医院智慧无线应用解决方案结构设计 20页

'医院智慧无线应用解决方案结构设计一、医院无线应用方案概述随着医疗行业信息化的推进，目前国内大部分医院都采用了医院信息系统(HospitalInformationSystem，简称HIS)来提高效率、提升竞争力。但实际上，许多医院的HIS只是医院管理流程的计算机化，并不是真正的医疗信息化。现代医疗信息化的核心是信息的共享，如医院的各个科室间、各个医院间、病人与医护人员间的信息共享。这都需要强大而又灵活的网络支持。而现在很多医院的计算机都是放置在各部门或科室的固定位置，甚至在病房中放置计算机，通过计算机综合布线连网组成医院信息化网络。这种固定部署计算机的方式存在终端设备移动不方便，信息点固定等局限性，制约了HIS发挥更大的作用。如何利用计算机网络更有效的提高管理人员、医护人员、及相关部门的协调运作，是当前医院需要考虑和解决的问题。由于医疗行业的特殊性，如医护人员需要频繁地在院内移动和检查病患者，医护人员需同时处理的信息量大，患者对就诊时间的敏感性高等，都要求网络具备可移动性、传输速率高等特点。同时随着医院业务量的增加，也要求网络留出足够的扩容空间，而这些要求显然已不是开墙布线的传统网络所能满足。无线网络技术以其终端可移动性、接入灵活方便等特点，在医院的各种应用方面打破了这一局限性，使得医院部署特色的信息化应用成为可能，可以最大程度的发挥现有HIS的效能，提高管理人员、医护人员的工作效率和协调相关部门有序的工作，从而更好地为病痛患者服务。1.1WLAN部署的核心需求u安全性高。在信息传输的过程中，一点点的疏忽和错误都会导致病人的生命危险，所以医院的信息化建设对于安全性的要求，可以说是重中之重。u可移动19 在医院里，医生和护士都需要随时了解病人的情况，而在医院进行信息化建设的时候，信息终端不能灵活移动使用，将会给医疗工作带来诸多不便。u可扩展WLAN技术的发展日新月异，新技术、新标准层出不穷，所有的无线产品和解决方案都要为未来的升级和应用做好准备。在网络建设规划的时候，应该充分考虑到网络的可扩展性，为以后网络信息点的增加留有充足的余地。u可管理设备和信息的集中管理可以快速有效地帮助管理人员发现和解决问题，同时也能使各种网络资源的分配更合理，因此网络的建设一定让网管人员方便管理。1.2WLAN应用的主要场景u无线查房和移动护理u门诊移动输液u腕带信息无线传输u医疗影像实时无线传输u手术包的安全追溯u婴儿防盗监控19 二、医院无线应用解决方案优班图采用无线控制器（AC）加无线接入点（AP）的网络集中管理架构，其中AC负责无线网络的接入控制、转发、统计、AP的配置监控、负载均衡、漫游管理、网管代理和安全控制等；AP负责各无线终端的接入、传输数据的加密解密、接受AC的策略管理、射频空口的统计等功能。2.1系统设计架构该架构由纯硬件组网，支持分布式和集中式流量转发，组网灵活，可管理更多的AP和支持更多的接入用户，可运营性强，支持如下两种网络拓扑结构：1、二层网络连接模式。AC和AP同属于同一个二层网络，AP和AC之间通过医院的二层交换机互联；2、三层网络连接模式。AC和AP属于不同的IP网段，AP和AC之间的通信需要通过路由器或者三层交换机转发来完成。2.2系统网络结构医院无线网络采用AC+AP的结构，使无线网络实现设备集中管理，控制；友好的控制界面可以实时获知AP的在线状态、网络拓扑和接入用户情况，方便信息部门管理。2.3系统设计标准布线系统是整个无线网络的物理基础，一个有限的布线系统应具备良好的易扩充性，结构化设计和适应性强的特点。本系统布线施工采用大楼原有的金属桥架，以非屏蔽超五类双绞线作为传输介质，采用星型网络结构设计，按院方要求合理走线布点，不设明线，不破坏原有环境和设施。