河北省环境自动监测网络支持系统的研究与应用

河北省环境自动监测网络支持系统的研究与应用（共5篇）

1.河北省环境自动监测网络支持系统的研究与应用 篇一

1 Zig Bee技术的应用现状

随着我国科技日新月异, 半导体技术、无线通信技术等高科技发展速度相对较快, 尤其是Zig Bee技术更加引人注目。此技术能够实现近距离的无线通信传输, 具有成本低、耗能小等特点。但是, Zig Bee技术的传输速率相对较小、范围比较局限, 因而适合应用于数据流量较小的系统中, 如:电子设备、农业自动化、医疗等。

目前, Zig Bee技术主要应用在传感控制方面, 如温室无线传感器网络监测系统中应用Zig Bee技术, 就能最大限度发挥Zig Bee技术对农业发展的促进作用。Zig Bee技术的应用前景相对较好, 随着我国经济水平的持续提高, 在未来几年里, 此技术可以应用于更多领域, 尤其是在医疗自动化、农业自动化、工业智能控制、管理等方面有着光明的发展前景。

2 Zig Bee协议栈的结构和工作机制

温室无线传感器网络监测系统中较好的应用了Zig Bee技术, 且对促进农业自动化的发展有着积极的影响。

Zig Bee网络的组建与其它网络组建存在着异曲同工之处, 必须按照Zig Bee联盟所制定的规范而进行, 这样可以使Zig Bee技术形成完整的网络, 即便设备制造厂商等条件的不同, 都可形成网络。Zig Bee协议栈主要分为四层, 即物理层、MAC层、网路层、应用层。各个层次都发挥着重要的作用。将Zig Bee技术应用于温室无线传感器网络环境监测中, 可以使温室负责人远程监测温室的环境变化情况, 促进人为调控的科学性、有效性。

在温室无线传感器网络监测系统中, Zig Bee技术需要与Z-Stack协议栈进行配套使用, 可以轻而易举的开发应用程序, 满足自身对科技的需求。相关负责人事先设定相应层的任务, Zig Bee协议栈就能够按照设定的任务程序顺利运行。

3 Zig Bee技术在温室无线传感器网络环境监测系统中的应用

Zig Bee技术登上历史舞台, 掀起了无线通信技术的热潮, 这种新型的、耗能小的、速率低的无线网络通信技术, 适合用于近距离的无线连接, 对传输流量相对较小的业务而言, 提供了科学有效的依据。Zig Bee技术在温室无线传感器网络环境监测系统中的应用实现了对网络环境数据、图像、视频的监测, 为操作人提供了方便的远程监测和重要的调控依据。

3.1 网络环境数据的监测

温室农业的生产成本高、消耗大量的人力、物力, 阻碍温室农业的更好发展。随着我国信息技术的快速发展和逐步推广, 温室农业现有的生产模式存在较多弊端, 而对温室农业进行智能化、自动化管理是一种必然趋势。Zig Bee技术应用于温室无线传感器网络监测系统中, 可以使相关负责人更好监测温室环境的相关数据, 为人为调控提供重要科学依据。Zig Bee技术能够对温室环境实行24小时监测, 包括温室光照、温度、土壤湿度、二氧化碳浓度等, 耗能小且容易进行系统维护升级, 可以批量化管理, 有效节省了大量的人力、物力, 降低温室农业的生产成本。

由于温室环境比较特殊, 酸性和湿度大、基础设施相对较少、温度变化情况难以预测, 使得温室农业在实施监测过程中, 必须采取有效的监测系统。基于Zig Bee技术的温室无线传感器网络监测系统能够有效避免以往监测系统的弊端, 结合温室特殊环境和功能需求而实施监测, 并传输有效监测数据。

3.2 网络环境中图像、视频的监测

在温室农业发展过程中, 架设摄像头进行温室图像的采集十分必要, 然而这一举措需要花费大量资金。Zig Bee技术在温室无线传感器网络环境监测系统中的应用, 可以通过设计温室图像采集程序而实现无线传输, 并且此系统有着自动存储分析的功能。Zig Bee技术所采集的BMP图像占据存储空间相对较大, 因而在传输过程中压缩为JPEG图像, 而服务器终端在进行存储分析之前, 能够自动将图像进行还原。在此过程中难度较大的是图像传输速率相对较低, 图像压缩法有待进一步改善。

