数字化医院是我国现代医疗开展的新趋势，数字化医院体系是医院事务软件、数字化医疗设备、网络渠道所组成的三位一体的归纳信息体系，数字化医院工程有助于医院完结资源整合、流程优化，下降运转本钱，进步服务质量、作业功率和办理水平。依据医 院的要求，本着高水准、高质量，进步产品的性能价格比，在规划上充分体现建设者的目的，一起考虑到往后运用者的运用、保护、保养的便利性，规划了该体系的总体方案。本方案分为两部分：病房呼叫体系和病房监护体系。医院监护体系便是住院办理体系中的一个底层散布式监控局域网。这些所谓的总线式监护体系，因为选用的都是传统串行通讯协议，只能完结点对点之间的通讯，构成体系的节点受主设备负荷约束，扩展性很差，而现场总线作为近些年来首要在工控范畴开展起来的一种新式技能。
现场总线作为近些年来首要在工控范畴开展起来的一种新式技能，现在尚未被广泛运用于医院病房监护范畴。CAN（Controller Area Network）总线是被公以为最有出路的现场总线之一，其在病房监护全敞开散布式体系中的运用，将具有很重要的实际改造含义。该文首要经过CAN总线完结中心监护站对病床现场监控器之间点对点的通讯，从硬件的规划、软件的完结来完结体系功用。该体系通讯规划简略易行，易于在医院内进行广泛的推行。
1. 医院病房散布式监护体系的开展及其现状
各种微核算机的监护仪及监护体系，起先的这种监护体系一般选用专用器材，构成一个独立体系，不供给与外部体系的接口，不能进行长途监护。跟着数字通讯技能的敏捷开展和运用，习惯长途信息传输的串行通讯技能逐步老练并得到广泛运用，医院病房监护体系开端引进了串行通讯技能，运用散布在各个病房的现场监护仪器设备完结对患者生理参数作实时数据收集，经过串行通讯接口进行对数据信息的远间隔传输，凭借长途核算机经医务人员对数据参数进行剖析处理构成患者医嘱信息，传输给护理值班员对患者履行临床监护，一起护理值班员也能够在值班室得到患者实时监护恳求信息以及简略的监护反应信息。
最早选用的串行通讯协议是RS-232接口规范，体系结构如图1所示，该体系选用一般的双绞线做传输介质，完结中心监护站对患者床边监护仪之间点对点的通讯，但整个体系跟着监护患者数量增多，联网线路太多，而且因为RS-232接口规范呈现较早，通讯上存在一些缺乏之处，首要有以下四点：
（1） 接口的信号电平值较高，易损坏接口电路的芯片，又因为与TTL 电平不兼容故需运用电平转化电路方能与TTL电路衔接。
（2） 传输速率较低，在异步传输时，波特率为20Kbps.
（3） 接口运用一根信号线和一根信号回来线而构成共地的传输方法，这种共地传输简略产生共模搅扰，所以抗噪声搅扰性弱。
（4） 传输间隔有限，最大传输间隔规范值为50英尺，实际上也只能用在50米左右。
针对RS-232的缺乏，于是就不断呈现了一些新的接口规范，RS-485便是其间之一，而且在病房监护范畴很快得到运用，体系结构如图2所示。
智能外表是跟着80年代初单片机技能的老练而开展起来的，现在国际外表商场根本被智能外表所独占。究其原因便是企业信息化的需求，企业在外表选型时其间的一个必要条件便是要具有联网通讯接口。开始是数据模拟信号输出简略进程量，后来外表接口是RS232接口，这种接口能够完结点对点的通讯方法，但这种方法不能完结联网功用。随后呈现的RS485处理了这个问题。它具有如下长处：
（1） RS-485接口信号电平比RS-232下降了，不易损坏接口电路的芯片，且该电平与TTL电平兼容，可便利与TTL电路衔接。
（2） RS-485的数据最高传输速率为10Mbps.
