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研究生:何正德
研究生(外文):He,Cheng-Te
論文名稱:基於雙重資料確認之醫護輔具軟體設計
論文名稱(外文):The Software Design of Medical Auxiliary Equipment with Two-Way Data Confirm
指導教授:徐椿樑徐椿樑引用關係
指導教授(外文):Hsu,Chun-Liang
口試委員:陳鴻誠郭政謙徐椿樑林謝興
口試委員(外文):Chen,Hung-ChengKuo,Cheng-ChienHsu,Chun-LiangLin,Shieh-Shing
口試日期:2016-07-01
學位類別:碩士
校院名稱:聖約翰科技大學
系所名稱:電機工程系碩士班
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2016
畢業學年度:104
語文別:中文
論文頁數:101
中文關鍵詞:自動化異質通訊網路ZigBeeEthernetWIFI
外文關鍵詞:AutomationHeterogeneous networkZigBeeEthernetWi-Fi
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本論文研究針對醫院病房與護理中心管理自動化的概念來設計一款『基於雙重資料確認之醫護輔具軟體監控介面』,本系統主要利用『重力感測技術來自動偵測點滴』餘量、『點滴滴管異常判斷』以及『多重資料的確認』系統數據經由異質網路架構傳送至護理中心的伺服端,再由警示系統通知醫護人員做點滴的更換,並透過多重資料的確認,可讓護理人員可以100%確認點滴施打正確性。
本研究採用ZigBee技術、Ethernet技術及WIFI通訊技術來建構醫院病房與護理中心的自動化管理系統,當醫護人員要會病患施打或更換點滴時,會透過自行設計的APP軟體掃描各QR Code其包含:病人資訊、點滴資訊、點滴控制盒、病房病床,最後再透過WIFI技術將資訊傳送至醫護伺服端做資料比對,比對的正確與否皆會回傳至APP上顯示作為點滴是否可以施打的依據。

In this study, we design the “The Software Design of Medical Auxiliary Equipment with Two-Way Data Confirm” is based on the concept of the hospital automation management. In this system, used the gravity detecting technology to detect the state of the drip, infusion detecting technology to detect the state of the infusion and double data comparing technology to confirm the ingredient of the drip is the same of the doctor’s prescription. And then send the data to the server of the medical center through the heterogeneous network. Finally, the medical center send the massage and use alarm system to inform nurse the result of comparing is correct or not to prevent the problem that drip is empty cause the air enter the patient’s body and get uncomfortable.
In this study, using the wireless sensor network (such as ZigBee and Wi-Fi) to design the hospital automation management system. Using ZigBee technology to send the parameter of the ward’s drip to middle way, and then, if the middle way confirm the data is correct, it will send the data to sever through Ethernet. Let nurse can grasp the state of every wards and beds. If the drip near empty or the infusion is not injecting, the drip detector will send the message to the server from medical center to alarm the health care providers for this situation. When medical center receive this alarm, the medical center will dispatch the health care providers to salve this situation.