将Zig Bee技术应用于温室无线传感器网络监测系统中, 不仅能够从数据、图像视频方面实时获取温室环境情况, 方便管理, 而且此系统本身具有的特点, 为温室负责人节省大量的人力、物力、财力。

4 结论

Zig Bee技术应用于温室无线传感器网络监测系统中, 对促进设施农业的快速发展发挥着积极影响。采用此监测系统, 通过有效部署, 可以使温室负责人获取温室环境信息, 不仅可以轻松实现远程监测温室农业环境情况, 而且为相关负责人调控温室环境提供科学合理的依据, 其实用性较大。随着我国经济的快速发展和科技水平的快速提高, Zig Bee技术的应用将更为广泛, 应用于温室无线传感器网络监测系统中, 其作用将会越来越大。

摘要：随着我国经济的快速发展, 科技发展日新月异。现代温室为设施农业提供了良好的生产车间环境, 而温室环境监测系统能够促使农业生产更加高效。目前, 我国较多的农业生产基地采用一系列测量方法, 不仅导致系统安装难度大, 而且精度和效率都略逊一筹, 阻碍农业更好发展。温室无线传感器网络监测系统具有较多的优点, 应用ZigBee技术, 使得系统更为节能化、简单化, 有利于促进设施农业更好更快发展。本文主要论述了ZigBee技术的应用现状, ZigBee协议栈的结构和工作机制, 并分析了ZigBee技术在温室无线传感器网络监测系统中的应用。

关键词：温室无线传感器,网络环境,ZigBee

参考文献

[1]彭拓.基于TinyOS的无线传感器网络环境监测系统的研究与实现[D].北京邮电大学, 2010.

[2]潘大宇.ZigBee技术在农业自动化监控系统中的研究与应用[D].曲阜师范大学, 2010.

[3]时雷.基于物联网的小麦生长环境数据采集与数据挖掘技术研究[D].河南农业大学, 2013.

2.河北省环境自动监测网络支持系统的研究与应用 篇二

1 系统结构

系统对自动监测理解超出传统自动站的含义,其数据范畴包括自动监测数据、自动监测站手工比对数据、环境质量手工监测断面/点的监测数据,甚至系统本身的运行状态等其他相关支持数据。软件实现上,系统区分子站端(负责数据采集和任务执行)及中心端(负责接收数据、下发监测任务及系统功能的实现)两部分,两部分紧密结合并相辅相成。

2 关键功能

2.1 数据采集与传输

数据采集模块采用通用型污染物自动监测系统及其方法,实现对自动监测仪器设备的数据采集,该模块采集现场监测仪器的实时数据、仪器零跨精度检查数据、仪器状态参数、仪器设备工作状态以及仪器故障报警事件等信息。数据传输负责将采集到的各类数据上传至中心计算机系统,并可接收中心平台下发的控制命令,网络数据传输透明不受具体的网络类型制约。数据传输模块具有网络自动诊断功能,实时识别网络状态;数据传输模块实现数据、命令、状态信息、报警故障信息等不同数据类型的实时传输。

2.2 数据管理

数据管理包括查询及演示,两者有机结合并且可以无缝切换。数据管理模糊了(实时/历史)数据在时间轴上的差别,只要根据设定的条件(时间间隔、行政区域、自动站属性等)查询到某时间区间及某时间原点以后的监测数据并用动态曲线及表格方式演示。该功能实现多站多参及WEBGIS技术多图源查询方式,给子站管理、数据审核及质控人员一个非常直观的查询体验。

数据管理实现人工补录缺失数据、对比情况数据录入、监测数据补登的功能。数据管理还具有日报数据统计、审核流程监控的功能,可以查询到数据流所处的位置。系统实现了自动抽取合格监测数据并根据Excel及word模板自动统计生成环境质量监测常用的报表,支持直接打印存档,便于为决策管理系统提供原始数据。

2.3 数据审核

系统具备原始+质控数据库两重数据库,经过三级审核的数据写入质控数据库,完成审核流程。原始数据库是直接从子站收取的实时数据,未经过人工或者有效性审核的数据;质控数据库是经过审核后标识数据审核状态属性的数据,如异常(不满足监测规范中数据有效性性规定的数据、子站监测分析仪器故障时产生的监测值、子站断电复位后在仪器预热时产生的监测值等[5])、未检出、离线、QA/QC检查数据、仪器维修等。质控数据库与原始数据库两者相辅相成,质控审核标记可以通过原始数据库进行审核操作溯源。

