[0036] 图1一是电子病历物联网交互系统的总体架构；
[0037] 图2是电子病历本智能终端的嵌入式硬件系统框图；
[0038] 图3电子病历本智能终端的嵌入式软件系统
[0039] 图4是无线通信基站的嵌入式硬件系统框图
[0040] 图5是无线通信基站的嵌入式软件系统；
[0041] 图6是云服务控制平台各管理子系统之间的逻辑接口关系图。
[0042] 具体实施过程
[0043] 以下结合附图对本发明做进一步说明。
[0044] 如图1所示，本发明交互系统包括电子病历本智能终端、无线基站、云服务控制平台三大模块；医务人员通过云服务控制平台中的医疗管理系统，更新患者的电子病历内容。云服务控制平台与电子病历医疗管理系统之间进行数据通信，则更新的病历本内容可以依靠通过无线基站从云服务控制平台传送到电子病历本智能终端。
[0045] 如图1所示，医院病房中布置有数个不等的病床床位，电子病历本智能终端安装在病床旁边，无需外接电源线和控制信号线，采用电池供电，并使用无线通信频道与无线基站通信以便传输交换病历信息。无线基站通过有线以太网与本地服务器连接，并与云端服务器连接，云端服务器与现有的电子病历软件系统连接，实现病历数据共享。有限个无线基站便可使射频信号覆盖整个医院，可使电子病历本只能终端根据需求随时随地进行增添或变动。云服务控制平台依据现有的电子病历系统进行电子病历数据的再次应用，通过云服务控制平台上的操作控制无线基站发出射频信号可改变电子病历终端所呈现的内容。以下分别介绍电子病历本智能硬件终端、无线基站、云服务控制平台三大模块。
[0046] 一、电子病历本智能终端
[0047] 电子病历本嵌入式硬件系统结构如附图2所示，该电子病历本智能终端包括电子纸、纽扣电池、MCU、Flash存储器和翻页键；
[0048] 该硬件终端采用电子纸作为显示材料，能耗低，只会在改变病历内容时才需耗电。因为医院的床位因为不同的情况需要及时的做出调整，因此电子病历本采用有线供电很有局限性，因此，该终端采用纽扣电池供电。
[0049] MCU可以采用集成了射频收发模块的芯片，使其具有极低功耗的特性，也是为了省电设计的需要。射频天线端需保证一定的射频信号范围，使电子病历本智能终端可以很好地接收病历内容，射频收发频率采用2.4GHz的ISM频段，是非授权频段，采用Zigbee协议，也是未来省电设计的需要，并能确保可靠传输。电子病历本终端上安装有翻页键，可以上下翻页，查阅不同时间的病历数据。Flash存储器可以存放以往的病历内容和更新的病历内容；因为该智能硬件终端需灵活便捷的移动，该终端采用纽扣电池进行供电；采用电子纸作为显示屏功耗十分低，在电源系统供应停止或休眠的情况下也能显示病历内容，能很好的达到显示的需求。
[0050] 图3为电子病历本嵌入式软件系统框图，为了进一步降低系统能耗，从软件上进行省电设计，设置系统休眠时间，整体系统在休眠时耗电极少；同时，为了不影响接收病历更新信息，也要设置系统苏醒时间，在苏醒时接收无线信号。休眠时间和苏醒时间交替，最大程度降低系统能耗，延长供电时间。该电子病历本休眠时，电子纸显示内容更换为统一的无关病人医疗信息的内容，目的在于保护病人病程、疗程、用药、护理、检查、化验等信息隐私，当医师和患者需要查看电子病历本内容时再接收病历更新信息。
