基于RFID技术的野战医疗卡的设计与应用

　　在医疗体制不断完善的今天。医院的信息化程度已经大大提高，现在的大型医院都已经用上了医院信息系统(hospital information system，HIS)。应用HIS后。方便了群众就医，也提高了医疗服务水平。但是，目前HIS中的一些问题并没有能根本解决，例如当遇到突发事件，面对必须及时施救的患者时。医生和护士必须先寻找该患者病例。查看患者病史以及药物过敏史等蕈要信息，才会针对具体情况进行施救。

　　无疑，这些过程都会耽误抢救患者的最佳时机。医院采用射频识别(RFID)系统后，这些问题将迎刃而解，每位住院的患者都将佩戴一个采用RFID技术的标识带。其中存储了患者的相天信息，包括基本个人资料以及药物过敏史等重要的信息，更多、更详细的信息可以通过RFID电子标签上的电子编码对应到数据库中查询。将标有患者重要资料的标识带系在患者手腕上进行24 h贴身标识。能够有效保证随时对患者进行快速准确的识别。同时。特殊设计的患者标识带能够防止被调换或除下，确保标识对象的唯一性及正确性。如果医院的工作人员也佩戴有RFID技术的胸卡，医院不仅可以对患者进行管理，也叮以在紧急时刻找到最需要的医生。根据上述思路，如果在战争期间或者在应急抢险救灾过程中设想令参战指战员每人携带一个录入了个人基本信息的RFID卡，则不但加强了进出营区人员的管理，而且一旦参战人员受伤，则对伤员的一线抢救和伤员的后送治疗都将带来方便。

RFID技术的发展及工作原理

RFID技术的发展历程

　　1941——1950年。雷达技术的改进和应用催生了RFID技术。RFID技术直接继承了雷达的技术。1948年，哈晕。斯托克曼发表的《利用反射功率的通讯》一文奠定了RFID技术的理论基础。1951—1970年，RFID技术的理论得到了发展，开始了一些应用尝试。197l一1980年，RFID技术技术与产品研发处于一个大发展时期，各种RFID技术测试得到快速发展，出现了一些最早的RFID应用。198l—1990年。RFID技术及产品进入商业应用阶段，各种规模的应用陆续出现。1991—2000年。RFID技术标准化问题日趋得到重视。RFID产品得到广泛采用，RFID产品逐渐成为人们生活中的一部分。从2001年至今，RFlD技术标准化问题日趋被人们所重视，RFID产品种类更加丰富。有源电子卷标、无源电子卷标及半无源电予卷标均得到发展，电子卷标成本不断降低，规模应用行业扩大。目前，对RFID技术应用最具有代表性的外军是美军。

　　在美军，RFID技术被广泛应用于特定物品寻找系统、运输途中物资可见性系统、单兵电子病历卡、生理状态监测器和服装发放装首等，极大地改革J，传统物流跟踪方式。并在欧洲同撤、索乌里维和阿富汗战争和伊拉克战争等实战活动中取得了理想的效果。据报道。美同在伊拉克战争中利用RFID技术对武器和物资进行了非常准确地凋配，保证了前线弹药和物资的准确供应。

RFID技术的工作原理

　　RFID(radio frequency identification，射频识别)是一种非接触式的自动识别技术，常称为感应式电子芯片或近接卡、感应卡、非接触卡、电f卷标(标签)、电子条形码等。一套完整的RFID系统由读写器(reader)和转发器(transponder)组成，其中转发器义f{i接收发射器、卷标和天线组成。RFID系统的工作原理是，由reader发射。特定频率的无线电波能量给transponder的耦合组件。用以驱动transponder电路工作。

　　然后根据相应的标准将内郎信息传递给reader，而reader也可以将信息写入transponder，transponder的特殊在于可免用电池。免接触、免刷卡，故外表不怕脏污。通常将制作而成的transponder卡称为标签，它由耦合组件及芯片组成。其内部结构和丁作原理如图1、图2所示。

图1、图2

　　半导体晶片的卷标具有唯一的电子编码。附着存物体上标识目标对象。因而芯片密码为世界唯一、无法复制，安全性高、长寿命。天线(antenna)在卷标和读写器问传递射频信号。

　　依据电子卷标供电方式的不同，电子卷标可以分为有源电子卷标(active tag)、无源电子卷标(passive tag)和半无源电子卷标(semi—passive tag)。有源电子卷标内装有电池，无源射频标签没有内装电池，半无源电子卷标(semi—passive tag)部分依靠电池丁作。RFID标签根据商家种类的小同能储存从512 B到4 MB不等的数据。卷标中储存的数据是由系统的应用和相应的标准决定的。例如。卷标能够提供产品生产、运输、存储情况。也可以辨别机器、动物和个体的身份。卷标还可以连接到数据库，存储产品库存编号、当前位置、状态、售价、批号的信息。相应的射频卷标在读取数据时不用参照数据库可以直接确定代码的含义。

