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使物联网网关开发人员能够快速将新应用程序推向市场,从而缩短上市时间、开发成本和设计风险。
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通过将标准计算组件集成到单个单元中来简化产品开发。
专为长期使用而设计,为嵌入式和 IPC 系统提供可靠性,适用于各种应用。
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菲特科技智慧医疗整体解决方案案例_医用蓝牙网关

发表时间:2023-05-25 11:39

  1   背景

  菲特科技( FIRTECH )是一家坐落于合肥市高新区,拥有 20 多年医疗行业背景,在医院信息化 方面有着丰富的研发经验。公司目前的业务主要包括三大板块 :高端医疗设备配件(核磁共振 谱仪) 的研发生产,半导体招商投资,以及智慧医疗整体解决方案。

  ECG 是一种非侵入式的记录心脏电活动的设备, 通过将电极放置在胸部和四肢皮肤上,以测量 来自心脏的电活动。输出的信号可用于确定或检测异常的心律(即心律失常),这些心律失常可 能导致心脏骤停、中风或失去知觉。这些监测器被称为长期心电图( LT-ECG )监测器,可全天 候佩戴,长达 14 天而无需更换监测电极,使病人可以洗澡、舒适地睡觉和从事简单的户外运 动。

  2   痛点

  菲特科技出品的可随身携带的、   轻便的心电监测设备( ECG ),其检测原理与医院使用的心电图 机检测原理一样 ,同时具有携带方便、操作简单、及时检测以及自适应调整 ECG 显示幅度等优 点 ,为心脏疾病的早期检测和亚健康人群进行预防提供了有效的检测手段 ,为医生提供病人相 关的有效信息。   但是在实际使用中存在一些痛点和挑战 :

  用户友好性 :对于特定人群(如老年人),操作和使用复杂的心电监测设备或者通过手机 APP 的 方式操作 ,可能具有挑战性。因此 ,易用性和用户友好性成为一个痛点。

  实时监测与数据传输 :对心脏病患者来说 ,实时监测心电数据至关重要 ,菲特现有的产品是通 过两个方案来实现的。 方法 1 通过 ECG 设备采集数据 ,然后通过蓝牙传送到手机 ,再通过手机 应用传送到平台。方法 2 通过国内某厂的网关方案。数据在传送到平台的过程中 ,数据传输的延迟和不稳定都可能影响实时监测的效果。

  支持多设备接入 :蓝牙网关需要支持多个设备接入。目前菲特使用的国内某大厂的方案仅支持 一个终端设备的接入( ECG ),后期需要接入血氧仪, 血氧仪。   现有的方案是无法满足菲特的新 要求。

  灵活性与连续性:   设备需要在不同的网络环境下正常工作 ,适应不同场景和地理位置的需求 (院内 Wi-Fi 信号优良的区域使用 Wi-Fi, 户外或者 Wi-Fi 信号差的地方使用 4G ),同时支持 自动在 Wi-Fi 和 LTE 之间切换功能可以确保数据的实时上传和处理 ,从而满足医疗监测的需求 , 最终为患者提供更加全面的心电监测服务。

  低功耗( ECG 芯片):ECG(心电图)监测通常需要持续数小时或数天,客户目前采用的是乐鑫 的方案, 但是实际测试功耗都不理想 ,因此想采用的芯片需要具备低功耗的特点。以延长电池 寿命或减少设备的能耗。

  网关研发能力 :菲特的优势在于 SAAS 层应用的开发,嵌入式开发以及 SOC 层的开发是短板, 需要寻找这方面有丰富开发经验的公司。   除此之外还需要具备 ID 设计 ,   PCB 设计 ,测试 ,无 线电认证等能力。

  东胜物联解决方案

  针对上面提到的痛点和挑战 ,东胜提出以下方案:

  3.1   ECG 蓝牙芯片解决方案

  东胜ECG 蓝牙芯片解决方案采用了由美国 Atmosic 公司生产的 ATM33E 系列低功耗蓝牙芯片 ,这款芯片 具有极低的功耗和高度优化的电源管理功能。

  3.1.1 Module Block Diagram

  3.1.2 方案优势

  功耗低 :ATM33E 芯片的功耗非常低 ,最高可达到每毫瓦 100 微安的功耗。通过唤醒接收器(Wake-up receiver) 来唤醒设备, 它只需要极低的功耗来维持这种持续的监听 ,这使得这个方案适用于需要长时 间运行的低功耗应用, 如智能手表、健康监测设备和可穿戴设备等。


Mode

Atmosic

Competitor X

Competitor T

Competitor R

Standby(Idle)

5.2 μA

31.8 μA

48 μA

26 μA



6 times more battery time

10 times more battery time

5 times more battery time


  安全性 :ATM33E 芯片还具有额外的安全功能 ,如支持 AES-128 加密和 SHA-256 哈希算法 ,以保护 设备和数据安全。

  3.2   便携式医用蓝牙网关解决方案

  东胜便携式网关采用芯科 BG24 作为 MCU ,北向协议支持 Wi-Fi/LTE, 在网络环境较好的情况下 ,通过 Wi-Fi 将底层感知设备采集到的数据发到监测中心。在户外或者网络环境较差的场景下 ,通过 4G LTE 将底 层感知设备采集到的数据发送到监测中心。   从而医护团队可以实时监测或者的健康指数。除此之外医护人员 在电脑或手持设备上也可对体征数据进行查阅。

  3.2.1 Hardware Block Diagram

  3.2.2 System Framework

  3.2.3 方案优势

  支持多设备接入 :   支持最多接入 32 个蓝牙子设备 ,直接标准蓝牙协议的设备和非标准蓝牙协议的 子设备接入(堆接服务)

  网络覆盖范围广 :   通过支持 LTE 和 Wi-Fi,系统具有更广泛的网络覆盖范围 ,同时支持自动在 Wi-Fi 和 LTE 之间切换的功能, 减少了用户的操作负担。湿的患者和医护人员可以更专注于治疗和康复的 过程。

  LTE 网络兼容性 :   LTE 模组采用 Air780E,三网通用(中国移动,中国电信,中国联通) ,因此可以在 不同的运营商之间切换而无需更换模块, 从而节省了因运营商不同而产生的费用

  安全性   :网关与平台直接通过 MQTT 协议通信, 同时支持客户端证书和服务器证书认证 ,以提供 通讯的安全性 ,避免数据泄漏。


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