基于5G网络和wifi的移动医疗物联网系统设计与测试

基于5Gwifi的移动医疗物联网系统设计与测试敏感器件敏感器件敏感器件被测量信息电信号图2.4传感器结构本系统利用到的传感器都是嵌入在穿戴式医疗仪器中，对人体的生物信号进行实时检测。这些医学传感器不仅要完成检测任务，还应当要具备以下的性能指标：（1）抗干扰能力强。由于生物信号特点是微弱、低频、背景噪声大，需要抗干扰能力强才能提取到有用的生理数据信息。（2）传感器材料无毒，必须无近期和远期的致癌效应，同时在结构和性能上便于消毒，防止感染。（3）灵敏度高。要对微弱的生物信号感知度高。（4）电气安全性。传感器要与人体有足够的电绝缘，以保证人体的安全。（5）传感器本身应具有良好的技术性能。如线性、迟滞、重复性、信噪比等。（6）精度好。保证数据的准确性和精度是系统有力的保障。3.1.5通信技术IP多播由于源点发送，多点接收的特点，即一对多的通信，广泛应用于实时信息交付（如新闻，股市行情等），软件更新，交互式会议，流媒体传播等等。单播为一对一的信息传送，对服务质量要求高。广播为使用子网内的特殊IP地址，IP地址最后一段为255的地址，进行广播，子网内所有电脑均可收到数据报，通信量巨大，智能低，所以并不被允许跨越网段。组播使用了IP分组的概念，在路由中建立IP组，并在子网中充分利用硬件多播的方式进行信息传送，组播通过路由的传送是允许跨越网段的。[44]而由于在子网中利用了硬件多播的方法，不参加组播组的电脑不会收到组播数据报，所以即实现了广播又有效控制了流量，增大了广播范围。3.2硬件系统分析3.2.1医疗机构硬件系统（1）医生应用硬件平台由于医生需要使用移动智能终端进行医疗信息的查看，尤其是需要对医疗图像进行查看，通过医疗图像来辅助进行诊断。而医疗图像尽可能的清晰，才能够有效的为医生提供医疗支持。因此，本文选择了iPad（见图2.5）作为医生端的移动智能终端，终端操作系统是iOS9。图2.5iPad医生终端医生服务终端iPad的详细参数如表2.1所示：表2.1iPad详细参数序号项目参数描述123456终端操作系统CPU主存外存显示网络支持iOS9AppleA6Xwith2processorcoresand4GPUcoresFrequency：1GHz4GBDRAM16GBFlash大小：9.7英寸；屏幕分辨率：2048*1536WIFI无线上网，支持IEEE802.11ac无线；Blutooth（2）护士应用硬件平台护士的主要工作是采集病人信息，查看病人信息，提交病人信息，比如输液是否畅通、输液滴速，吸氧方式等。这些信息都是一些文字信息，没有涉及到图像，并且护士需要根据住院病人的条形码来获取病人相关信息，对手持型操作要求高。基于上述原因，本文护士端基于Android系统的PDA作为移动智能终端，如图2.6所示。图2.6护士的服务终端该PDA的详细参数如表2.2所示：表2.2PDA的参数序号项目参数描述123456终端操作系统CPU主存外存显示网络支持Android4.0.4ARMCortex-A9；Frequency：1GHz1GBDRAM16GBFlash大小：10.1英寸；屏幕分辨率：1280x800支持IEEE802.11ac无线3.2.25G路由器5G路由器的整体外型如图2.7所示。图2.75G路由器此路由器符合医院类大型建筑使用。其覆盖范围广；无线速率最高可以达到1167MBS，可以轻松传输大数据；信道宽为1200Bps；性能稳定，不死机，不掉线；6根天线，穿透力极强；金属钢壳抗干扰，散热快。其中，5Gwifi芯片如图2.8所示。图2.85G芯片3.2.3医疗业务中间平台硬件医院为了实现医院内部可以高效率地与外界病患交流，特地在医院信息管理部门配置了医疗业务中间件（见图2.9）。图2.9医疗业务中间件其内部主板如图2.10所示：图2.10中间件主板其内部主要还有处理器、存储器和运输器等。3.2.45G网络层的硬件5G网络信号塔如图2.11所示。图2.115G网络信号塔基本设施3.2.5病患终端硬件病患终端的硬件主要是病患者个人配用的手机、平板或者家用电脑等，具体的终端硬件见表2.3Iphone5（32GB）参数、表2.4三星手机GALAXYS4参数和表2.5iPad

Air

16G参数。表2.3Iphone5（32GB）参数序号项目参数描述12345678910终端操作系统CPU主存外存显示网络支持摄像头视频拍摄拍照功能感应器类型iOS9ImaginationPowerVRSGX543MP3Frequency：1GHz4GBDRAM16GBFlash大小：9.7英寸；屏幕分辨率：2048*1536WIFI无线上网，支持5G网络；Blutooth后置800万像素；前置120万像素1080p（1920×1080，30帧/秒）视频录制HDR，全景模式，微距，滤镜，场景模式，自动对焦，数码变焦重力感应器，加速传感器，光线传感器，距离传感器，陀螺仪表2.4三星手机GALAXYS4参数序号项目参数描述12345678910终端操作系统CPU主存外存显示网络支持摄像头视频拍摄拍照功能感应器类型AndroidOS4.2三星Exynos5410；Frequency：1.6GHz2GB16GB大小：5英寸；屏幕分辨率：1920x1080WIFI无线上网，支持5G网络；3G/4G后置1300万像素；前置200万像素1080p（1920×1080，30帧/秒）视频录制面部检测，感光度（ISO3200），白平衡，HDR，全景模式，美颜，延时自拍，连拍，滤镜，场景模式，自动对焦，动态照片，轨迹拍照，橡皮功能，环绕拍摄重力感应器，加速传感器，光线传感器，距离传感器表2.5iPad