2.4 站点任务

系统针对监测仪器、其他监控设备及站房的维护管理开发站点任务功能。站点任务区分常规巡检任务和硬性任务:常规巡检任务是子站管理员在固定时间间隔对子站进行巡检时必须检查的内容,如站房温湿度及空调运行情况、采样总管温控、站房漏水检查及站房周遭情况等保证监测设备正常运行的项目,或者对仪器部件的定期维护维修等。站点管理员可以通过系统自行添加其他例行任务,任务周期和内容可以根据实际情况进行编辑调整;硬性任务包括系统预防性、针对性检修任务,或者特定仪器须进行定期维护的内容,子站维护人员不可修改和忽略任务。

2.5 质量控制检查

零跨精度检查提供完整的任务报告,实现站点、名称任务名称、检查时间、实测浓度与理论浓度的比对等。仪器状态或者数据异常等情况下提供报警查询报告。零跨度参数提供零度、跨度检查使用的标准物质的详细信息,包括各个站点相应测定项目使用的标准物质的来源、编号、有效期、理论浓度、历史修改记录及标准物质更换记录的报告。站点管理评价综合子站零跨精度检查、报警查询、仪器状态、联网时间等指标,评价子站维护管理的状况,提供评价简报。

3 结语

梅州市环境质量自动监测管理系统专注于规范子站运行,通过实施系统的任务功能提高子站的维护管理水平,不管采取何种运维方式都能够保证子站能够得到有效的管理,有效的将自动监控管理提高一个层次。

参考文献

[1]秦炜锋.基于远程诊断的空气质量自动监测系统研究[Master's Thesis].上海交通大学电子,2007.

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[5]余家燕,鲍雷,翟崇治,等.重庆市环境质量自动监测(控)系统网络集成设计[J].中国环境监测,2009,25(1):3-6.

[6]Lozano Antonio,Usero José,Vanderlinden Eva,等.Optimization of the design of air quality monitoring networks and its application to NO2and O3in Jaen,Spain[J].Microchemical Journal.2010,96(2):406-411.

3.河北省环境自动监测网络支持系统的研究与应用 篇三

因此, 本文研究了基于PIC16F877A单片机的蔬菜大棚温湿度监测系统相关技术, 对主控电路进行了改进, 提出了相应的对策和解决方案。

1设计思路

通常情况下, 温室内的温度和湿度对作物的影响巨大。如若要使得这些植物在非本季节处于较佳的生长状态, 就必须严格控制温室内的温湿度。而不同类别的植物, 所需温湿度也不尽相同。严格监测和控制温室内温度和湿度环境参数, 能够有效保障植物时刻处于较佳的生长状态, 有利于提高生产质量和产量。

首先, 本文分析了温室温湿度监测系统基本原理和性能要求, 针对农业生产所使用的普通MCU与PIC系列PIC16F877A进行性能比较, 对优化主控电路做出理论依据, 并提出相应的优化方案和整改对策。然后分析了目前农业生产所使用的模拟量传感器和直插式数字传感器进行性能差异, 从非电和电两个方面着手对影响温湿度监测精度及可靠性的原因进行分析, 并在优化的主控电路。最后采用了以PIC16F877A对直插数字集成式温湿度传感器DHT11进行循环控制, 达到对蔬菜大棚温湿度实时监控的目的1。

2硬件电路设计

本文选用DHT11作为温湿度环境信号监测系统的主要传感器件。DHT11数字温湿度传感器含有已校准数字信号输出, 包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件, 并与一个高性能8位单片机相连, 具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。DHT11传感器的校准系数以程序的形式存在OTP内存中, 传感器内部在检测型号的处理过程中要调用这些校准系数。单线制串行接口, 使系统集成变得简易快捷。超小的体积、极低的功耗, 非常适合温室内的温度和湿度环境参数信号监测系统的技术特点2。

本设计利用DHT11直插式数字温湿度传感器对蔬菜大棚温湿度进行实时监测, 并把实测温湿度值实时显示在LCD1602上, 可以通过键盘设定温湿度极限值, 如果实测温湿度超过设定极限值, 则进行LED或者蜂鸣器报警操作。