[0051] 该电子病历本需采用各个内容模板化设计，如病程、疗程、用药、护理、检查、化验等内容，方便医师和患者及家属查看，避免病历内容混叠不清、难以查找等情况。图3左边框图中，电子病历本智能终端休眠40秒苏醒后接收射频信号，此时如果无线基站对某终端有病历数据需要传输，则在42秒时间内对这一终端独有的ID号不间断重复广播“唤醒信号帧”，由于终端苏醒后接收唤醒信号帧的时间仅为7ms，所以能保证在42秒的时间窗口内终端一定能接收到唤醒信号帧。如果终端接收到唤醒信号帧，并且信号帧携带的目标ID号与本终端的ID号相符，则终端持续唤醒，继续接收射频信号，并在接收完成后将其内容更新显示于电子纸显示屏上；否则，终端继续休眠40秒，进入循环等待过程。
[0052] 图3右边是中断程序的流程图，为了方便医生和病人查阅病历方便，电子病历本终端上安装有翻页键，可以上下翻页，查阅不同时间的病历数据。上翻键和下翻键的功能通过中断程序实现。实现上翻键与下翻键的功能，可以查阅历史上不同时间的准确病历数据，比如病程、疗程、用药、护理、检查、化验等结果。
[0053] 另外，二维码也应显示在终端显示屏上，作为后台数据的入口。通过智能手机扫描二维码，可以链接到云服务控制平台上，查阅更详细的病历信息，比如CT影像等不能显示在终端上的内容，并于医务人员实现互动。
[0054] 二、无线通信基站
[0055] 无线通信基站的嵌入式硬件系统框图如图4所示，该基站采用双 MCU设计，射频模块单独有一MCU控制，采用射频芯片，与下位机进行无线通信，也就是与智能硬件终端进行数据传输；无线基站的其他主体功能则主要由主控芯片处理，LED显示器可以把无线基站的运行状态显示出来，便于现场调试的需要。射频模块可以扩展无线通信的范围，因相对其它行业应用，医院床位布置比较稀疏，一个基站可以控制更多的终端节点。Flash存储器也是必须的，可以存储多帧图片。采用将TCP/IP协议固化在硬件中的芯片，这样就无需从软件上处理TCP/IP 协议，减轻了主控MCU芯片的处理压力。
[0056] 无线基站的供电采用有线的方式，并且采用双电源冗余设计，一个是220V转5V适配器接口，可以直接使用市电，片内再将5V电源LDO 到3.3V；另一路是PoE供电，即通过以太网网络电缆供电。
[0057] 附图5中是无线通信基站的嵌入式软件系统的框图说明，实现与上位机云服务控制平台的通信，以及与下位机电子病历本智能终端的通信。由于无线通信基站的IP地址是随机分配的，并且经常改换，而云端服务器是有固定IP地址的，因此，采用由无线基站作为服务器端 (Server)主动连接连接云服务器端(Client)的C/S结构。每个基站间隔1分钟主动给云服务器发送心跳包，询问是否有病历数据更新消息，如果有，则继续接收此更新数据，接收完毕后启动向下位机发送数据流程，最终在电子病历硬件终端显示出来。
[0058] 在无线基站向下位机发送数据阶段，首先发送唤醒数据帧，将对应 ID的电子病例本智能终端唤醒，然后通过无线信道发送数据给终端。数据发送完毕后，转到链接云端服务器的接口，继续下一个心跳循环。
[0059] 附图6中，在云端服务器经过无线基站到电子病历本终端的通信过程中，云端服务器与无线基站之间的通信采用以太网TCP/IP协议，而无线基站与电子病历本终端之间的通信采用Zigbee协议。无线通信采用Zigbee协议的优势在于，一是协议简单，能耗小；二是2.4GHz频率无需授权，无需检验检测；三是通信距离在50～100米范围内，中间没有阻挡，图片传输信息量比较大，2.4GHz频率正好适合应用需求。
[0060] 三、云服务管理控制平台
[0061] 电子病历本智能终端需要与医院现有的电子病历软件系统链接，将检查、化验及诊疗信息传输到终端上进行显示，并提供终端二维码的入口，使其能够连接到电子病历软件系统，方便查询查看。在对现有的电子病历软件系统不做太大的改动的条件下，则需要利用大数据云服务控制平台软件建立连接。结合附图6对云服务控制平台软件各管理子系统之间的逻辑接口关系进行介绍。