Air

16G参数序号项目参数描述12345678910终端操作系统CPU主存外存显示网络支持摄像头视频拍摄拍照功能感应器类型AndroidOS4.2苹果A7；Frequency：1.6GHz16GB不支持容量扩展大小：9.7英寸；屏幕分辨率：2048x1536支持802.11a/b/g/n无线协议，双频（2.4GHz和5GHz）

后置120万像素；前置500万像素支持录制1080P视频面部检测，背照式感光，轻点控制视频或照片曝光，照片和视频地理标记功能，视频防抖动，摄制过程中轻点对焦，3倍视频变焦，自动对焦，5镜式镜头，混合红外线滤镜，ƒ/2.4光圈加速感应器，环境光线感应，三轴陀螺仪3.3软件系统分析3.3.1开发工具（1）Eelipse开发平台Eclipse是一个开放源代码的、基于Java的可扩展平台，它只是一个框架和一组服务，可以通过添加插件来构建所需要的开发环境。最早是由IBM开发用于替代VisualAgeforJava的下一代IDE开发环境，后来被作为一个开放源代码的项目发布，现在由非营利软件供应商联盟Eclipse基金会管理。[45]Eclipse开发环境主要由Eclipse项目、Eclipse工具项目和Eclipse技术项目三个项目组成，具体包括四个部分—EclipsePlatform，JDT，CDT和PDE。Eclipse支持多种开发语言使用，本文软件系统使用Java语一言进行开发。（2）Oracle数据库OracleDatabase，又名OracleRDBMS，简称Oracle。是甲骨文公司的一款关系数据库管理系统，在数据库市场上占有主要份额。Oracle数据主要包含十六个特点：1、无规范要求，可根据系统的实际需求来构建相应的数据库；2、采用标准规范的SQL结构化查询语言；3、具有较为丰富的开发工具，能覆盖到开发的各个阶段；4、支持大型的数据库，数据类型支持字符、数字、大至4GB的二进制数据，为数据库的面向存储提供了数据支持。5、具有第四代语言的开发工具（SQL*form，SQL*REPORTS，SQL*MENU等）；6、具有字符界面和图形界面两种，开发便利；7、通过SQL*DBA来控制用户权限，提供数据保护功能，同时能够监控数据库的运行状态，调整数据缓冲区的大小；8、分布优化查询功能；9、具有数据透明、网络透明的特性，支持不同网络、不同结构的数据库系统，其并行处理采用动态数据分片技术：10、支持客户机/服务器体系结构以及混合的体系结构（集中式、分布式、客户机/服务器）；11、实现了两阶段提交、多线索查询手段；12、支持多种系统平台（HPUX，SUNOS，OSF/1，VMS，WINDOWS，WINDOWS/NT，OS/2）；13、数据安全保护措施：没有读锁，采取快照SNAP方式完全消除了分布读写冲突，同时能够自动检测死锁和冲突；14、数据安全级别为C2级（最高级）；15、数据库内模支持多字节码制，支持多种语一言文字编码；16、具有面向制造系统的管理信息系统和财务系统应用系统。本文中软件系统使用Oracle11作为数据库平台进行使用。3.3.2软件系统描述本文软件系统主要是配合物理监测设备接口，实现生理特征数据的接收反馈、数据分析处理、人工诊疗、数据库存储等相关功能，协助软件平台系统对被监护人进行有效的监护；通过软件系统中的服务平台与数据库平台，不仅可以对检测收集到的生理特征数据进行存储、分析、转发、保存，还可以根据分析结果，第一时间通过5Gwifi进行报警或预警；并为被监护人建立起标准的健康档案（电子病历），对被监护人的健康发展状况进行长期跟踪和管理；同时，已保存的数据可以为被监护人未来可能发生的诊疗提供判断数据。[46]3.3.3软件系统概要（1）软件系统图示图2.12软件系统图示（2）软件系统组成及功能简介软件系统按照架设地点可以划分为三个部分：本地服务中心，远程服务中心、病人客户端。本地服务中心可与物理监测设备、病人、本地服务中心管理人员、本地数据库进行交互，主要目标是实现自动化无人值守，正常情况下不需要进行操作，所有工作都由计算机自动执行，只有在必要的时候进行病人信息、录入工作。[47]远程服务中心的交互对象与本地服务中心基本相同，增加了与医生的交互部分，除了管理员工作以及医生的诊疗，其他功能都采取计算机自动处理的形式进行。病人客户端直接与服务中心连接，进行信息交互。1、本地服务中心该部分主要包括本地服务平台以及本地医生客户端。