（3） RS-485接口是选用平衡驱动器和差分接纳器的组合，抗共模干才干增强，即抗噪声搅扰性好。
（4） RS-485接口的最大传输间隔规范值为4000英尺，实际上可达3000米，别的RS-232接口在总线上只答应衔接1个收发器，即单站才干。而RS-485接口在总线上是答应衔接多达32个收发器。即具有多站才干，这样用户能够运用单一的RS-485接口便利地树立起设备网络。
尽管长处许多，可是和现场总线构成的全敞开散布式体系相比较，本身依然存在一些无法战胜的缺点：
（1）硬件上检错、纠错、和过错定位才干较弱，体系本身的监控和保护功用差；
（2）无总线脱离功用，一旦某个节点上的RS-485收发器短路或产生严重过错，整个总线将不能正常作业；
（3）硬件上没有缓存功用；
（4）数据通讯方法为指令呼应式，致使体系灵活性差；
（5）RS-485总线在空闲时需求在总线上保持一个固定的电流，这对器材的寿数和功耗都产生影响
（6）RS-485总线网的设备间要想互通讯息只要经过主（Master）设备中转才干完结，而这种总线网络中只答应存在一个主设备，其他全部是从（Slave）设备，因而各个节点之间不具有互可操作性，而且无法构成多主冗余体系，体系牢靠性差；
（7）RS-485总线不具有敞开式互联网的特色，还不能构成全敞开散布式的互联通讯网络体系。
2. 现场总线技能特色以及运用在医院病房全敞开散布式监护体系中的长处
因为传统总线体系存在的缺乏，咱们剖析了自控范畴内多年来开展并运用老练的现场总线技能的特色，将其引进医院病房监护，构成医院病房全敞开散布式监护体系能够很好的战胜传统总线体系的缺乏。
现场总线是指以工厂内的丈量和操控机器间的数字通讯为主的网络，也称现场网络。也便是将传感器、各种操作终端和操控器间的通讯及操控器之间的通讯进行特化的网络。本来这些机器间的主体配线是ON/OFF、接点信号和模拟信号，经过通讯的数字化，使时刻切割、多重化、多点化成为可能，然后完结高性能化、高牢靠化、保养简洁化、节约配线（配线的同享）。现场总线体系在技能上具有以下特色：
（1）体系的敞开性 敞开体系是指通讯协议揭露，各不同厂家设备之间可进行互连并完结信息交流。现场总线开发者便是要致力于树立一致的工厂底层网络的敞开体系。这儿的敞开是指对相关规范的一致性、揭露性，着重对规范的一致与遵照。一个敞开体系，它能够与任何恪守相同规范的其它设备或体系相连。一个具有总线功用的现场总线网络，体系有必要是敞开的；敞开体系把体系集成的权力交给了用户。
（2）互可操作性与互用性 这儿的互可操作性，是指完结互连设备间、体系间的信息传送与交流，可实施点对点，一点对多点的数字通讯。
（3）现场设备的智能化与功用自治性 它将传感丈量、补偿核算、工程量处理与操控等功用涣散到现场设备中完结，仅靠现场设备即可完结主动操控的根本功用，并可随时确诊设备的运转状况。
（4）体系结构的高度涣散性 因为现场设备本身可完结主动操控的根本功用，导致现场总线已构成一种新的全散布式操控体系的体系结构。
（5）对现场环境的习惯性 作业在现场设备前端，作为工厂网络底层的现场总线，是专为现场环境作业而规划的，它可支撑双绞线、同轴电缆、光缆、射频、红外线、电力线等，具有较强的抗搅扰才干，能选用两线制完结送电与通讯，并可满意实质安全防爆要求等。
一个完好高效的医院经营办理信息网络体系，关于医院经营办理现代化信息化智能化，进步医院的就疹监护办理功率，都起着十分重要的效果。医院病房的监护体系归于医院办理信息网络一个子体系，因而，医院对各个病房的监控护理最适合于运用现场总线构成底层局域网，而且还能够运用病房现场医疗、确诊、监控等设备的智能化对病员的护理监测完结主动化。而且因为现场总线的以上特色，特别是现场总线体系结构的简化，使其在医院病房监护体系的规划、装置、正常运转及其保护，都体现出优越性。
（1） 节约硬件数量与出资；
（2） 节约装置费用；
（3） 节约保护开支；
（4） 用户具有高度的体系集成主动权；
（5） 进步了体系的准确性与牢靠性；
（6） 规划简略，易于重构；
3. 依据CAN总线的医院病房全敞开散布式监护体系模型及其软硬件组成
CAN是操控器局域网络（Controller Area Network, CAN）的简称，是由研制和出产轿车电子产品着称的德国BOSCH公司开发了的，并终究成为国际规范（ISO118?8）。是国际上运用最广泛的现场总线之一。 在北美和西欧，CAN总线协议已经成为轿车核算机操控体系和嵌入式工业操控局域网的规范总线，而且具有以CAN为底层协议专为大型卡车和重工机械车辆规划的J1939协议。近年来，其所具有的高牢靠性和杰出的过错检测才干受到重视，被广泛运用于轿车核算机操控体系和环境温度恶劣、电磁辐射强和振荡大的工业环境它有如下根本特色：
