摘要：文章基于物联网、云计算、5G、大数据等新技术，结合国家“健康中国”发展战略的实施和对现代智慧科技赋能的大健康生态体系的不断探索，针对目前医院病房普遍存在的问题，通过对智慧病房建设规划和系统架构设计的研究，主要从提升人性化服务、便捷高效管理、节能、平疫结合等方面探索了基于物联网架构的智慧云病房系统的设计，介绍了智慧云病房的系统架构、主要功能以及主要实施内容，最后阐述了智慧云病房系统的推广意义和面临的挑战，为优化医院智慧病房的建设提供参考。

关键词：物联网;智慧云病房系统;体系架构设计;5G;大数据

中图分类号：TU246.1    文献标识码：A    文章编号：2096-6903（2021）12-0000-00

0引言

随着国家“健康中国”发展战略的实施和对现代智慧科技赋能的大健康生态体系的不断探索，医疗行业的格局正在不断革新，力求实现以“精准医疗、精诚服务、精益管理”为核心理念的价值医疗，涵盖诊前、诊中、诊后的全流程健康医疗服务体系正在形成。其中，智慧病房的建设与患者的就医体验、医护的诊疗服务水平以及医院能源、设备等的管控关系十分密切，且需要在设计及基建阶段就进行整体的规划与实施。

病房是整个医院中的耗能主体，也是各种医疗设备的载体，更是病人的生活和治疗的主要场所。智慧云病房以辅助医疗为目标，是智慧医疗中的主要应用场景。在后疫情时代，综合医院需充分运用信息化、智慧化手段，提升“平疫结合”智慧化运行管理能力。医院借助5G、物联网、云计算等新技术，搭建基于物联网架构的智慧云病房系统，就是为了适应这些医疗服务需求的变化。

1 目前医院病房存在的痛点

目前，医院的病房普遍存在一些问题：第一，患者的收治信息与诊断体征，仍主要依靠医护人员人工抄写录入和核对，工作量大、效率较低。第二，病人的住院生活便捷性显著较低，且病人与陪护家属需要获取的各类信息，大部分需要经过奔波才能获取，无形中增加了医院人员密集区域的人员流动量，不利于感控。第三，病人的精神需求得不到充分满足，情绪低落会影响康养进程。第四，医院与患者的交互性差，缺少有效互动。第五，病房的灯光、门窗、空調、新风、电器等设备控制极不方便，无菌科室容易感染。第六，病房内智能化系统数量庞杂，未能进行有效整合，新系统、新技术难以接入。

2 智慧云病房系统建设规划

针对目前医院病房普遍存在的痛点，建设基于物联网架构的智慧云病房系统，以期较好解决上述问题。智慧云病房指的是通过云计算、物联网、RFID技术和传感器等新技术，以智能终端设备为载体，通过管理和服务的数字化、智能化与网络化，实现病房人性化服务、便捷高效管理、智慧诊疗和节能降耗。智慧云病房在建设和发展中往往呈现出四个鲜明特征[1，2]：

（1）提供更多人性化服务。智慧云病房在定位、建筑环境设计、系统架构、服务流程等方面紧紧围绕这一目标展开。（2）便捷高效管理。智慧云病房的发展过程就是不断优化、创新管理和服务的过程，通过后台、手机可视化技术以更少的人力便捷高效的管理更多的病房。（3）辅助诊疗，实现床旁智慧查房和病患相关疾病诊疗大数据的建立。第四，注重节能降耗。依托房间的集中控制、统一控制来实现整体的节能降耗、能源管理。

3智慧云病房系统架构设计

基于物联网架构的智慧云病房系统主要由四大部分组成：智慧云病房的综合应用（即应用层）、大数据及云平台系统（即处理层）、通讯系统（即网络层）、物联网现场数据采集及控制部分（即感知层）[3，4]。系统架构图如图1所示。

通过利用房间内的物联网系统、传感器系统、嵌入式（ARM系统）等技术手段，对病房内的各种环境物理量、电气设备的状态和患者生理信息等数据进行实时在线采集和管理;通过通讯系统上传到智慧云病房大数据云平台;系统云平台根据一定的算法、大数据、系统模式和深度学习等智慧运算，自动下传数据;再通过相应的硬件系统和执行机构，实现对所有子系统的设备、电器的数据管理和远程智能化控制，最终满足医院对病房舒适、节能、方便和高效管理的需求。

4智慧云病房的主要功能

智慧云病房的建设是以体验为导向，即病患、医护、医院管理者的感觉，比如简单、便捷、高效、愉悦的感觉;以平台为基础，利用平台化思维整合病房里的各类应用，借助物联网、云计算、5G、人工智能等新技术建设统一平台进行管控;以场景为核心，探索病房区域内各种场景的应用，优化流程和交互体验。基于物联网架构的智慧云病房典型应用场景如下[5-7]：