①本地服务平台：将物理监测设备发送来的生命体征数据进行解析、分类、处理、存储操作；对于接收到的警告数据进行实时报警处理；接收来自病人客户端的登录、信息修改、电子病历查询请求，并给予反馈信息；将接收到的需同步数据上传至远程服务中心；接收来自本地医生客户端创建新病人、修改病人信息、修改病人绑定设备、更改监测项目闽值的请求。②本地医生客户端：向本地服务平台发送信息录入、修改以及电子病历查询请求；电子档案的建立；更改病人绑定的设备以及项目。2、远程服务中心①远程服务平台：将物理监测设备发送来的生命体征数据进行解析、分类、处理、存储操作；对于接收到的警告数据进行实时报警处理；接收来自病人客户端的登录、信息修改、电子病历查询请求，并给予反馈信息；接收来自远程医生客户端创建新病人、修改病人信息、修改病人绑定设备、更改监测项目阂值、创建新医生、检索病人、诊疗病人数据等请求。②远程医生客户端：向远程服务平台发送信息录入、修改以及电子病历查询请求；电子档案的建立；新医生档案的建立：按条件进行病人检索；根据检索数据为病人进行诊疗；更改病人绑定的设备以及项目。3、病人客户端被监护人或家属通过病人客户端进行基本的信息录入以及修改，检索某段时间内一个或者多个监护项目的数据及曲线图，查看医生的诊疗结果。（3）服务中心说明在整个软件系统中，服务屮心分为本地服务中心和远R服务屮心，两者功能相似，主要通过部署的单位以及具休需要实现的功能來进行区分，详细功能区别见表2.6。表2.6本地服务中心与远程服务中心的区别比较特别说明本地服务中心服务中心远程服务中心与被监护人或者家属直接交互的模块，无诊疗能力；管理员级别低，仅能注册病人，无法注册医生；部分数据需向远程服务中心同步。与被监护人或者家属直接交互的模块，对病人具有诊疗能力，可注册管理员、医生、病人等多种权限。远程服务中可独立存在，本地服务中心不可独立存在。如果网络部署分为两级，则需要选择两种服务中心并存的方式；如果为单级布置，则只需设置远程服务中心。3.3.4软件系统业务流程（1）加入网络流程如图2.13所示为加入网络的流程。首先被监护人需要到服务中心注册ID，主册完成之后，被监护人可以选择获取设备，也可以选择不获取设备。如果被监护人选择获取设备，可以同时获得病人客户端软件，之后在服务中心进行设备绑定、设置需要选择绑定的项目并由医生根据实际情况设定各项阂值。[48]绑定设备的同时，病人可以选择在服务中心完善个人基本信息的录入，录入完成后，会将所有信息存入数据库中；如果病人由于某种原因暂时不进行信息、完善，这种情况的详细流程见图2.15。病人如果选择不获取设备，会出现两种情况，一种是选择在服务中心完善个人信息，另一种是选择以后再进行设备获取和信息完善。在第一种情况之下，病人注册完ID之后，可选择完善个人信息，之后可以在需要的时候再获取设备以及病人客户端，但这项步骤仍需在服务中心进行。第二种情况如图2.14所示。图2.13流程1图2.14流程2如图2.14所示，被监护人再次来到服务中心进行操作，此时可以分为三种情况：第一种是选择完善个人信息，之后在需要的时候绑定设备；第二种是进行设备绑定，同时进行个人信息完善：第二种情况是进行设备绑定，但由于某种原因暂时不进行信息完善，这种情况的详细流程见图2.15。如图2.15所示，在用户绑定设备没有完成信息录入的前提下，用户有两种方式进行言息完善，第一种是通过病人客户端使用个人账号登录进行完善，第二种方法是到服务中心进行信息完善。图2.15流程3（2）物理监测设备与服务平台交互流程如图2.16所示为物理监测设备与服务平台交互流程。图2.16物理监测设备服务平台交互流程当只存在单级服务平台时，来自物理监测设备的数据发送至所属的服务平台，该服务平台将解析出的生理监测数据存入电子病历中，同时对数据进行分析处理，分析完成后，将分析结果存入电子病历中，对于在分析过程中出现的需报警内容，通过报警模块进行报警。[49]当本地服务平台和远程服务平台同时存在时，本地服务平台获取的物理监测数据不仅需要在本地平台进行一遍之前的操作，还需要在完成之后发送至远程服务平台进行相似的操作，两次操作的级别不同，分析结果也会有差异。（3）医生客户端数据请求流程如图2.17所示为医生客户端数据请求流程，医生通过医生客户端查看病人数据，客户端向服务平台发送请求，服务平台从数据库中提取数据返回给医生客户端，医生根据返回的数据进行分析诊疗，将诊疗结果录入医生客户端中，选择保存，医生客户端将医生的诊疗结果发送至服务平台，服务平台将接收到的数据进行处理，之后存入数据库，其中部分数据可能需要从远程服务平台获取，处理之后同样需要同步至远程服务平台。图2.17医生客户端数据诺求流程（4）病人客户端数据请求流程如图2.18所示为病人客户端数据请求流程，基本流程同医生客户端相似，病人或者其家属通过病人客户端查看病人信息或者诊疗结果，病人客户端向服务平台发送请求，服务平台从数据库中提取相应的数据返回给病人客户端，病人客户端会根据自身需要做出相应的操作，包括对内容的查看以及对于个人信息的修改。当出现个人信息修改的时候，病人客户端会再次向服务平台发送修改请求，服务平台处理后给予响应。该部分流程与医生客户端不同之处在于，病人客户端可以直接选择连接远程的服务平台，而医生客户端只能连接所属级别的服务平台。