基于PIC16F877A单片机的蔬菜大棚温湿度监测系统主控电路如图1所示, 监测过程大体如下:当产品上电时, PIC16F877A与DHT11传感器通讯, 当PIC做好数据接收准备时, DHT11通过单总线将数据发到至PIC, 最后再由PIC将处理过的检测数据发送至LCD1062进行显示, 从而达到蔬菜大棚温湿度的实时检测。在此基础上, 用户可以通过按键输入温湿度极限值, 对温湿度报警值进行设定, 之后以达到峰值超标自动报警的目的。

3主函数初始化和外部中断流程图设计

我们对需要的特殊寄存器进行初始化后, 使其进入while循环, 等待外部中断。

(1) 初始化

初始化函数包括了系统初始化函数sys init () ;, LCD初始化函数lcd_init () ;等。系统初始化函数主要是对外部中断的I/O口, 和使能端进行设置3。LCD初始化函数lcd_init () ;主要是多LCD的I/O口进行方向设置, LCD指令输入等操作。如图2所示, 对主函数进行初始化设计。

初始化过程 (复位过程)

1.延时15ms

2.写指令38H (不检测忙信号)

3.延时5ms

4.写指令38H (不检测忙信号)

5.延时5ms

6.写指令38H (不检测忙信号)

7. (以后每次写指令、读/写数据操作之前均需检测忙信号)

8.写指令38H:显示模式设置

9.写指令08H:显示关闭

10.写指令01H:显示清屏

11.写指令06H:显示光标移动设置

12.写指令0CH:显示开及光标设置

本设计运用了.h, 将LCD1602的初始化程序模块化, 这样便于整体程序设计的模块化操作, LCD1602原函数代码如下所示:

(2) 外部中断

在本文中外部中断主要有两大部分, 第一部分是主要是由键盘来实施操作, 其目的是在温湿度检测的同时能够实现温湿度极限值的设定。第二部分是有程序内部的数据判断来实施中断, 其主要目的在于所采集到的温湿度当前值是否超过所设定的极限值, 如果超过, 以此来做出报警动作, 反之中断不进行任何操作。

第一部分, 即键盘设定极限值的操作中断源代码如下:

第二部分, 即做出报警操作的中断源代码如下:

如图3所示, 本文对中断入口和外部信号进行了设置, 使得设计的主控电路能够更好的响应其他优先级更高的事件, 从而完成了外部中断流程的设计。

从上述设计的主控电路来看, 本文在对传统主控程序进行分析后, 才给出基于PIC16F877A的温湿度监测系统主控程序的设计, 并设计主要模块的流程图。不难看出, 通过PIC单片机设计监测系统的主控电路, 能够使得整个监测系统的主要部分实现模块化设计, 这将有利于系统将来的升级改造, 并降低了整个程序复杂度, 使程序设计、调试和维护等操作简单化。从而使得整个监测系统相对与传统的监测系统而言, 能够体现出智能化、数字化的特点。

参考文献

[1]孙安青.PIC单片机实用C语言程序设计与典型实例[M].北京.中国电力出版社.2008.21-31.

[2]倪天龙.单总线传感器DHT11在温湿度测控中的应用[J].北京:单片基于嵌入式系统应用.2010. (06) .

4.河北省环境自动监测网络支持系统的研究与应用 篇四

随着电力自动化技术的快速发展,对多个变电站实现集中调控的集约化运行模式在电力系统已日益普及。尤其在地县调控一体化的运行模式下,电网调度、监控及其他生产管理部门对自动化系统的依赖性逐步增强,调度自动化系统的异常状况直接危及电力的安全生产运行。

鉴于调度自动化系统在电网运行中的作用日益突出,为加强对自动化系统和机房环境监视能力,提升自动化值班的精细化水平,迫切需要建设一套面向业务管理的、能够对调度自动化系统运行信息进行综合管理的监测系统,以满足未来调度自动化集中运行与高效管理的要求[1]。

1 研究背景与必要性分析

调度自动化系统包括能量管理系统(分布式子系统)、监控SCADA系统、调度数据网络、二次系统安全防护、EMS高级应用软件(PAS等)、区域无功电压优化控制系统、调度员仿真培训系统、电能计量采集系统、调度管理信息系统等。自动化运维人员需掌握系统工况、主设备、数据库、应用模块、厂站业务告警信息、电源、环境等各方面信息,以及自动化检修计划和缺陷情况。随着地县一体化运行模式的深入推进,电网的安全运行对自动化专业的运行维护提出更高的要求。

