二五”对医疗行业及医疗信息化的规划与建设给予了大力支持，投资规模逐年增长。如何采用新兴的物联网技术，完善医疗服务体系，提高医疗资源利用率，防患医疗事故，给患者提供更优质的照护和管理，受到行业人士的普遍重视。

物联网技术在医疗领域的应用潜力巨大，涉及到数字化医院的远程医疗与医疗监护、远程健康管理、药品供应链管理、重要医疗器械追溯等各个方面，有些涉及到社会的其它领域。本文将就几种可行的物联网技术在医院自身范围的医疗资产管理、人员监护方面的应用，进行一些技术比较和选型方面的探讨。

数字化医院对物联网的应用需求

医疗器材资产管理

一旦发生紧急抢救和诊治等情况，希望快速知道究竟在何处能立即就近找到可用的轮椅病床、手术包、呼吸机等医疗仪器和急救设备。利用物联网技术可以帮助我们实时、准确地查询到当前此设备的所在位置及设备的分布动态情况，提高应急响应能力。

同时也可防止贵重设备的丢失，提高设备的使用效率。

医疗垃圾管理

医疗垃圾与生活垃圾相比，含有大量的细菌和病毒，医疗垃圾的随意处理不仅会给环境带来严重的污染，更会给人类健康带来极大的威胁。

物联网技术可以有效监控医疗垃圾运送车的位置和运送路线，保证垃圾运送车按规划的路线和在专用的通道中运行。系统会实时显示每个垃圾车的当前位置，自动记录垃圾车的运送日志（运行路线、运行时间）。垃圾车必须在指定的运行区域内活动，如果垃圾车未及时运送垃圾、或超出指定范围的时候，系统会提示相应的管理员。监控医疗垃圾

数据库的历史数据也可以帮助完善垃圾车的运营维护。

危重、传染病人的监护管理

为减少患者之间、患者与医护人员之间的交叉感染。追踪定位技术可以实时了解传染病人的所在位置，以及病人分布情况。

对急症危重病人，当发生紧急情况时，病人进行紧急呼叫。呼叫后，呼叫信息会显示到系统中，医护人员可以在系统中查看到呼叫信息。并且可以通过点击信息查看当前病人所处位置，进行及时的救护和治疗。

婴儿安全管理

新生婴儿往往特征相似而难以区分，而且其本身的理解和表达能力欠缺，如果不加以有效地标识往往会造成错误识别而被调换，给家庭带来痛苦，给医院带来声誉上的损失和医患纠纷。同时为了杜绝婴儿被盗、恶意调换。新生婴儿的实时查询，追踪技术显得尤为重要。

物联网RTLS技术的比较

未来世界是一个无处不在的感知世界，以上数字化医院对物联网的应用需求，实际就是物联网实时定位技术（室内人员、物体定位系统）在医院的应用实例。

室内实时定位系统RTLS（Real Time Location Systems）是一种基于短距离无线通讯技术，在指定的空间范围内，通过AOA（到达角度定位）、TDOA（到达时间差定位）、RSSI(信号强弱)等参数进行位置解算的方法。

RTLS的基本原理：

　　需定位对象配备唯一的定位标签，定位标签周期性地发出无线信号，AP 接收到信号后,将信号传送给定位服务器。

　　定位服务器根据信号的强弱RSSI或信号到达时差TDOA、AOA判断标签所处位置,并通过Internet发布，进行电子地图显示。

RTLS技术包括Bluetooth蓝牙、Wi-Fi 、ZigBee、UWB等。不同的技术在识读范围、组网特性、定位精度、功耗、抗干扰能力、性能价格比有明显的差异。下面分别介绍：

WiFi

WiFi现在是一种成熟的短距离无线通讯技术。由于WiFi的使用已经非常普遍，故自然会考虑选用它来提供物联网连接。基于标准Wi-Fi 网络，无须重新搭建其他网络或设施，安装施灵活方便迅捷,降低成本;

WiFi是一个无中继转发能力的单跳网，定位对象只能连接到接入点(AP)。AP之间的连接、AP与其它网络的连接往往通过常规的有线以太网。

WiFi的主要优点是使用现有网络、速率高、兼容性好。一网多用可以简化管理、降低成本、减少干扰。定位精度高达3 米。

使用WiFi的缺点包括功耗大、成本高、协议开销大、需要接入点。

近期比较适合用于跟踪价值较高的资产。

Bluetooth蓝牙

Bluetooth蓝牙的器件同样是我们非常熟悉的，笔记本电脑、手机、汽车的蓝牙应用给我们的生活打开了方便之门。

蓝牙技术在成本和耗电上胜过WiFi，用于物联网也应该是一个选择。

然而，蓝牙不是一种组网技术，它只能连接8个器件，通信距离也只有10m。技术特点决定了Bluetooth对于设备定位不太理想。

ZigBee

上述可知，虽然蓝牙和WiFi都可以用于监视和控制，但WiFi的原本应用设计是面向无线网基础设施的，蓝牙主要是面向移动电话等移动设备音频、数据通讯的的，研究重点始终放在提高大容量数据的通讯速度上。而大容量数据的通讯速率不是物体探测的重点。物体识别系统的特点是低成本、低功耗、低数据速率、低复杂度、自组织等。