图2.18病人客户端数据请求流程3.3.5医生客户端的实现从医生端功能模块分析中得出，医生端由平台登录模块、病人信息管理模块组成。（1）医生端平台登录模块的实现医生端平台登录模块由LoginController类来实现，它的主要功能是实现登录模块界面的UI布局和控件的触发相应操作。为了提供更好的用户体验效果，在设置好登录背景图片后，进行添加标题背景图片时，动画的展示方式是自下至上，然后以标题背景为设定，将之设置为动画效果；同时为视图设置委托，设定其重复次数。视图委托判断动画是否停止，如果停止则执行类成员函数：imgViewAnimationStop。[50]在自动登录和记住密码两个选项，由于iOS自带的控件中没有像windows中checkbox那样的控件，而自带的开关控件又感觉不理想，所以将是否登录和是否记住密码这两个设置成在不同的控制状态下显示不同的图片。iOS系统上所提供的数据请求方式，分别为同步请求、异步请求、GET请求和POST请求。在本文的设计中，如果用户的系统登录没有成功，则系统与用户之间就不会产生交互动作；因此，本文在这里所采用的方式为将同步请求和POST请求进行结合。由于登录界面的数据、用户名、密码等之类的数据比较简单，所以选择用ios中的轻量级本地数据存储方式存储是否登录和是否记住密码。如果用户选中自动登录按钮，则用NSUserDefaults将自动登录和记住密码都设置成YES，反之则将自动登录按钮设置为NO。同样，是否记住密码也是采用这样的方式。为了保证系统的安全性，在后台管理系统中，由系统管理员录入所有设备的UDID号。用户必须在连通内网，并且用户名、密码、UDID号同时匹配成功的前提下，用户才能登录成功。如图2.19所示。图2.19医生登录模块（2）医生端功能模块的实现在移动端，信息的获取，是通过调用服务器端接口来实现的。定义宏URL作为客户端访问服务器端的接口总地址。在以下的各个模块中，在总地址的基础上，加入相应的地址，来获取对应的信息。当前比较流行的几种数据交换格式有XML、YAML、JSON。JSON作为一种轻量级的数据交换格式易于人阅读和编写，同时也易于机器解析和生成，相对XML和YAML具有更好的简单性和灵活性。在苹果iOSS及以上的操作系统版本中，系统自带了NSJSONSerialization类用来解析JSON数据，使得JSON解析成为大多数开发者的首选。在病人信息模块，用字典类型变量infoDic来保存解析后的数据。通过接口BaseUrl/GetDepartments_List来获取所有科室信息，然后遍历每一个科室名称，如果该登录医生的科室名称在科室名称表中存在，那么就将该科室索引保存起来。通过医生用户名、科室编码、得到该医生所有病人信息。[51]将该科室该医生下所有病人的信息在UIConllectionView中显示，每条信息包括姓名、性别、年龄、ID、费别。在类AppDelegate中，用全局变量patientID、patientNO、ksID、patientName分别来表示病人住院号、病人床位号、科室ID和病人姓名。通过关键字，将每个索引下的对应值分别赋值给全局变量病人住院号、病人床位号、科室ID和病人姓名，以便得到每个病人的住院号、科室编码和姓名。1、病人信息模块病人信息模块中的数据是从服务器获取得到的。从服务器获取请求的方式有GET和POST两种方式。由于GET请求是将参数直接写在访问路径上，操作简单，很容易被外界获取，安全性不高，并且地址也最多只能有255字节；而post请求，将参数和地址分离开来，使参数写在body里面，这样不容易被外界捕获，安全性更高。所以，在获取病人信息模块的接口中采用POST请求。由于住院号是病人信息的主键，所以本文将住院号作为接口的参数，在调用接口时，通过传递住院号来获取该病人信息。[52]NSJSONSerialization是TOSS之后苹果提供的API，它是目前非常优秀的JSON编码/解码框架，本文通过这个框架对JSON格式进行解码，得到字典类型数据_infoDic。如果infoDic不为空，通过遍历字典下的所有关键字，可以看到关键字如ZYH，NAME，SEX，AGE等，将这些关键字用NSARRAY类型的数组封装起来，通过关键字查找得到相应的字段信息。用UITableView控件来存放这些信息，并实现调用UITableView的reloadData来实现UITableView的数据源和委托方法。如果infoDic为空，则表明服务器或网络繁忙，读取数据失败。效果如图2.20所示。图2.20病人信息模块2、信息诊断模块与病人信息模块一样，诊断信息模块也是采用POST请求从服务器端获取数据。在病人诊断信息模块中，由于住院号是病人唯一的ID，所以，在获取病人诊断信息模块的接口中，本文将参数设为住院号。在调用接口时，通过传递住院号来获取该病人信息。对得到的数据，本文通过JSON解析，得到字典类型数据_infoDic。从解析后的字典数据中，可以看到关键字如MZZD、RYZD、ZYZD等，将这些关键字用NSARRAY类型的数组封装起来，通过关键字查找得到相应的字段信息。