随着自动化系统的不断完善,相应的设备也不断增加,具有规模庞大、设备节点繁冗、拓扑结构复杂以及子系统分布广等特点,依靠传统的人工逐个检查和定期巡检的方式,既增加了工作量,又可能造成异常信息的检查遗漏。由于手工管理模式效率较低,应用系统形成的信息孤岛也增加了管理难度,容易出现故障发生后才进行被动式处理的情况。

在可靠性上,目前调度自动化系统运行监测水平与电网一次设备的在线监测等监测水平相距甚远,建立一套高质量的调度自动化监测系统具有相当的必要性。在高效性上,目前面向资源的单点管理方式,割裂了系统内部资源间以及IT系统与业务运作之间的紧密联系。而调度自动化运行监测系统的建设有利于提高电力生产管理集约化、精细化水平,实现信息的关联分析,降低了自动化建设成本和日常运行维护的工作量[2]。

2 系统设计与数据采集

调度自动化运行监测系统(以下简称运行监测系统)是指对调度自动化系统及其相关辅助设施进行实时在线监测,并提供辅助工具以提高运维效率的系统。该系统应具备系统配置、数据采集、数据处理、故障告警、系统展示、监测任务管理、图形展示、系统维护、权限管理等功能[3,4,5],并满足对监测系统本身和监测对象的运维需要。其告警信息应包括主站设备故障告警、关键应用故障告警、重要数据故障告警、机房环境故障告警。

2.1 系统拓扑设计

为实现运行监测系统对调度自动化系统及相关辅助设备的在线运行监视,在出现异常和故障时及时通过多种途径通知值班人员,并充分考虑各类设备运行状态数据采集的可能性与调度自动化系统的拓扑结构。本文中的自动化运行监测系统由应用服务器、采集服务器、数据库服务器、交换机、电力专用正向横向隔离装置和监测客户端等设备共同构成。自动化运行监测系统总体框架如图1所示。

由图1可知,调度自动化运行监测系统采用百兆以太网组网方式部署在III区,安全I/II区独立配置监测采集服务器,并通过电力专用单向横向隔离装置与监测系统主网相联,电源、环境等信息由独立配置的环境监测采集服务器上送给监测系统服务器。

软件方面,调度自动化运行监测系统采用分层架构,纵向分层分别为数据采集层、数据存储层、业务分析层、应用平台展示层。调度自动化运行监测系统逻辑分层架构如图2所示。

2.2 数据采集监测的实现

本系统的监测对象主要包括主站关键设备、运行环境、关键应用及重要业务等,各监测对象的具体采集内容与实现方式如下。

2.2.1 主站关键设备信息的监测

1)采用Syslog协议,实现对主站系统各服务器、主机硬件运行状况的监测,如电源、硬盘等。

2)采用操作系统或数据库自带简单网络管理协议(Simple Network Management Protocol,SNMP)代理,实现操作系统及数据库运行信息的监测采集,包括CPU使用率、关键进程的运行状态、数据库表空间等。

3)采用SNMP协议,实现对网络设备的运行信息的采集,包括交换机端口信息、网络负荷信息等。

2.2.2 重要业务及关键应用的监测

1)运行监测系统采用公共信息模型(Common Information Model,CIM)接口标准,通过网络方式或串口转换实现与各自动化业务系统的接口通信。自动化业务系统的信息采集可采用系统自带SNMP协议代理、被监测系统的告警输出、数据库SQL执行脚本等方式。监测内容包括重要数据跳变或不刷新、通道中断、厂站工况退出等。

2)采用应用系统自检测及系统自带SNMP协议代理,完成关键应用进程的监测。

2.2.3 电源及运行环境的监测

1)采用专业动力环境监测系统的专用接口,实现对机房温湿度的监测。监测内容包括机房总体温湿度、机柜微环境温湿度、机房漏水告警信号等。

2)采用与专业动力环境监测系统的专用接口,实现与UPS电源进行通信,实现UPS电源与机柜配电模块信息的采集。采集信息包括UPS设备运行信息、机柜配电模块电源数据等。

3)采用消防、视频监控系统的专用接口实现机房门禁系统管理与视频控制,实现非法人员入侵报警等。

3 监测系统的功能实现

为提高运行监测系统的实用性,系统具备数据库管理与维护、数据采集与处理、故障诊断及智能告警、告警知识库定义与查询、监测任务管理、图形展示等功能,以满足对监测系统本身和监测对象的运维需要。