系统设计标准如下：1、按照结构化布线系统设计规范等有关标准进行结构化布线系统设计。2、19 布线要符合国际标准ISO及TIA/EIA568A标准，充分保证计算机网络系统的高速运行和信息可靠传输。1、布线既要满足目前的通信技术要求，又满足未来辅助的需求，实现数据通信和实时的语音通讯，图像传输。2、布线的接插件都应是模块化的标准间，以适应将来的发展，布线结构化、合理化且美观可靠。3、布线要具有较高的抗电磁干扰特性，具有高可用性。4、要能满足网络系统设计和通讯系统设计的通用性和灵活性。5、要满足病区和医生办公区的信号覆盖和信号强度，保证信号覆盖质量。6、使用POE供电，减小施工量，提高施工速度。7、使用超五类UTP双绞线，保证无线接入点的供电和带宽。2.4系统工程设计根据楼层结构评估，考虑到部分设置例如洗手间、浴室、更衣室等不需要进行无线覆盖，因此无线覆盖的设计过程充分结合原有有线网络的设计方案，将热点布置于网络使用人群密集的办公地点和医护地点，根据每层楼结构布局情况，结合实际情况安排部署，避免浪费及不科学的布点，满足医院日常办公需求以及医护要求，同时，又留下了足够的带宽提供后续无线应用的接入使用。2.4.1布点设计根据后期规划进行点位配置。2.4.2供电方式供电模式上，参考医院大楼虽然为新建大楼，但是强电施工难度大，施工复杂，且很可能需要重新设计强电工程图，且会影响建筑美观，并影响医院大楼正常验收，基于以上考虑，本次方案使用POE供电，便利的网线供电，使得工程整体更加方便，施工难度减小的同时工期减少，尽量减少对医院内部工作的影响，同时，POE供电减少天井内线路数量，使得一线多用，整个工作布线更加合理清晰。19 2.4.3覆盖原则在信号覆盖上，经过合理的布点及天线控制，剔除洗手间、浴室、更衣室等盲区，将整个护理区、工作区形成一个无线整体，保证各工作地点信号强度在-70dbm以上，同时，预计将使用无线wifi的三个信道（1、6、11），使得各个AP在正常工作情况下不相互冲突，形成平面结构上的蜂窝状无线网络，各个AP即独立工作，又是统一整体，实现漫游切换，网内查找等多种无线应用；对于楼层结构相同且AP布点位置相同的楼层，上下楼层之间将AP位置进行错落布置，形成空间立体的蜂窝网络，消除盲区及信号微弱区，最大化的利用无线网络的整体性。2.4.4走线设计在参考楼层的弱电图之后，初步预计POE供电交换机布置在各楼层弱电井之中，通过楼栋原有设计的弱电桥架，将网线从POE交换机直接拉伸至预设地点并预留2米以作安置冗余，起到保护网线的作用，参考图形，弱电井位于楼道偏左和偏右的位置，结合图形经过布线安排及合理的估算，整个大楼内网线最长距离不超过90米，符合POE供电设计要求。2.5系统控制特点优班图科技无线控制器（AC）提供了AP在线查询、无线终端在线列表、VLAN划分、负载均衡、DHCP、接入控制、多种配置模板定制、不同模式AP混合组网、日志查询、系统信息查询等多项功能，并且支持最高多达2048个AP的集中控制以及4096个用户的管理。通过AC提供的各项功能能够实时的查看整个网络中AP的工作状态、流量情况以及用户接入情况，有效的提高了网络管理效率，减轻IT工程师的工作负担。2.5.1VLAN划分功能VLAN功能是网络结构中最基本的功能之一，其所能实现的功能可以有效的帮助IT人员合理的规划网络结构，优化网络性能，提高网络的可管理性；目前在医院行业中，设备对VLAN功能的支持更是必不可少的。优班图科技的AC支持多达4094个VLAN19 ，能够完全的满足客户的使用需求；同时优班图科技更多的从客户的角度思考，通过人性化的界面设计，简化配置操作，让用户可以轻松的完成相关配置。