[53]用UITableView控件来存放这些信息，并实现调用UITableView的reloadData来实现UITableView的数据源和委托方法。如果infoDic为空，则表明服务器或网络繁忙，读取数据失败。由于病人在住院之前，己经经过门诊诊断和入院诊断，而住院诊断、住院副诊断、出院诊断和医保诊断则是发生在住院期间或以后。基于这种情况，在诊断信息模块，将门诊诊断和入院诊断这两项设为只读；将住院诊断、住院副诊断、出院诊断、医保诊断设为可以修改的。单机这四项中的任一项所在行，就会弹出一个框，用来输入修改后的信息，并点击提交按钮，可以更新相应数据信息。效果图分别如图2.21和图2.22所示。图2.21诊断信息查询图2.22诊断信息修改3、医嘱信息模块医嘱是医生根据病人的病情和需要，对病人在饮食、生活、用药等方面所作出的指示。医嘱根据时效性来分，可以分为长期医嘱和临时医嘱。考虑到部分病人的医嘱信息量比较大，主治医生可能只需要查看病人的某种医嘱。为了更好的方便主治医生，本系统在医嘱信息模块，提供三个UIPickerView来供医生选择。将第一个拾取器的内容设置为当前和全部；将第二个拾取器的内容设置为全部、长期、临时；将第二个拾取器的内容设置为全部、药品、诊疗。当选择不同的拾取器时，表格视图中加载不同的内容。医嘱信息模块按照排列组合思想，一共可以查询十八种不同状态下的医嘱信息，这里可以选择全部医嘱信息、当前医嘱信息、当前全部用药、当前全部诊疗截图，其中全部医嘱信息和当前医嘱信息分别如图2.23和图2.24所示。图2.23全部医嘱信息图2.24当前医嘱信息4、检验报告模块与前面几个模块类似，检验报告模块也是通过POST请求从服务器获取信息。因为检验报告每一项需要显示该项的名称和详细执行时间，所以将用来显示的表分为多个段，每个段分别用来显示检查项名称和执行时间。在调用接口时，通过传递住院号来获取该病人信息。对获取到的数据，本文通过JSON解析，得到字典类型数据_infoDic。通过_infoDic的关键字得到对象数组，如果该对象数组数目为零，则输出暂时没有检验报告；如果不为零，则在表视图段中显示每一个段的检查项和检查时间。点击上图中表视图的某行中的己报告，就会查看该项检查明细情况。效果如图2.25所示。图2.25检查报告查询5、检查列表模块与检验报告模块类似，检查列表模块也是通过POST请求从服务器获取信息。因为检查列表每一项需要显示该项的名称和详细执行时间，所以将用来显示的表分为多个段，每个段分别用来显示检查项名称、执行时间、检查部位、所在科室。在调用接口时，通过传递住院号来获取该病人信息。对获取到的数据，本文通过JSON解析，得到字典类型数据infoDic。通过_infoDic的关键字得到对象数组，如果该对象数组数目为零，则输出暂时没有检查信息；如果不为零，则在表视图段中显示每一个段的项目名称、检查时间，所在科室等。效果如图2.26所示。图2.26检查里表查询6、体温表模块患者体温表数据是由后台上传的pdf文档得到的。体温表模块通过接口BaseUrl/Get_Tiwen来获取服务端数据。本文对服务端传递过来的的数据采用NSJSONSerialization类来进行解析，得到字典类型数据。对得到的字典通过关键字查找到对应的键值，得到当前病人的体温表页数。通过UIWebView控件来加载每张体温表文档。效果如图2.27所示。图2.27体温表模块3.3.6护士端的实现由护士端功能模块分析中，护士端由平台登录模块、病人信息管理模块组成。（1）护士端平台登录模块的实现护士端平台登录模块由类LoginActivity来实现，它的主要功能是实现登录模块界面的UI布局和控件的触发相应操作。点击登录按钮时，首先判断是否有网络，在网络己经连接到医院His系统的情况下，根据用户输入的账户名、密码和设备Mac地址判断登入权限，若存在则登录成功，若账户存在但设备未认证则必须进行设备的审核，若为其他错误则无法登录。设备的审核工作由医院信息科根据设备的Mac地址是否在数据库有记录来判断。护士端登录界面如图2.28所示，登录成功后界面如图2.29所示。图2.28护士端登陆图2.29护士端登陆成功（2）护士端病人信息管理模块的实现护士端病人信息管理模块由病人浏览，首次评估，体征记录，护理记录，医嘱执行，医嘱浏览，分类查询，护理巡视，报告查询共九个模块组成。1、病人浏览模块根据医院护士实际需求，护士执行的操作都是针对本病区的病人。将病区编码作为接口BaseUrl/patient_to_brouse的参数。将获取到的数据进行xml解析，通过适配器，将解析后的数据映射到ListView类型的列表上。由于住院号为病人身份唯一标识，本文通过Intent将选中行的住院号传递到下一个界面中。在下一个界面中，通过getIntentQ.getExtrasQ.getString（）方法得到该病人的住院号，将得到的住院号作为接口BaseUrl/getPatientDetail的参数，得到该病人的详细信息。其中病区病人浏览如图2.30所示，病人信息如图2.31所示。