（1）CAN协议遵从ISO/OSI模型选用了其间的物理层、数据链路层和运用层的三层结构。
（2）CAN的通讯速率为：5Kbps/10km,1Mbps/40m,节点数可达110个，传输介质能够是双绞线，光纤等。
（3）CAN的信号传输选用短帧结构，每一帧有用字节数为8个，这样传输时刻短，受搅扰的概率低。而且，当CAN节点产生严重过错时，CAN具有主动封闭节点的功用，主动堵截与总线的联络，使总线上的其它节点及其通讯不受影响。所以，具有较强的抗搅扰才干。
（4）CAN节点选用点对点，一点对多点以及播送几种发送和承受数据，可完结全散布式多机体系，而且无主从之分。
（5）CAN选用非损坏的总线裁定技能。
（6）CAN能支撑防爆区。
一般依据CAN总线的智能测控体系如图3所示：
依据病房监护特色：一般需求至少一个中心监控站由监护主管医师担任全局性的监控、其次每道楼层设置护理值班室对所担任的床位作实时监控和护理以及各个病房病号病床现场在线监测等构成，因而，能够将整个监护体系分成为：办理级–监护级–现场级等三个层次。依据CAN总线的体系结构如图4所示：
下面就体系构成硬件及其软件组成别离做一简略介绍：
1.中心监控PC机
硬件根本构成：PC机+CAN总线通讯接口适配卡
CAN总线通讯
接口适配卡在PC机内的数据和操控参数敏捷传送给指定的CAN网络节点，一起，将各CAN网络节点的收集的数据传送给PC机做进一步剖析处理。CAN总线通讯接口适配卡结构框图如图5所示。
首要功用：接纳、处理并保存来自各个值班室以及床位的监护信息。详细功用特色如下：
a） 大屏幕可一起显现现场多点收集到的不同监测参数的数据图线图表；
b） 大容量磁盘记载监护信息；
c） 具有监护声光报警功用；
d） 全中文软件界面；
e） 核算机辅佐剖析确诊功用；
f） 具有和医院其他子体系联网通讯功用；
2. 护理智能监护节点
护理智能监护节点的硬件结构框图如图6所示。由图可见，它由两部分组成：带在片CAN的微操控器PAC87C591（一种功用很强的8位微操控器，在芯片内部集成可CAN操控器，可为网络节点与PC机连网供给硬件支撑，而且内部还带有A/D转化电路等其它功用）、人机交互接口构成。
节点首要功用：
a） 承受并履行中心监控PC机传来的病员医嘱信息；
b） 实时接纳所监护病员长途监护恳求信号
c） 记载并将所监护病员的监护日志上传中心监控PC机；
3. 病床现场测控节点
病床现场测控节点的结构框图如图7所示。它首要包含MCU89C52、CAN操控器SJA1000芯片和现场传感器接口三部分。
节点首要功用：
a） 收集并上传病员实时监测参数（包含患者体温、血压、心律、呼吸等等）；
b） 发送病员监护恳求信号；
c） 呼应上位监护站发来的操控信号，主动履行单元进行相应操作；
二 软件规划
软件规划选用结构化程序规划方案，具有杰出的模块性，可修改性及可移植性。整个体系软件规划分三大部分，即：
1.中心监控PC机接口适配卡软件规划
选用依据Windows 98渠道的VC++6.0面向对象的可视化高档言语编写，具有体系
参数（如波特率、输出操控、报文标识与屏蔽等）设置、监督状况设置、数据发送和接纳、本机状况查询、节点状况查询、实时报警及中止接纳数据办理等功用模块。软件功用模块如图8所示。上位机首要对CAN总线适配卡及本身进行初始化，然后发送指令告诉特定节点向CAN总线上发送数据，经过CAN总线适配卡转化后，再由中心监控PC依据实际情况进行相应处理。选用守时轮循方法向各节点发指令，而选用中止方法承受数据。
其次是对PCL-841 CAN卡的驱动，出产商为PCL-841卡供给了一个齐备的DLL驱动函数库，运用VC++6.0开发时，先要将该DLL库连入开发环境，然后就能够调用库中的函数。库函数调用需求遵从必定的流程，详细见图9所示：
2.智能监护节点软件规划
智能监护节点软件由初始化、发送数据和中止处理三部分组成，首要完结两项使命：一是接纳现场监测节点监护恳求信号与操控算法；二是当中心监控PC机恳求数据时，将节点状况、数据信息传送给上位机。节点主程序流程图如图10所示：
3.现场测控节点软件规划
现场测控节点软件的首要功用是完结现场患者生理参数传感收集与数据交融以及现场医疗设备主动操控，一起完结与中心监控PC机和其它智能监护节点之间的数字通讯。
4.定论
现场总线以其抢先的长处、老练的技能和杰出的性价比，越来越被更多的范畴所承受。作者以为，现场总线运用于医院病房监护体系，构成全敞开散布式的体系局域网络，必将为面向21世纪“数字化医院”的新设想奠定根底。
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