（1）物联网数据采集：医院院内布设5G网络，依赖于5G的大连接特性，院内监护设备、个人可穿戴设备都可以实时独立联网，真正做到可持续监控，为医生的诊疗起到辅助作用，为患者提供不间断的医疗监护。设备测量完成，结果自动录入，自动同步护士站数据看板。（2）床旁智慧查房：同医院HIS系统“空中”联通，医护人员在查房模块身份验证后，系统自动记录查房人员、床号、查房时间等相关信息，生成表格供相关人员查阅。提高医护人员工作效率。疫情期间可降低移动推车等设备出入多个病房造成的交叉感染风险。（3）床旁探视：实现高带宽清晰远程视频诊疗/探视，传递多个专家诊疗意见和家人的鼓励，增强康复信心，配合医护管理工作。在疫情或突发公共卫生安全事件时，可第一时间采取隔离措施。（4）床旁智慧宣教：借助5G的高带宽性能，提供专业的宣教内容，不占用院内的带宽资源。实现多点同步流畅反复播放，使护士宣教更轻松，且能实现宣教内容的标准化与个性化结合的方式，使床旁宣教更加人性化。（5）床旁线上服务：提供点餐、购物和护工聘请接口，提供支付结算入口，所有服务经医院权威认证，规避患者使用风险。在疫情期间，可有效减少陪护人员出入电梯、商超、餐厅、门诊大厅等人员密集场所，减少院内人员流动量，同时提升患者体验和病区管理水平。实时展示医院支付系统结算二维码，患者床旁扫码自助结算。（6）床旁多媒体娱乐：可提供电视直播和视频点播等服务，有效安抚患者治疗过程中的情绪，同房患者互不打扰，营造和谐的病房环境。（7）多功能模块支持灵活配置升级：在VIP病房床旁分机集成智能病房控制模块，可实现在床头统一控制灯、空调和窗帘等，为患者提供高档酒店式的入住体验。（8）应急医疗场景下的应用：应急情况下，医院的普通病房可能会改造成临时ICU重症病房，需要增加大量的心电图机、监护仪、血氧仪等诊疗设备。在固定的病房中，这些诊疗设备通常都是有线方式接入网络。借助自适应物联网网关产品，能够实现诊疗设备的无线化、移动化应用，实现诊疗设备即插即用、灵活机动调配，满足应急医疗场景的需要。另外，借助5G网络，可实现5G配送机器人自动导航路径规划、安全避障、语音指令、定时提醒，进入隔离病房递送物品药品食品，减少交叉感染风险和降低医护工作量。

5主要实施内容

智慧云病房系统可采用功能模块化设计，逐步完善云平台大数据，可实现对其它智慧系统或设备的兼容和扩展。首先完成智慧云病房的基本建设，再逐步增加病人生物信息数据采集功能模块等其他系统功能模块。

（1）病房综合布线：系统采用C-BUS总线式模式，传感器和各种数据采用总线接入系统，用一根网线即可联接所有的传感器和控制面板。这样大大的节省布线，减少安装工时，调试和维护方便，便于扩充容量，提高系统的可靠性，通过软件可任意定义输入输出端口。（2）安装病房内的各种控制面板和设备：安装空调、新风、灯具、控制面板、电动窗帘、开窗器等，设备联接并设置通讯。（3）安装和设置房间的各种传感器：包括门磁、窗磁、光照度传感器、多普勒传感器、热红外传感器、风雨传感器、温度传感器、空气质量传感器等，并设置相关的参数及地址。（4）建立系统服务器和通讯网络：构建系统服务器和通讯网络，建立WIFI无线网，系统服务器通过主交换机联接楼层交换机，楼层交换机联接楼层所有房间的RCU，构建局域网。（5）建立大数据云平台：安装系统软件、病户端软件、调试数据库、调试大数据云平台系统。（6）现场调试人机交互控制、语音控制、远程控制及各种模式控制，接收云平台数据，远程控制病房内所有电器。

6结语

基于物联网架构的智慧云病房建设可系统复制，大面积推广。本系统可推广到各种医院、养老院以及特殊家庭和机构。物联网、云计算等新技术给医院智慧病房建设带来了新的发展契机，也给医院智慧病房系统设计带来了新的思路。随着云计算技术、5G（第五代移动通信技术）、大数据、人工智能等技术的发展，未来物联网技术必将会与之互相结合、互推助力，实现真正的“智慧医疗”。

参考文献

[1] 贾坤，黄平，肖铮.物联网技术及应用教程[M].北京：清华大学出版社，2018.

[2] 沈崇德.醫院智能化建设[M].北京：电子工业出版社，2017.

[3] 孙虹.“互联网+”时代智慧医院建设[M].北京：电子工业出版社，2017.

[4] 薛燕红.物联网体系架构及其关键技术探讨[J].陕西理工学院学报（自然科学版），2013（3）：18-22.

[5] 梁如刚，刘栩，叶青.“互联网+”时代智慧医院建设研究[J].智能城市，2020（2）：23-24.

[6] 沈乐冲，周学健，唐琴，等.基于智慧医院建设优化服务质量的探索[J].中国医院建筑与装备，2020（2）：81-82.

[7] 白晶.物联网技术在建设智慧中医医院中的应用研究[J].科学技术创新，2020（4）：65-66.

收稿日期：2021-10-22

*基金项目：山东省住房和城乡建设厅2020年科技示范工程项目《基于物联网架构的智慧云病房系统设计应用与研究》（2020-S6-1）。

作者简介：孙溪（1981—），女，山东济南人，硕士研究生，高级工程师，研究方向：建筑电气及智能化。

Abstract： Based on the Internet of things， cloud computing， 5G， big data and other new technologies，combinedwith implementation of national "healthy China" development strategy and the unceasing exploration of the great healthy ecological system endowed with modern intelligent science and technology， the article aims at the common problems existing in hospital wards at present， based on the study of intelligent ward construction planning and system architecture design， this paper explores the design of intelligent cloud ward system based on Internet of things architecture from aspects of enhancing humanized service， convenient and efficient management， energy saving， integration of peace and epidemic， etc.， this paper introduces the system architecture， main functions and main implementation contents of the smart cloud ward， and expounds the popularization significance and challenges of the smart cloud ward system in order to provide references for optimizing the construction of the smart ward in the hospital.

Keywords： Internet of Things; Intelligent cloud ward system; Architecture design; 5G; Big data