图2.30病区病人浏览图2.31病区病人信息2、体征记录模块体征记录模块由类TizhengjiluActivity来实现。点击体征记录列表中的某一行，进入到该病人的体征记录。住院期间，护士需要定时地采集病人的体征信息，并可以查看、修改病人体征信息。在病人列表中，点击某一行，进入病人体征界面。点击体征界面右上角的时间选择器，选择确认后，将显示该患者当日体征记录信息，如图2.32所示。选择时刻列表某一行时，可以查询到当日患者在该时刻的详细体征记录，如图2.33所示。图2.32体征记录查询2.33详细体征记录查询3、护理记录模块护理记录模块由类HulijiluActivity来实现。点击体征记录列表中的某一行，进入到该病人的护理记录。住院期间，护士需要定时对病人进行护理，并可以查看、修改病人体征信息。护士选择时间如图2.34所示。点击时间列表中某一行，新增该时刻护理记录信息，如图2.35所示。图2.34选择护理记录时间图2.35新增护理内容4、健康宣教模块健康宣教是护士工作的重要一部分，健康宣教分为术前宣教、术后宣教和院后指导，护士在进行健康宣教的同时，对患者心理上的辅导也是很有必要的。报告模块由类JiankangActivity来实现。因为科室的不同，不同科室护士宣教内容是有差异的。所以健康宣教的内容，应该以科室为参数，进行传递，不同科室所获取的数据不同。获取健康宣教内容调用科室编码作为参数的接口：BaseUrl/Health_education。得到的护士所在科室的健康宣教内容如图2.36所示。将选中行相应的详情传入intent，将该详情传递到下一层界面中，该详情在下一层界面中显示如图2.37所示。图2.36宣教列表图2.37宣教详情3.3.7病人客户端实现1、登陆界面图2.38所示为病人客户端的登界面，根据电子病历系统规范（试行）第八条对于认证功能的规定，本文软件系统用手机号做用户名，然后通过发送短信获得动态密码，再填好动态密码后就可以顺利登陆。图2.38登陆界面2、个人信息模块如图2.39所示为个人信息界面，这个界面主要用来在登录后填写基本信息和邀请码、医生号等。如果用户该页面信息未填写完全，登录系统后自动打开该页面，如果用户信息己填写完全，登录系统后则进入诊疗数据查看页面。图2.39个人信息界面3、诊疗界面如图2.40所示为诊疗界面，该界面主要包含5个区域，顶端为“手机挂号体验区”，下面是医疗信息的搜索引擎，再下面是未来的专家问诊安排通知，它的下面就是儿科、妇产科等分科服务区。图2.40诊断界面第四章基于5Gwifi的移动医疗物联网系统测试本系统所设计的物联网系统处于研发和试用阶段，并没能真正投入日常使用。鉴于此，我们应该对系统进行问卷调查，以期将来系统更加人性化，满足更多人的需求。根据三星电子最新披露，其科研实验已经成功验证5G网络能够持续传输高达10.58Gbit/s的传播速率，因此，本课题只需要对5Gwifi信号的传递进行测试，而不用在测试5G网络。4.15Gwifi信号传递测试为了对5Gwifi信号传输速率进行测试，笔者约了8个小伙伴到深圳市迈瑞生物医疗电子股份有限公司（简称“迈瑞”，是笔者的实习公司）进行测试。4.1.1应用工具迈瑞公司的5Gwifi路由器；全新iPad

Air

16G（性能相同且支持802.11a/b/g/n无线），4台；卡西欧秒表HS-80TW，4支；做记录专用2B铅笔8支和记录本8本。4.1.2方法将小伙伴分为4组，每组两人；其中每组组配备全新iPad

Air16G一台、卡西欧秒表HS-80TW一支、2B铅笔两支（其中一支做备用）、记录本两本（其中一本做备用）；安排一组人员在距离5G路由器水平距离5米处，第二组位于距离5G路由器水平距离10米处，第三组位于距离5G路由器水平距离20米处，第四组位于距离5G路由器水平距离40米处；每组测量3组数据，每隔3小时测一次，每次测试10秒钟，并记录下10秒内下载的数据量（用迅雷软件下载8部电影，每部2G以上）；然后对测量的数据进行统计分析。4.1.3统计分析第一小组的数据统计分析表：表3.1第一小组数据分析表（5m）时间段/分类下载量（单位G）下载速率（单位G/s）8点20分20秒—30秒14.451.44511点20分20秒—30秒13.271.32714点20分20秒—30秒13.241.32417点20分20秒—30秒14.341.434第二小组的数据统计分析表：表3.2第二小组数据分析表（10m）时间段/分类下载量（单位G）下载速率（单位G/s）8点20分20秒—30秒13.341.33411点20分20秒—30秒12.161.21614点20分20秒—30秒12.131.21317点20分20秒—30秒13.231.323第三小组的数据统计分析表：表3.3第三小组数据分析表（20m）时间段/分类下载量（单位G）下载速率（单位G/s）8点20分20秒—30秒11.121.11211点20分20秒—30秒10.041.00414点20分20秒—30秒10.011.00117点20分20秒—30秒11.011.101第四小组的数据统计分析表：表3.4第四小组数据分析表（40m）时间段/分类下载量（单位G）下载速率（单位G/s）8点20分20秒—30秒8.650.86511点20分20秒—30秒6.290.62914点20分20秒—30秒7.330.73317点20分20秒—30秒6.830.683根据上表3.1、表3.2、表3.3、表3.4可以看出，在迈瑞公司及其周边可以实现几秒钟传输几个G的数据量，更为可观的是即使距离5G路由器40米处，仍然可以达到约0.6G/s的传输速率。