定位感知系統是普適計算的重要組成部分。所謂定位感知,就是系統中心在一定的精確度內動態獲取用戶的位置信息,同時為用戶積極主動地提供各種所需服務。在傳統的“請求—應答”服務模式中,用戶要得到所需信息必須先向服務系統提出請求,系統響應后給出回復,按照要求的格式提供信息。這種被稱為“被動模式”的系統無法滿足用戶動態信息的需求,無法積極智能地主動提供服務,是不符合普適計算的要求的。

定位感知系統是“主動模式”系統,它能夠同時為許多用戶提供服務。系統能夠根據自已取得的信息主動向用戶們進行廣播,說明自己能夠提供的服務,用戶按照自己的所需獲取自己的信息。因此,“主動模式”必須擁有兩個功能系統:“定位系統(Orienta-tionSystem)”和“位置系統(LocationSystem)”。“定位系統”的重點在于要知道對象所在的位置,而“位置系統”的重點在于要知道特定位置上的對象集。

在醫療行業中,定位信息和位置信息都是非常重要的信息。比如,定位可以在緊急救援或者醫療看護中發揮作用,而位置信息可以知道在特定位置有怎樣的患者,需要怎樣的醫療服務等。隨著醫療行業信息化的不斷發展,定位感知系統正逐步在醫療行業構建起來,給醫療行業帶來了跨越式的發展。一個無所不在的救護網絡,一個準確快捷的設備和藥品管理網絡,一個安全及時的病人信息網絡,不僅提升了醫院的服務能力,方便了醫院內部的信息溝通,更是保障了病人生命的安全。以下,我們將從定位感知系統的結構和現有的醫療信息化水平出發,對醫療行業中的定位感知系統進行研討和展望。

從結構上來講,定位感知系統可分為以下五個部分:系統控制中心、事務處理中心、通信環境、定位系統和位置系統(圖1)。




1 系統控制中心

系統控制中心是整個系統的控制管理中心,它負責將位置信息或者對象集信息向事務處理中心傳送,將位置信息向“位置系統”傳送,它必須能夠實時處理大量的各種信息,并進行分析檢測。

近幾年來,國內各大醫院都在建設數字化醫院,“數字化醫院”就是利用先進的計算機及網絡技術,將病人的診療信息、衛生經濟信息、藥品信息、醫院管理信息等各類信息進行最有效的收集、儲存、傳輸與整合,并實現各類業務流程的最優化和信息利用最大化的醫院。而這些醫院所使用的醫院信息管理系統(HIS:HospitalInformationSystem)實現的就是系統控制中心的功能,它是整個醫院甚至是醫療行業的控制管理中心,可以實時傳輸和處理大量的醫療信息,有的甚至是從急救現場傳來的資料。

2　事務處理中心

事務處理中心是整個系統的服務發送者與處理單元。它接收系統控制中心傳來的各種信息,或者響應用戶的服務請求,或者主動向用戶廣播各種有用信息。系統控制中心將許多更細節化的工作分散到各個事務處理中心,比如醫院HIS系統中的護士工作站,就是一個比較典型的事務處理中心。

3　通信環境

通信環境為各個部分的信息傳送提供支持。從定位感知系統的意義上來講,我們希望構建的是一個無線的網絡世界。而無線廣域網、無線局域網等技術的出現為實現定位感知系統的通信環境提供了一個非常好的平臺。

無線廣域網(WWAN)技術可使用戶通過遠程公共網絡或專用網絡建立無線網絡連接。通過使用無線服務提供商所維護的若干天線或衛星系統,這些連接可以覆蓋廣大的地理區域。

無線局域網(WLAN)是采用無線通訊技術代替傳統電纜,提供設備接入功能的網絡,是計算機網絡與無線通信、移動通信技術相結合的新生技術。在無線局域網的發展中,形成了包括IEEE802.11a,802.11b,802.11g,HiperLAN/2等在內的國際標準,能夠提供的網絡接入速率從11Mbps,22Mbps到54Mbps不等。

4　“定位系統”與“位置系統”

“定位系統”和“位置系統”是定位感知系統的重要功能系統,而無論是定位信息還是位置信息都離不開無線定位技術的應用。常用的無線定位技術有:紅外線定位技術、全球定位系統(GPS)、超聲波定位系統、IEEE802.11定位系統和無線射頻識別(RFID, Radio Frequency Identification)定位系統等。每種定位技術特點和定位精度各不相同。借助于無線網絡的平臺,RFID定位追蹤系統是近期研究比較多的一個方向。

無線射頻識別技術(RFID, Radio Frequency Identification)是一種非接觸的自動識別技術,其基本原理是利用空間電磁波的耦合或傳播來進行通信,以達到自動識別被標識對象,獲取標識對象相關信息的目的。最簡單的RFID系統由標簽(Tag)、讀寫器(Reader)和天線(Antenna)3部分組成,配合計算機網絡和軟件支持可以組成一個RFID應用系統(圖2)。RFID運用無線電技術進行通訊,信息儲存在標簽中的一個小硅片中。標簽進入磁場后,接收解讀器發出的射頻信號,憑借感應電流所獲得的能量發送出存儲在芯片中的信息(Passive Tag,無源標簽或被動標簽),或者主動發送某一頻率的加密信號(Active Tag,有源標簽或主動標簽);解讀器讀取信息并解碼后送至中央信息系統進行有關數據處理。