Figure1VLAN配置界面2.5.2配置模板定制AC提供了多达16中WLAN网络配置模板，通过定制不同的WLAN模板满足不同场景的应用需求。通过瘦AP配置模板和WLAN网络配置模板的不同组合定制出不同的配置，让您的无线网络结构更加的丰富，同时对各种应用的支持更加的完美。如下图所示：Figure2WLAN配置模板界面19 Figure3瘦AP配置模板界面2.5.3AP集中管理功能AC通过对AP工作状态进行实时查询，及时了解AP的工作状态，缩短问题发现时间，在用户对问题抱怨之前及时的排除问题，提升IT部门的效率和医生对网络的满意度。通过AC界面中“瘦AP在线列表”可以直观的了解AP的状态，是否有AP离线；通过AC可以实时的修改AP名称、配置并提供在线重启AP的功能，及时的激活工作异常的AP。Figure4瘦AP搜索界面2.5.4无线终端集中管理功能医院如何管理无线上网用户是一个比较麻烦的问题，优班图科技AC提供了无线终端集中管理的功能，让IT人员可以实时的了解每个无线终端用户的在线状态，流量使用情况，关联到哪台AP等信息，并且可以强制某些非法用户下线，非法用户下线后将在一段时间内无法再关联上。通过这种方式可以有效的对无线终端进行管理和监控。19 Figure5无线终端列表界面2.5.5接入控制功能优班图科技的无线控制器提供了丰富的接入控制功能，通过web认证、HTTP重定向、RADIUS认证服务器设置、MAC接入控制、黑白名单（认证前）、黑白名单（认证后）等多种控制手段，实现从无线终端关联到身份认证全阶段的接入控制，全方位的保证您的无线网络安全。Figure6无线终端Web认证界面2.5.7日志功能网络管理实现7×2419 小时的有人值守是个不现实的办法，但通过日志服务器记录的方式可以让IT人员可以查询到设备在任一时间段的工作状态，并且通过查询到的信息优化网络性能。优班图AC提供了多级别的日志记录功能，可以快速的将日志推送到服务器上保持并且提供了实时的日志查询功能，极大的提高了IT人员的工作效率。2.6系统施工方案本工程施工的标准、技术要求等按中国工程建设标准化协会通信工程委员会制定的《建筑与建筑群综合布线系统工程施工及验收规范》执行。2.6.1.线槽线管安装管槽施工过程需符合建筑物PDS相关规范及技术要求。1)垂直线槽需使用金属线槽，槽内必须装有桥梯（或等效物），用于扎紧线缆；2)垂直线槽应与地面保持垂直，垂直度每米偏差不超过3mm，每段线槽须有3个或以上的固定点，固定点之间的距离应在1.2米左右，要求能稳固线槽，且可承受起大对数电缆；3)水平主干线槽需使用金属线槽，安装时应保持平直，水平度每米偏差不超过2mm；4)水平线槽须用吊架固定，吊架安装应保持垂直、整齐、牢固、无歪现象，吊架的间距为1.5米左右；5)线槽、线管应保持良好的电气连接，并做好接地连接，综合布线接地电阻不宜大于１欧；6)槽及管的未端处的毛刺须处理掉，以免将来放线时损坏线缆外套；7)线槽的转弯位必须有45度过渡段；8)线管的敷设在路径上转弯角不能多于两个，且弯曲半径应大于线管直径的6－8倍，如多于两个转弯角或直线距离超过30米时，应使用安装转换盒。9)直径25mm的线管只能穿6条，而线槽内线的填充量不应超过50％；10)线槽及线管的路径应选择最短距离，当与电力线平行时，应保持以下间距：19 2.6.2.水平线缆安装1)在敷设电缆之前，先检查所有管槽是否已经完成并符合要求，路由及拟安装信息口的位置是否与设计相符；2)核对电缆的规格和型号；3)在管里穿线时，要避免电缆受到过度拉引，每米的拉力不能超过7公斤，必要时可在管内加少量滑石粉以减少线缆与管内壁之间的磨擦；4)水平线槽中敷设电缆时，电缆应顺直，尽量避免交叉；5)布放线缆时不能伤保护套和踩踏线缆；6)水平线缆在信息输出口处预留30-50cm；7)水平线缆敷设时，两端应做好标签，填写好放线记录表；8)对于有安装天花的区域，所有的水平线缆敷设工作必须在天花施工前完成；9)所有线缆不应外露。