目錄
論 文 摘 要 I
ABSTRACT II
致謝 III
目錄 IV
圖目錄 VIII
表目錄 XIV
第一章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究動機 2
1.3 研究目的 3
1.4 研究限制 3
1.5 名詞釋義 4
第二章 文獻回顧與探討 6
2.1 國內外相關文獻回顧 6
2.2 物聯網概述 8
2.3 TCP/IP概述 11
2.4 ZigBee技術 17
2.5 ZigBee標準制定、規格及特性 18
2.6 IEEE 802.15.4通訊協定 20
2.6.1 PHY實體層 21
2.6.2 MAC媒體存取控制層 22
2.7 ZigBee資料傳輸模式 27
2.8 ZigBee網路拓樸架構 30
2.9 ZigBee網路連線程序 31
2.9.1 建立PAN Coordinator 31
2.9.2 選擇PAN ID和Coordinator Short Address 31
2.9.3 選擇RF(Radio Frequenc) 31
2.9.4 啟動網路 32
2.9.5 設備加入網路 32
2.9.6 網路設備間資料傳輸 32
2.10 條碼發展與應用 33
2.10.1 條碼的種類 34
2.10.2 QR Code 簡介 35
2.10.3 QR Code 市面上的應用 36
2.10.4 QR Code 應用實例 36
第三章 研究方法與步驟 39
3.1 系統功能 40
3.2 系統架構規劃 41
3.3 XBee無線模組簡介 42
3.4 嵌入式平台PXA300簡介 43
3.5 資料庫設計與實踐 44
3.5.1 資料庫建置 44
3.5.2 資料庫資料儲存與讀取 50
3.6 系統資料通訊協定規劃 51
3.7 硬體設計 52
3.7.1 點滴偵測盒設計規劃 52
3.7.2 點滴偵測盒設計 53
3.8 軟體設計 57
3.8.1 Microsoft Visual Studio 2010介紹 57
3.8.2 中繼站軟體規劃 58
3.8.3 中繼站軟體介面 59
3.8.4 伺服端軟體規劃 61
3.8.5 伺服端介面設計 62
3.8.6 手機APP軟體規劃 68
3.8.7 手機APP介面設計 69
第四章 實驗結果與驗證 72
4.1 ZigBee無線模組性能驗證 72
4.2 系統佈建 73
4.2.1 中繼站佈建 73
4.2.2 伺服端介面佈建 74
4.2.3 點滴架佈建 74
4.2.4 手機APP佈建 75
4.3 系統功能驗證 75
4.3.1 新增病患資料存入資料庫功能驗證 75
4.3.2 醫生看診功能驗證 76
4.3.3 中繼站顯示功能驗證 78
4.3.4 手機APP掃描功能驗證 80
4.3.5 資料比對功能驗證 80
4.3.6 點滴監控功能驗證 80
4.3.7 點滴滴管監控功能驗證 82
第五章 結論與未來展望 83
參考文獻 84