通过对四个表格进行对比，我们还可以发现，5Gwifi信号也会像普通wifi一样随着距离的增加而减弱，但是这并不影响5Gwifi的使用。4.1.4小结5Gwifi的使用大大提高了医生护士服务端数据的传输速率，能够大幅度缩短医生护士与病患的交流时间，甚至可以短时间让医生护士对病患者传输大量数据，总体上可以大大加快移动医疗物联网系统的发展。4.2病患者试用移动医疗满意度调查本次设计的物联网移动医疗系统，由于5G网络的时代尚未降临，我们本次的调查问卷只能局限于对现有的3G/4G网络病患用户。4.2.1研究对象本次研究的调查对象是500名下载并安装使用“移动护士工作站”的用户。这些用户的个人信息由“武汉市第五医院”提供。本研究的纳入准则是病患不限年龄、不限性别，可以自行表达想法或者其家属可以表达想法；排除准则是已经病入膏肓不再使用软件终端者、无法顺利表达个人想法者。4.2.2研究工具本次的研究工具主要是调查问卷（见附录）和分析表。4.2.3研究步骤第一步，从“武汉市第五医院”的服务终端处获得500名软件终端使用者的个人信息（包括姓名、年龄、性别、住址、联系方式等），并签订保密协议，提交2000元违约金；第二步，召集几位友人，分工合作，对上述500名病患进行问卷调查，其中共发现纳入准则者496人，排除准则者4人。因此，本次的调研的对象变成符合标准的496人；第三部，对上述496人，进行问卷回收、整理；第四部，对整理的问卷，进行数据统计；第五步，对统计出来的数据，作出分析，尤其要总结出统计所反映的问题。4.2.4统计分析（1）被调查的病患者的住地如表3.5所示：表3.5病患者住地表地点人数占比约为武汉42285.08%武汉周边5410.89%湖北省其它地方183.63%外省20.40%根据表格3.5可以看出使用“武汉市第五医院”的病患在武汉本地占85.08%，武汉周边的占有10.89%，湖北省其它地方占有3.63%，外省份占有0.40%。由此也可以看出，本次设计的物联网系统可以把武汉的整个市区划为区域，满足病患的需求。（2）病患者使用“移动护士工作站”过程遇到困惑列表如下：表3.6病患的困惑困惑事件人数占比约为A.信息不全面，需要的信息没有B.更新不及时，信息不对称C.担心个人信息泄露D.效率不高E.广告太多30249253407660.89%9.88%5.04%68.55%15.32%根据表3.6所示，“信息不全面，需要的信息没有”占了总调查人数的60.89%，“效率不高”的占据总调查人数的68.55%，其余的选项占比率不高，可忽略不计。通过表3.6可以总结出“移动护士工作站”的运营存在信息不全面和效率低两个大问题。（3）病患跟医生护士交流过程，出现问题情况如下表所示：表3.7交流问题列表交流问题人数占比约为A.医生护士服务态度好B.医生护士服务态度一般C.医生护士服务态度恶劣（包含长时间不回复等）D.信号差，急需提升信号强度E.传送文件（或其他数据）时间过长，需要提高传输速率F.交流过程，软件的系统出现异常2461141363342491649.60%22.98%27.42%67.34%50.20%3.23%根据表3.7所示，医生护士服务态度恶劣（包含长时间不回复等）占有了总调查人数的27.43%，可见医生护士的服务态度继续改善。67.34%的患者们认为接收或者发送信号差，急需提升信号强度；更有50.20%的患者更反映出“传送文件（或其他数据）时间过长，需要提高传输速率”。另外，“交流过程，软件的系统出现异常”的反映者占据了总调查人数的3.23%，说明系统的中间服务体系有待加强。（4）针对“医院终端使用5Gwifi，客户一方使用5G网络”情况，病患的意愿如下表：表3.8病患对5Gwifi/5G的意愿意愿种类人数占比约为很高兴一般高兴随便不高兴34468552969.35%13.71%9.23%5.85%表3.9对5Gwifi/5G持反对意见情况分类人数占比约为5G网络费用高不太喜欢接受新事物很满足现在的3G/4G不想换手机或者平板电脑11312337.93%10.34%41.38%10.34%通过表3.8和表3.9可以看出，“医院终端使用5Gwifi，客户一方使用5G网络”的设计被大多数病患所喜欢。尽管有5.85%的人由于各种原因表示了对5G使用的不乐意，但是从调查结果来看5G的使用势在必行。4.2.5总结出的移动医疗系统实施阻碍（1）软件提供方无法进行信息共享根据表3.6所反应出的问题。经笔者深入了解，得知软件提供方在切入医疗系统的过程中，会遇到种种制度阻碍。医疗行业是中国还没有开放的行业、市场化低，医院不愿意开放病人和医生的信息作为共享。目前，行业发展环境还不规范，国家在制度上还没有将移动医疗纳入统筹规划。