[0062] (1)云服务控制平台软件，包括医务管理系统，患者管理系统，床位管理系统，诊疗管理系统，终端管理系统，基站管理系统，模板管理系统，通讯管理系统，数据接口管理系统。云服务控制平台负责管理各地区医院的所有病房病床，并负责与现有的电子病历软件系统进行数据对接和共享。
[0063] 医疗管理系统是针对医务人员的管理平台，可以进一步对数据接口、床位、诊疗信息、基站和智能终端的任务进行管理处理；患者管理系统负责管理智能终端的互动信息，包括二维码接口的前端链接网页。所有的子系统均为模块化设计，便于通过云服务器部署，并可以无缝热更新。
[0064] (2)云服务控制平台软件与现有的电子病历软件系统的接口，与无线通信基站的接口；云服务控制平台软件系统与现有电子病历软件系统之间，通过数据接口管理系统实现医疗数据的对接和共享，并在云服务控制平台软件本地建立医疗病历数据库。这样，既实现了电子病例本智能硬件的应用，又不更改现有的电子病历软件系统，非常经济、便利、实用。
[0065] 通讯管理系统负责各模块之间的数据通信，包括云服务控制平台与现有电子病历软件系统的数据通讯，以及与无线通信基站和智能终端之间的数据通讯。
[0066] (3)检查、化验与诊疗等病历数据库。
[0067] 云服务控制平台软件在本地建立检查、化验与诊疗等信息的医疗病历数据库，既有从现有电子病历软件系统对接共享过来的诊疗数据，也有在云服务控制平台前端页面输入的诊疗数据，数据库外部结构采用 B/S方式，内部为逻辑存储结构。实施例：
[0068] 医疗临床电子病历本物联网智能交互系统若想在医院中实际应用，最先面临的问题是如何妥善布置，能最大发挥该系统相对于传统电子病历系统的优势。首先，先构建大数据云服务控制平台与传统的电子病历系统与之对接，可以通过数据接口管理系统实现医疗数据的对接和共享，并在云服务控制平台软件本地建立医疗病历数据库。如前所述，由于电子病历本是便携式的，便于医院任意安装布置，采用无线通信的方式与云服务控制平台实现信息交换，因此，需要在限定的区域布置无线基站，实现电子病历本与云服务控制平台的链接。
[0069] 当电子病历本智能终端和无线基站安装完成后在云服务控制平台上唤醒电子病历本智能终端，再进行电子病历本智能终端接收电子病历数据的调试、测试操作。系统整体安装完成后，医师可以在云服务控制平台上进行唤醒硬件终端、更新硬件终端上病历内容、批量管理电子病历系统等操作，可以很好的满足医院病历管理的需求。
[0070] 电子病历本智能终端由于采用电池供电，无需外接电源线和控制信号线，可以很便捷固定到病床旁，并使用无线通信频道和无线基站以便传输交换病历信息。
[0071] 医务人员通过云服务控制平台中的医疗管理系统，可以更新患者的电子病历内容。云服务控制平台与电子病历医疗管理软件系统之间进行数据通信，则更新的病历本内容可以依靠无线基站从云服务控制平台传送到电子病历本智能终端上。云端服务器与无线基站之间的通信采用以太网TCP/IP协议，使之在联网环境下便可保持云端服务器与无线基站之间的数据通信。无线基站与电子病历本智能终端间采用Zigbee协议，能确保数据可靠快速的传输也便于组网，通过云服务控制平台进行统一的控制管理。无线基站发出的射频通信信号距离为50～100米，完全可以满足医院内部电子病历本智能终端的信号接收。