2.6.3.光缆铺设1)光缆的弯曲半径应至少为光缆外径的10倍，在施工过程中应至少为20倍；布放光缆时，光缆盘转动应与布放速度同步，光缆牵引的速度一般为每分钟15米；2)布放光缆时，光缆出盘处要保持松驰的弧度，并留有缓冲的余量，又不宜过多，避免光缆出现背扣；3)光缆在两端预留长度为5-10米；4)敷设光缆时应做好标签，并填写好放线记录；5)所有光缆不应外露。19 6)端接前须准备好配线架端接表，电缆端接依照端接表进行。2.6.4.信息插座安装1)信息插座安装前必须确认所有装修工作已完成，核对信息端口编号是否有误；2)所有信息插座按Lucent超五类标准进行卡接；3)信息插座安装在墙体上时，宜高出地面30cm；4)信息插座安装完毕后应立即依照平面图在面板上做好编号。19 三、方案特点3.1无线抗干扰强，覆盖范围大，接受灵敏度高优班图科技的AP具有功率可调的功能，采用增强型的射频技术，结合智能天线，可满足各种范围的覆盖需求。优班图科技特有的ASM射频技术增强了系统的抗干扰能力，提高了实际应用下的传输带宽。通过领先的LNA设计，最大化的提供了无线接收端的灵敏度。3.2网络安全性高优班图科技的AP除了支持国际上通用的WiFi安全认证协议、中国标准的WAPI安全协议和各种常用的用户认证方式（802.1X、MAC、SSID等）外，还发明并应用了HSP和HSE两种特有的安全认证算法，使得通过优班图科技的AP所传输的数据安全性得到极大的提高，破解加密几乎不可能，彻底解决了原有WLAN安全性差的问题。3.3漫游切换快采用了独有的HACIP快速切换通信技术，使得漫游平滑，切换快，用户在整个网络内漫游顺畅。支持2层和3层无缝快速漫游的特性，保障了大型组网的需求。3.4AP形态的多样性根据不同的应用场景，优班图科技设计了吸顶式、壁挂式、直放式、室外式等形态的AP，便于AP组网时的布置，以达到最佳的覆盖效果。3.5支持零盲点覆盖根据一些病房的特殊结构，如单套间、多套间ICU等，优班图科技将标准AP与馈线或信号放大器相结合，实现了无线信号的万能中继与放大，有效的解决了复杂结构病区的无线全覆盖。19 3.6支持本地供电和PoE供电优班图科技的AP系列产品不仅支持本地供电，同时还支持PoE供电，简化了网络安装的难度，提供最大的便利。3.7支持集中管理无论是AC还是软AC，均能方便地集中管理整个网络中AP和相应的无线接入终端的部署、配置和监控等方面。AC通过CAPWAP协议来控制网络中的AP，软AC则通过特定的私有协议来控制网络中的AP。集中式的管理大大简化和减轻了网络运维的工作量。3.8支持智能的负载均衡优班图科技的AC和AP系列产品提供了基于用户数量和流量的负载均衡功能，当AP的负载达到门限时，AC会自动分配新接入的用户到临近负载低的AP上，大大提高了整个网络的使用效率。3.9完善的QoS功能有线和无线侧均提供了完善的QoS功能，独有的传输链路质量监控技术，提供了链路的动态带宽调整功能，保证了高品质的服务。3.10支持桥接功能优班图科技的AP系列产品支持点对点和点对多点的桥接功能，可以连接两个或多个物理层上很难用有线连接的局域网。19 四、无线的稳定性优班图WLAN稳定性解决方案从无线控制器的可靠性，接入交换机供电的可靠性，无线信号的可靠性这几个方面入手，极大的提高了WLAN网络的可靠性，在实际使用情况来看，启用这些措施之后，WLAN的可靠性能够得到明显的提升。4.1无线控制器N+1冗余备份优班图无线控制器产品支持AC之间的N+1备份，在AP请求通信的过程中，会检测通信环境中的所有存在的无线控制器，经过合理的算法安排，将优先接入高优先级的无线控制器。