通过故障诊断及智能告警功能,监测系统可事先对符合告警条件的事件进行定义,包括告警功能、告警级别定义、报警方式等,以满足差异化告警需求。根据监测对象的监测内容、性质与业务特点,系统将告警划分为3个级别:一般告警、重要告警、紧急告警,并分别采用告警窗显示、语音报警、短信报警等3级报警方式。告警定义及分类见表1所列。

4 结语

调度自动化运行监测系统的成功应用,为自动化运维人员及时、准确地掌握调度技术支持系统运行状态提供了技术支撑。该系统通过科学合理的告警信息分层定义,充分实现了智能告警与综合展示,大幅提升了自动化运行管理水平,对保障电网安全、经济、优质运行有着重要的意义。

参考文献

[1]秦杰,马韬韬,郭创新.调度自动化设备状态在线报警系统的设计与应用[J].电力系统自动化,2009,33(6):95–98.QIN Jie,MA Tao-tao,GUO Chuang-xin.Design and implementation of on-line state monitoring for power grid automation system[J].Automation of Electric Power Systems,2009,33(6):95–98.

[2]杜红卫,何勇,张瑞鹏,等.地区电网调度智能辅助决策软件设计[J].电力系统自动化,2010,34(2):108–111.DU Hong-wei,HE Yong,ZHANG Rui-peng,et al.Design of regional power grid dispatching intelligent aided decision-making software[J].Automation of Electric Power Systems,201034(2):108–111.

[3]严胜.智能电网变电站集中监控告警专家处理系统的研究与应用[J].中国科技信息,2009(17):25–27.

[4]谢菁.基于电力调度自动化系统平台的电子值班系统研究[J].西南民族大学学报(自然科学版),2008,34(5):1039–1042.XIE Jing.Study on electronic attendance system based on electric power dispatching automation system platform[J].Journal of Southwest University for Nationalities(Natural Science Edition),2008,34(5):1039–1042.

5.河北省环境自动监测网络支持系统的研究与应用 篇五

随着医学科技的发展, 计算机断层扫描装置 (Computed Tomography, CT) 、磁共振成像装置 (Magnetic Resonance Imaging, MRI) 、正电子发射计算机断层显像 (positron emission tomography PET) 等先进医疗设备广泛应用于临床, 为临床诊断, 科研教学以及新医疗技术的开展提供保障支持[1,2,3], 其已成为医院现代化程度的重要标志。充分发挥医疗设备的效能, 提高设备的使用率、完好率, 保证医疗设备的性能质量和使用安全, 使医疗设备处于最佳状态是提高医院管理水平和业务运转效率的重要举措。特别是购置价格比重最大、技术集成度最高的大型医疗设备, 对其质量安全的监管显得更为重要[4]。自动化信息系统的开发及其应用目前已渗透到医院管理、业务支撑的各个层面, 基于医院信息系统 (Hospital Information System, HIS) 建立对医疗设备的使用、管理、维修、调配、报废、质量控制等的一整套管理体系的子系统, 将显著提高医疗设备的管理水平[5,6], 利用各种现代化信息技术优化大型医疗设备的监测模式, 将为大型医疗设备技术性能、质量控制和安全监管提供更高效的技术手段, 从而提高医疗设备检测评审的工作效率和信息化水平。

1 医疗设备质量监测的必要性及其流程

在医疗设备的使用过程中, 设备老化、维护保养欠佳、使用不当等都可造成设备的应用质量下降, 在医最疗设终备的可使用导过致程中误, 设诊备老漏化、诊维的护保发养欠生佳、, 使用为不临当等床都可诊造断带来成不设备利的应。用定质量期下降对, 最在终可用导致大误型诊漏医诊的疗发生设, 为备临床进诊行断带应来不用利。质定量状态期的对在监用大测型和医疗评设备审进行, 应用对质不量状符态的合监测设和评备审应, 对不用符质合设量备应评用质审量标准的评设审标备准的进设行备进参行参数数校正, 正维修, 整维改, 修保持整设备改的稳, 定性保并持使其设处于备最佳的状稳定性态并, 可使避免其因设处备于质量最造成佳的临状床诊态断, 不良可事件避的发免生。因设备设应备用质质量的量评审造是成的临设床诊断不良事件的发备监测的重要环节。对于每台设备, 生均有。性能设参数备的基应准指用标质, 量的评审是设通过自动化的信备监测的重要环息系统, 建立参数数据库, 节并定时。监测对设于备的每状态台指标设是否备偏, 离基均准指有标, 性是能参数整的基准指标个设备监测环节的先, 决条通件。过医自疗设动备状化态监的测流信程息见图1系。统, 建立参数 数据库, 并定时监测设备的状态指标是否偏离基准指标, 是整个设备监测环节的先决条件。医疗设备状态监测流程见图1。