为此，专门面向物体探测设计的ZigBee技术应运而生。顾名思义，ZigBee的通信方式类似与蜜蜂Bee之间通过跳Zigzag形状的舞蹈来交互消息，以便共享食物源的方向、位置和距离等信息。

ZigBee联盟共同开发了IEEE 802.15.4协议，它不提供WiFi那样的高速率，也不提供蓝牙那样的QoS。它的目标是芯片功耗低、成本低。

与其它技术相比，ZigBee有以下特点：

1：自动组网

ZigBee的传输范围一般介于10～100 m 之间，有效距离范围内的各节点可自由通讯，通过彼此自动寻找，很快就可以形成一个互联互通的ZigBee网络。不需要专门的接入点。

Zigbee 可采用星状、片状和网状网络结构,由一个主节点管理若干子节点,最多一个主节点可管理254个子节点;同时主节点还可由上一层网络节点管理,最多可组成65000 个节点的大网。

2：低功耗   2 节5 号干电池可支持1个节点工作6～24个月，甚至更长。这是Zigbee的突出优势。相比较,蓝牙能工作数周、WiFi可工作数小时。

3：低成本  每块芯片的价格大约为2美元，而且Zigbee免协议专利费。

4：低速率。Zigbee工作在20～250 kbps的较低速率，分别提供250 kbps(2.4GHz)、40kbps (915 MHz)和20kbps(868 MHz) 的原始数据吞吐率，满足低速率传输数据的应用需求。

5：短时延。Zigbee 的响应速度较快,一般从睡眠转入工作状态只需15 ms ，节点连接进入网络只需30ms ，进一步节省了电能。相比较,蓝牙需要3～10s、WiFi 需要3s。

UWB

UWB(Ultra Wideband)无线通信是一种不用载波，而采用纳秒至微微秒级时间间隔极短(小于1ns)的脉冲进行通信的方式。UWB也称做脉冲无线电( Impulse Radio)、时域(Time Domain)或无载波(Carrier Free)通信。与普通二进制移相键控(BPSK)信号波形相比，UWB信号功率极低，却能实现数百Mbit/s至Gbit/s的数据传输速率。

作为一项新的短距离无线通讯技术，UWB具有以下一些传统的通讯技术无法比拟的优势：

1：范围覆盖广UWB 属于中短距离范围内的通讯技术，非常适合构建室内环境的实时定位系统。根据最近的发展，目前的单个传感器定位单元的覆盖面积达到400 平方米，传感器网络的信号发射节点跟信号接收节点之间的最大距离达到60 米。可以实现多个定位单元（Cell）联合工作，按需扩大覆盖面积。

2：穿透力强，UWB 信号具有非常强的穿透力。UWB 信号能穿透树叶、土地、混凝土、水体等介质，因此军事上UWB 雷达可用来探测地雷，民用上可以查找地下金属管道、探测高速公路地基等。

3：传输速率高，Bluetooth 小于1Mbps，WIFI 54MBps ，UWB 超过500Mbps 。

4：超低功耗，UWB 小于1毫瓦，由于UWB是脉冲电波的工作方式，只有在工作的时候才发出脉冲电波，这比其他无线载电波技术连续性发出载电波有着很大的不同，大大节约了能耗，在提倡绿色能源的今天尤为宝贵。

UWB 信号发射节点可以连续工作很长时间而无需更换电池。甚至允许器件不用电池，有人预测，UWB网状网最终将由“智能尘粒”组成，这是一种精微无线电，它通过纳米技术风车或光电池产生能量。

5：定位精度高，  UWB定位运用到达时间差（TODA）和到达时间角度（AOA）的混合定位方法，三维坐标将定位误差降到最小至15cm(3d)。因此定位精度高是UWB定位的重要特点

UWB网的应用潜力是很大的，现在的主要问题是缺乏标准和价格高昂。目前低速低功率的UWB芯片组价格至少为20美元。

四种RTLS技术比较总结如下表：

结束语

物联网技术在医疗卫生领域的应用前景和范围非常广阔，也将进一步推动物联网产业的发展，但是应用成本过高、技术指标过于超前而造成的浪费，就违背了系统建设的初衷。

根据识读范围、组网特性、定位精度、功耗、抗干扰能力、性能价格比等因素，作者认为，目前数字化医院物联网RTLS技术选型可优先考虑Wifi或Zigbee。而UWB可能是技术发展方向。