在发生意外情况导致高优先级的设备发生故障时，为了避免无线网络整体瘫痪的窘境，通过CAPWAP隧道的心跳机制，AP能及时发现高优先级控制器无法正常工作，此时AP会自动在网络中进行检测能够正常通信的无线控制器，并请求连接低优先级的无线控制器，从设备级别的冗余备份实现无线网络核心段的使用安全及稳定；同时，通过优先级判定，也避免AP接入不同的AC而导致无法实现统一控制统一管理的目的。4.2优班图无线实时管理优班图实时无线资源管理解决方案提供了实时闭环的无线资源管理：1.在每个接入点通过CAPWAP协议与无线控制器建立连接之后，并从无线控制器获取无线设置的配置文件，无线控制器负责协调网络中的无线接入点执行扫描过程，通过以优班图独有的APCM专利技术进行信道扫描，系统能够分析和了解信道的质量、干扰情况、邻居接入点的分布等。2.无线控制器在扫描过程中，对会AP定期上报的数据进行聚合分析，以全面整体的信息量进行分布统计，确定当前无线系统中各工作站的干扰情况，发送与接收的噪音比，通信正常下的丢包率，各信道下的负载等，综合上述各类信息，帮忙无线控制器构建无线网络的立体多元化视图，为无线网络的管理及工作的稳定起到更为有效的作用。19 3.根据前期多种数据的分析，无线控制器根据内部的智能算法对无线资源进行优化和调整，以适应环境的变化，同时对无线信道的检测、接入点的加权判断、漫游切换判断能多种算法，自动评估资源调整的影响以及确保用户的多种无线接入行为顺利使用。4.3稳定的供电电源优班图无线采用全面的POE供电解决方案。POE设备的原理是通过非屏蔽双绞线中四对线中的两对线来传输电源，传输数据的同时传输直流电。因为AP往往要求使用不间断供应电力，采用POE设备，AP端仅仅通过一根RJ-45网线与网络连接即可以同时传输数据和电力，因此在使用POE设备的情况下，所有的AP都使用了一个POE设备端进行的供电保护，大大增加了设备供电电源的稳定性。4.4网络控制功能网络设备存在一个较大的风险就是网络安全性，优班图科技的无线设备中集成了防DOS攻击、自动生成树协议及防广播风暴功能，避免系统被某些不法分子进行恶意攻击，或是员工误操作导致网络风暴等情况发生，在使用过程中，最大限度从软件层面保护了系统的整体的稳定。4.5AP自愈功能优班图科技设计初期即考虑到客户使用的各种极端情况的发生，虽然所有产品都经过长时间的老化测试，但是并不能完全杜绝设备因外部因素发生故障的事件发生，基于这种考虑，在制作无线系统整体方案时，无线控制器能通过实时管理查看各AP的工作情况，如果个别设备发生死机现象，无线控制器能通过发送重启指令使AP自动重启，从而实现AP自愈功能，而不需要工作人员专门对AP进行手工操作；同时，相对较短的重启时间，使该区域无线网络能够快速恢复，最大程度减小对正常工作的影响。4.6智能负载均衡及智能射频管理19 当无线控制器发现AP的负载超过设定的门限值以后，对于新接入的用户无线控制器会自动计算此用户周围是否还有负载较轻的AP可供用户接入，如有有则AP会拒绝用户的关联请求，用户会转而接入其他负载较轻的AP，使得每个AP上的工作负载处于一个合理的位置，有效避免过度集中接入单个AP导致其工作数据过大而使其死机。只对处于AP覆盖重叠区的无线用户才启动AP负载均衡功能，有效的避免误均衡的出现。无线控制器可动态调整AP工作的信道和发射功率，在保证覆盖的前提下保证AP间的干扰最小，而当AP覆盖区域受到外界强信号干扰时，无线控制器会自动控制AP自动切换到合适的工作信道以规避干扰信号。