而软件提供方与医疗机构展开合作还仅仅限于地方卫生局在区域卫生信息化建设等层面，这与真正的移动医疗服务还有距离。（2）医生护士服务态度问题医生护士在通过移动医疗与病患进行互动过程，出现了医生护士端长时间挂机或者其它不礼貌的现象。通过表3.7可以看出，虽然案例数量比较少，但是这会造成相对严重的后果。一旦酿成后果，轻则病患客户端被卸载，重则耽误病人病情甚至病情恶化。（3）现有信号时好时坏现今的移动信号会受到天气、地域、环境等的影响。被调查的病患有一部分居住在离信号塔较远的地方，信号时常断开或者较弱，他们使用客户端时候经常无法顺利交流，甚至打开网页也需要很久，导致患者抱怨，甚至不再使用。（4）流量费昂贵根据电信网上营业厅的显示，其流量资费标准在6M/元—10M/元之间，移动和联通的流量资费也大都在这个标准。这个资费标准对于部分客户端使用者来说，已经算是很高的价格，往往让他们无所适从。（5）视频功能欠缺在调查问卷的留言板块，有很大一部分人写了“需要增加视频功能，可以和医生视频互动”。填写这一项的很大部分是打字不方便或者眼睛不太好使的病患。4.2.6根据问卷总结的问题进行完善（1）建立共享机制国家要在制度上尽快将移动医疗纳入统筹规划，为移动医疗保驾护航。如此一下，医院就可以毫无顾忌的将病人与医生的信息进行公开分享，有利于其它病患找到跟自己一样病情却治愈的患者以及他（她）的主治医师，将大大促进移动医疗的发展。同时，软件客户端不仅可以增加软件的流量和浏览量，还可以把更全面的服务推荐给病患们。（2）重塑医生护士职业素养在病患客户端设计评价系统，只要开通服务超过2分钟，都可以在该评价系统进行打分和留言。医院主管部门要每天查看整体系统的评价统计对医生护士服务欠缺的，要进行核实，一旦发现医生护士确实服务态度不好，就要进行职业素养的新培训并扣除相应的处罚金。希望在医院主管部门的管理下，能够重塑那些服务态度差的医生护士的职业素养。（3）移动行业“三大家”应尽快升级网络2015年，4G的呱呱落地，让很多人享受到了高移动网速时代。但是，4G也暴露出了容易受到楼区、山区和其它有障碍物等的影响，仍没有摆脱传统信号的局限。最近，网上炒得火爆的信号是5G网络，它具有低时延、高可靠、低功耗等优势，传播速率更是4G的10倍之多，是真正意义上4G的升级版。5G网络信号的使用，虽然也会受到楼区、山区等的影响，但是仍然会给这些地方的5G使用者带去可观的传输速率。（4）加强医院与通信公司合作医院要加强与通信公司的合作，以签订合作协议的方式，让通信公司降低病患终端软件的通信流量费用，这一过程可以通过该软件的流量统计功能进行数据统计，然后按照协议的低价收费。这么做，不但有利于降低病患终端的流量费用，也有利于对医院和软件的宣传。第五章总结与展望5.1总结纵观全文，研究路径以课题的研究背景、目的与意义和国内外研究现状为基础；5Gwifi的介绍、5G网络、移动医疗信息系统简介和物联网介绍等理论知识为辅助；深入研究了基于5Gwifi的移动医疗物联网整体系统设计，包括系统应用技术分析、硬件系统分析和软件系统分析等；最后通过调查问卷对系统的运用进行了测试。从调查结果看，移动医疗系统仍存在不少问题，包括软件提供方无法进行信息共享、医生护士服务态度问题、现有信号时好时坏、流量费昂贵和视频功能欠缺等。针对如此多的问题，无论是医院一方还是国家，都应该积极地想方设法去解决，只为了促进我国移动医疗的发展和社会的稳定和谐。本文的不足之处有三点：一是5G网络目前并没上市，因此本课题研究过程只能略过，没能对5G信号塔做深入探究，也没能对5G网络信号的强度做测试；二是由于时间和条件限制，笔者没能去“武汉市第五医院”进行实地的5Gwifi信号强度测试；三是本次课题所涉及的软件终端，无论是医生护士端还是病患一端，都是对现成软件做出了分析，此软件并非笔者原创。5.2展望虽然这套物联网系统还没能制造出实物，但是随着移动通信网络从4G升级到5G，这套物联网的制成将不再是简单的理论。在未来，基于5Gwifi/5G的移动医疗物联网系统在不久以后会成为医疗界的佼佼者。参考文献[1]孟濬,朱天宇.一种基于智能手机的新移动医疗系统模式[J].计算机应用研究.2013(07)[2]李汉超,郭肖静,苗积臣.X射线凸度检测系统OPC服务器的研究与开发[J].核电子学与探测技术.2013(02)[3]吴信东,叶明全,胡东辉,吴共庆,胡学钢,王浩.普适医疗信息管理与服务的关键技术与挑战[J].计算机学报.2012(05)[4]耿东久,索岳,陈渝,文军,吕勇强.基于Android手机的远程访问和控制系统[J].计算机应用.2011(02)[5]仲元昌,王靖欣,胡江坤,赵贞贞.Android内核移植及在远程监控中的应用[J].重庆理工大学学报(自然科学版).2011(01)[6]朱婷婷,李惠.基于Android的应用软件的综述[J].电脑与电信.2011(01)[7]林敏,乔自知.移动医疗的需求与发展思考[J].移动通信.2010(06)[8]李伟,江其生.数据交换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