圖目錄
圖2-1 物聯網發展三維度圖 9
圖2-2 物聯網架構圖 11
圖2-3 TCP/IP 架構模式 12
圖2-4 TCP/IP通訊協定架構圖 13
圖2-5 傳遞資料概念圖 14
圖2-6 OSI模型架構圖 16
圖2-7 封包傳遞架構圖 17
圖2-8 ZigBee/IEEE 802.15.4通訊協定堆疊圖 19
圖2-9 ZigBee無線頻段與傳輸速率規格 21
圖2-10 通訊頻道使用的頻譜圖 21
圖2-11 PHY框架結構圖 22
圖2-12 超級訊框架構圖 23
圖2-13 IEEE 802.15.4 CSMA/CA機制流程圖 25
圖2-14 MAC command frame框架圖 26
圖2-15 Data frame框架圖 26
圖2-16 Beacon frame框架圖 27
圖2-17 Acknowledge frame框架圖 27
圖2-18 裝置傳送給網路協調者(Device to Coordinator)流程圖 28
圖2-19 裝置傳送給網路協調者(Device to Coordinator)流程圖 28
圖2-20 網路協調者傳送給裝置之流程 29
圖2-21 網路協調者傳送給裝置之流程 29
圖2-22 ZigBee網路拓樸簡圖 30
圖2-23 ZigBee 網路建立流程圖 33
圖2-24 同心圓環形碼圖 33
圖2-25 一般常見條碼圖 34
圖2-26 QR Code 外觀 35
圖2-27 丹提行動點餐服務系統 37
圖2-28 台糖量販綠色購物QRcode圖 37
圖2-29 觀光行動導覽地圖圖 38
圖3-1 研究方法與步驟架構圖 39
圖3-3 系統架構圖 41
圖3-4 XBee-PRO(SZB)模組圖 42
圖3-5 XBee PRO天線區別圖 43
圖3-6 PXA300硬體介面[13] 44
圖3-7 新增專案圖 45
圖3-8 選擇服務架構資料庫圖 45
圖3-9 選擇資料庫模型圖 46
圖3-10 資料庫模型設定完成圖 46
圖3-11 自動加入方案總管圖 47
圖3-12 新增資料表圖 47
圖3-13 資料表欄位設計圖 47
圖3-14 新增欄位資料圖 48
圖3-15 儲存資料表圖 48
圖3-16 資料表完成圖 49
圖3-17 醫生開立處方籤歷史紀錄表 49
圖3-18 新增資料庫內容程式片段 50
圖3-19 執行SQL語法內容程式片段 50
圖3-20 資料比對讀取內容程式片段 51
圖3-21 伺服端與中繼站傳送命令通訊協定 51
圖3-22 點滴偵測器與中繼站傳送命令通訊協定 52
圖3-23 智慧型手機與伺服端傳送命令通訊協定 52
圖3-24 點滴偵測器流程圖 53
圖3-25 點滴偵測器模組架構圖 53
圖3-26 點滴偵測系統概念圖 54
圖3-27 點滴偵測控制概念圖 54
圖3-28 點滴控制盒完整電路圖 55
圖3-29 點滴偵測盒實體圖 56
圖3-30 重量感測Sensor實體圖 56
圖3-31 重量感測Sensor電路圖 56
圖3-32 電源電路實體圖 57
圖3-33 點滴偵測盒上之LED顯示點滴狀態圖 57
圖3-34 Visual Studio開發環境 58
圖3-35 中繼站軟體流程圖 59
圖3-36 中繼站介面圖 60
圖3-37 病患資訊顯示圖 60
圖3-38 點滴餘量顯示圖 61
圖3-39 點滴滴管狀態顯示圖 61
圖3-40 伺服端軟體流程圖 62
圖3-41 伺服端監控軟體介面圖 63
圖3-42 新增病患資訊圖 64
圖3-43 輸入病歷號碼表單圖 64
圖3-44 醫生看診表單圖 65
圖3-45 產生病患QR Code圖 65
圖3-46 選擇點滴資訊圖 66
圖3-47 雙重資料比對圖 67
圖3-48 點滴即時監控圖 67
圖3-49 點滴滴管監控圖 68
圖3-50 手機APP設計架構 68
圖3-51 點滴APP流程 69
圖3-52 護理人員掃描資料之APP介面圖 70
圖3-53 APP掃描介面圖 70
圖3-54 比對結果正確視窗圖 71
圖3-55 比對結果有誤視窗圖 71
圖3-56 顯示有誤資料圖 71
圖4-1 ZigBee點對點實體距離測試設備實際圖 72
圖4-2 ZigBee拓樸技術實體測試圖 73
圖4-3 中繼站實際佈建圖 73
圖4-4 系統連線成功畫面圖 74
圖4-5 點滴架實際佈建圖 74
圖4-6 手機APP佈建圖 75
圖4-7 新增病患選鈕 75
圖4-8 新增病患表單圖 76
圖4-9 系統資料庫存入圖 76
圖4-10 醫生看診選鈕 77
圖4-11 輸入病歷號表單圖 77
圖4-12 醫生看診表單圖 77
圖4-13 選擇點滴之按鈕圖 77
圖4-14 點滴藥品清單圖 78
圖4-15 醫生開立病患處方簽圖 78
圖4-16 顯示病患資訊圖 79
圖4-17 顯示點滴剩餘量圖 79
圖4-18 顯示滴管狀態圖 79
圖4-19 開啟APP掃描功能QR CODE掃描圖 80
圖4-20 資料比對驗證視窗圖 80
圖4-23 點滴(滿)監控圖 81
圖4-24 點滴(空)監控圖 81
圖4-25 滴管微調點滴流速滾輪圖 82
圖4-26 點滴偵測盒偵測點管指示燈圖 82
圖4-27 點滴滴管即時通報圖 82


表目錄
表3-1點滴偵測器使用物件表 51
表3-2中繼站使用物件表 57
表3-3伺服端使用物件表 60


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