当覆盖区域内的某个AP发生故障而造成覆盖黑洞时，无线控制器会自动调整相邻的AP发射功率增大以消除黑洞区域，当故障AP恢复工作后无线控制器可以自动调整邻居AP的发射功率恢复原始工作状态，实现根据实际环境来判定无线的覆盖功率，使网络稳定性更加可靠。19 五、典型应用5.1无线查房和移动护理医生或护士在查房或护理的过程中，往往需要随时调取患者的诊疗记录或病史等信息，并随时根据患者当时的具体病情下医嘱或浏览医嘱。无线网络的部署，可以使医护人员通过随身携带的具有无线上网功能的电脑或PDA，随时从数据库中查询患者的相关信息。免除了医护人员携带一大堆病例记录本查房诊断的麻烦，帮助他们更加准确、及时、全面的了解患者的详细信息，使医生的查房工作变得简单轻松，护士的护理任务也可得到即时提醒。同时使得医嘱项目在具体执行时可以通过无线方式得到确认,并可记录医嘱的执行人和实际执行时间等重要信息。5.2门诊移动输液门诊移动输液系统借助无线网络技术，尽量减少输液流程中的人为影响因素，为管理者提供工作定量评价体系，也起到节约医疗用时，提高门诊输液效率，减少输液差错发生，改善输液环境的效果，同时也减轻了护士的工作强度和工作压力。门诊移动输液系统在“以病人为中心”的新型医疗服务模式中，提供一种了技术先进、安全可靠、切实可行的解决方案，开创了门诊输液管理系统的新模式，真正实现了病人“手动”、信息移动、医患互动的新格局。19 5.3腕带信息无线传输病人标识腕带是系在病人手腕上，标有病人重要资料的身份标识带，能够有效保证医院工作人员随时对病人进行快速而准确的识别。病人标识带还能够防止被调换或随意取下，确保标识对象的唯一性及正确性。此外，病人标识带上的信息能够防水和酒精擦拭。在病床旁，医护人员使用无线识别设备，扫描患者的条码标识带后，有关患者的标识、用药、剂量及方法等的详细信息就会通过无线网络在护士工作站得到确认。在发放药物、输液、检查、治疗和急救、手术之前，如果存在任何差异，报警系统会发出警告，避免可能发生的任何差错。5.4医疗影像实时传输和手术实况传输一样，在放射科，同样需要对病人的X光照片、MR扫描影像、CT成像等图片或者图像资料实时传递到其它地方，以方便主治医生进行诊断、专家会诊、医疗教学等工作和学习手段的开展。无线网络具有速度快、覆盖范围广等特点，可以随时随地将高清晰、大容量的医疗影像文件传送到影像诊断中心、临床科室、ICU等各个部门。也可直接传送到存储系统进行保存和备份，极大地提高了工作效率，减轻了维护和管理医疗影像的劳动时间。19 5.5手术备包的安全追溯通过无线射频识别技术，可以很好地解决目前传统医疗器械的消毒管理缺乏既定量化标准的问题。将WiFi射频卡识别技术应用于医疗器械消毒流程管理系统，目的是建立一个完整、灵活和实时的医疗器械消毒流程管理系统。每个手术备包配有一个WiFi射频卡，负责采集和存储手术流程的属性信息，内容包括手术器械种类和编号、数量、包装人员编号、包装日期、手术包类型等等。在整个的消毒流程中，这些信息通过无线网络与数据库服务器交互，在监控终端可以实时显示每个器械包消毒过程中的温度、压力曲线，随时查询现有器械包的存放位置，统计、分析器械包的使用情况。5.6婴儿防盗监控婴儿安全防盗监控系统可以有效地对医院内的新生婴儿进行可靠安全的保护。只要为每个婴儿佩戴一只腕带式标签，标签会通过AP给监控系统发出信号，监控服务器可以随时接收婴儿电子标签所发出的信息，并据此信息判断标签所处的状态，同时对婴儿所在位置进行实时监控和追踪，对企图盗窃婴儿的行为及时发出报警提示，为所有婴儿提供最大程度的安全保护。系统能有效监控电子腕带标签脱落及恶意拆除等异常情况，电子腕带标签一旦从婴儿身上脱落会立即报警。系统还可结合电子门控系统，当婴儿出现在出口探测区域，出口探测器接收到标签信息后，控制主机立即控制相应出口门禁使对应出口关闭，切断被窃婴儿的出口通道。19 19'