　　电子卷标与读写器之间通过耦合组件实现射频信号的空间(无接触)耦合。在耦合通道内。根据时序关系，实现能量的传递、资料的交换。耦合通常有2种方式：(1)电感祸合，即变J玉器模型。通过卒问高频交变磁场实现耦合。依据的是电磁感应定律，当渎写器的天线向周边发射电磁波时。穿过电感的磁通量发牛变化，产生感应电动势。一方面为半导体提供T作电源。另一方面相互传输信息;(2)电磁反向散射耦合。即雷达原理模型，发射出去的电磁波，碰到H标后反射。同时携带同目标信息，依据的是电磁波的空间传播规律。电感耦合方式一。般适合于中、低频工作的近距离射频识别系统，电磁反向散射耦合方式一般适合于高频、微波工作的远距离射频识别系统。

基于RFID技术的野战医疗卡的设计与应用

RFID野战医疗卡的设计

　　RFID卡的选用首先要适合信息黾大小、应用环境，并便于携带。信息量包括：(1)基本信息，包含姓名、性别、年龄、单位、职务、党(团)员、血璎、过敏史等;(2)救治信息，包含伤情、伤势、伤型、伤类、受伤地点、受伤时间、何类武器伤、急救处置情况、输血量、输液量、破伤风等;(3)伤员诊断榆查单位意见、后送目的地、后送工具、医牛护士诊断情况等。环境要求包括：卡能在无线条件下渎写信息。能防水防汗。能适合高低温气候等。卡还需要耐磨损、使用时间长、便于携带等。

　　依据上述选用原则，本研究中RFID卡选用的是数据储存量为l MB的有源电子卷标。外壳密封，防水、防磨损材料，可读写。在使用时。既可以把内存数据读m，又可以将读写器的信息写入，非常方便伤员基本信息的凑取、修改和更新。如图3所示，图中标识RW3.39061中RW表示读(read)和写(write)，意思是此卡属既能读出信息，又可以写入信息的第j代产品，其卡号为3906l，这卡号是唯一的。每个卡均有一个与管号对应的识别号，与其他卡区别，存读出信息和写入信息时均先要读取识别号。然后进行信息交换。该卡的尺寸为85 mmx55 mmx5 mm.存其一端的中间处有一长方形穿恐，可以用比较牢同的绳带做成绳套，挂于胸前。在此说明一点。因为是小批量使用。为了减少成本，没有定做模产，而直接使用厂现有产品。如果是批量生产。可以将其定做成饰品样式，比如椭圆形或圆形吊坠形状。既可以作为医疗身份传方便携带，又可以作为饰物佩戴。

图3

RFID卡与读写器连接的软、硬件设计

读写器硬件

　　考虑到在野外作业，读写器的选用原则为：(1)配置有无线连接功能。既能与RFID卡无线连接，也能与无线局域网连接;(2)密封要好，能在铝天下雨的条件下使用;(3)显示亮度能调节，在室内能清楚看见显示的内容。在太阳直射的情况下也能看见显示内存;(4)具有手写功能，考虑到读写信息时时间紧迫，条件艰苦，在读写器与RFID和PC信息交换时使用手写功能比较实用;(5)便于携带和使用。

　　本研究中，读写器选用加拿大生产的TEKI.OGIX 7527C型掌上手写型读写器。如网4所示。是一款工业级的产品。操作系统为Windows Mobile 2003.3.8 in彩色显示屏，WLAN无线局域网。符合802.1lb的标准。内置无线天线与外部无线网络连接，工作温度为一20～50℃(额定温度可达到70℃)，工作湿度为5%一95%，密封标准为IP64(电子封装)。频率范围为902—928 MHz，是非常适合野外作业的PDA加RFlD读写器。在它的前端加装有发射和接收天线(密封包装)，为RFID卡提供能源和与RFID交换数据。额定读取范围存10 m，额定写入范围为60 cm.读写器显示界面为高亮度，符合任意环境中使用。除了手写功能外。

图4

　　下端还配置了读写器键盘输入功能，方便操作和使用。

软件设计

　　微软推荐用于嵌人式系统或移动应用开发的工具有EVC4.0和Visual Studio，并把Visual Studio作为市场推广的重心。是因为Visu. al Studio集成化高、功能性强，软件开发语言可以用C++、VB、C撑等。我们选用Visual Studio 2005.net进行软件开发。开发语言选用C#。

图5

　　在显示界面上显示的“电子伤票无线终端”是软件开发的第一个界面。当点击“操作”时。出现“录入”、“写入”、“上传”、“下载”、“退出”等5个选项。当选巾“录人”时。读写器先寻找在其周边的RFID卡，将在扫描范嗣内的卡号全部湿示出来，根据需要选择你想录入的伤员卡号。点击卡号就会将卡中的内容读出。当选中“写入”时，界面会显示同定内容的格式，在其中输入基本信息，然后再寻找在扫描范围内的卡号。将信息输入到你需要输入的卡内。如果点击“上传”，会将录入的卡内容通过无线局域网传送到PC。如果点击“下载”，首先通过无线局域嘲与PC连接。再将PC内的信息读入。如果点击“退出”，自动退出“电子伤票无线终端”。比如点击“录入”，在选定卡以后。会出现如图5所示的界面。在此界丽上医护人员根据伤员的受伤情况可以增加、更新和删除内容(但基本信息除有权限的人外不能更改)。然后点击“操作”选择是否重新写入或上传等。