[0072] 该电子病历本休眠时，电子纸显示内容更换为统一的无关病人医疗信息的内容，目的在于保护病人病程、疗程、用药、护理、检查、化验等信息隐私，当医师和患者需要查看电子病历本内容时再接收病历更新信息。在休眠模式下耗电量极少，若是需要更新病历本数据内容，则无线基站对这一终端独有的ID号不间断重复广播“唤醒信号帧”，当接收到信号帧携带的ID号与本终端的ID号相同，硬件终端继续接受射频信号，在接受完成后将其内容更新显示在电子纸显示屏上；若信号帧携带的ID号与本终端的ID号不相同，终端继续休眠，进入循环等待过程。硬件终端在更新完数据后进入休眠模式，电子纸上显示出最新的病历内容。
[0073] 在临床医疗中，当医师需要根据病历本以往的诊断记录和实际病情来做出下一步诊疗，这时通过电子病历本物联网智能交互系统的电子病历本智能终端可以很方便的进行病人病程、疗程、用药、护理、检查、化验等信息的查看。电子病历本智能终端采用电池供电，无需外接电源线和控制信号线，可以很方便进行移动和手持使用。医生和患者可以很方便的查阅病历，电子病历本终端上安装有翻页键，可以上下翻页，查阅历史上不同时间的准确病历数据，比如病程、疗程、用药、护理、检查、化验等结果。上翻键和下翻键的功能通过中断程序实现，显示页面格式是与医院的相关部门对接沟通制定的，显示内容是恰当的、有效的、急需的病历内容，是符合医师和患者的查看习惯的。
[0074] 该电子病历本需采用各个内容模板化设计，如病程、疗程、用药、护理、检查、化验等内容，方便医师和患者及家属查看，避免病历内容混叠不清、难以查找等情况。
[0075] 一些特定的患者，病历上会有DR、CT、CR等影像图，在电子纸上不能够准确的显示出，对于这种情况，可以使二维码显示在在终端显示屏上，作为后台数据的入口。通过智能手机扫描二维码，可以链接到云服务控制平台上，查阅更详细的病历信息，比如DR、CT、CR影像等不能显示在终端上的内容，便于医务人员实现互动。
[0076] 当患者确认有住院需求时，医院分配病床相应配套电子病历本电子病历本智能终端，在云服务控制平台上更新患者以往的病历内容和新增的病历，通过无线基站是病历内容在硬件终端电子纸上显现出来。电子病历本智能终端由于采用电池供电，无需外接电源线和控制信号线，可以很便捷固定到病床旁，并使用无线通信频道和无线基站以便传输交换病历信息。患者在诊疗过程中可能会随着病情的加重或缓解转移病房，电子病历本智能硬件终端便可以很方便的跟随患者而移动，因为无线通信基站的覆盖范围很大，可以保证智能硬件终端在医院内部任意地方都能够与之进行数据通信。电子病历本电子病历本智能终端可以让医生随时随地来查看患者病历内容，不用专门登录医院病历管理系统，便可及时的获取患者医疗信息并作出诊断决定。
[0077] 由于电子病历本智能终端采用的是电子纸，内部有Flash存储器，可以存储病历内容和多帧图片信息。因此在系统休眠时，电子纸上依旧呈现最新的病历内容，节省了每次在电子病历系统中登录查看病历内容的时间，可以便捷的结合患者的病情和病历内容做出更好的医疗服务。与此同时，患者每天的用药、注意事项和手术安排等都可以显现在电子纸上，可以完全实现无纸化操作，优化医院医疗服务。
[0078] 患者已无住院需求时，医院可以清空电子病历本智能终端上的缓存数据，原始数据依旧保存在大数据云服务控制平台上，等待下一位患者的病历在硬件呈现上的使用。
[0079] 云服务控制平台软件系统与现有电子病历软件系统之间，通过数据接口管理系统实现医疗数据的对接和共享，并在云服务控制平台软件本地建立医疗病历数据库。医疗管理系统是针对医务人员的管理平台，可以进一步对数据接口、床位、诊疗信息、基站和智能终端的任务进行管理处理；患者管理系统负责管理智能终端的互动信息，包括二维码接口的前端链接网页。采用医疗临床电子病历本物联网智能交互系统对电子病历信息进行统一存储与管理，保证了病历使用管理更加规范，更加具有研究和利用价值，帮助医院的管理水平迈上一个新台阶，提升医院医疗服务质量。