2 2基于信基息化系于统的信设备息监测化系统系的整统体功的能设备监测系统的整体基于上述需功能2.1设备监测

基于上述需求, 开发了医疗设备质量自动化监测系统。

2.1 设备监测系统的结构设计

设备监测系统实现与医院HIS系统的接口链接, 在采用客户机/服务器 (c/s) 构架基础上, 以Borland Delphi7.0作为前台开发工具, Microsoft office Access作为后台数据库, 前台数据互和后台数据库以“Active X Data Objects”ActiveX数据对象, 即ADO技术进行连接。为保证整个系统的安全性, 系统强调网络、系统、用户账号及数据应用的完整性和数据保密性, 采用集中式存储和分布式应用构架, 各局域网用户需通过身份授权获得使用权限, 并通过身份认证进入系统调取相关资源。根据大型医疗设备应用质量监测的工作流程, 按照现场检测、设备性能评审、临床应用的效果评估三个工作环节设计了“检测数据录入”、“设备性能测试”、“临床应用评估”3个模块, 见图2。

2.2 设备监测系统模块

2.2.1检测数据录入模块

在研究初始阶段, 先对医院在的研究C初T始、阶段M, R先I对建医院立的了CT、监MR测I建数立了据监库测数, 据进库, 入进入医医疗疗设设备备监测监系测统后系, 统单击后“, 检测单数据击录“入”检功测能按数钮据, “录检测入数”据录功入能”操按作钮界面, 将“会检弹出测, 数通过据该录界面入用”户可操透作过图界像面化的将检会测操弹作出提示, 和通步骤过解该析。界界面面中用包括户设可备的透基过本信图息像:使化用的单位检、测检测操地作点、提检示测类和别步、设骤备型解号析、出。厂界编号面等中, 监包测括环境设条备件:的温基度、本气信压、息相对:湿使度、用电单源电位压、和电检源频测率地;检点测、项目检包测括设类备信别噪、比设和备均与型度号测量、、出线性厂度测编量号等检等测, 数据监, 用测户环需在境界条面中件逐项:录温入检度测、数据气, 完压成、设备相的对现场湿检度测。、检电测数源据电录入压完和成后电单源击界频面率中的;“检检测测数据项提目交”包功括能按设钮备, 当信前界噪面比记录和的均检测与数度据会测自量动存、入后线台性数据度库测中, 量实现等检检测数测据数的保据存。, 用户需在界面中逐项录入检测数据, 完成设备的现场系统还与Microsoft Office Word进行了连接, 单击界面中的“生成电子记录”检测。检测数据录入完成后单击界面中的“检测数据功能按钮, 检测数据将自动导入Word文档中, 以便随时打印生成纸质原始记录, 提交”功能按钮, 当前界面记录的检测数据会自动存入后台数据库中, 实现检测数据的保存。系统还与Microsoft Office Word进行了连接, 单击界面中的“生成电子记录”功能按钮, 检测数据将自动导入Word文档中, 以便随时打印生成纸质原始记录, 提高了原始记录数字化前后两种工作模式的适应性和兼容性。

2.2.2设备性能测评模块

调用“设备性能测评”模块, 通过“筛选”按钮“实现受检设备的查找和检测数据的检索。确定拟定的需进行性能测评的设备, 设备的数据信息将自动存入计算机内存, 通过“开始计算”按钮, 系统会对设备信噪比、层厚偏差、场强偏差、图像均匀度、空间分辨力、密度分辨力、频率线性度、相位线性度等一系列的设备运行结果进行计算, 系统会根据受检设备的参数值对实测结果进行判断, 并得出每个检测指标的单项结论, 如“合格”或“不合格”。实测结果和判断结论同样可保存至数据库中并可导入Word文档进行纸质化。测评界面见图3。

2.2.3临床照片评阅模块

“临床应用评估”模块是通过具有DICOM图像传输的操作系统, 将DICOM格式的体模扫描图像和临床诊断图像传输至系统服务器中, 对临床诊断图像质量进行等级评估。

2.3 设备监测系统的优势

医疗设备维护保养和质量控制是医院设备科的日常工作, 传统的检测模式为“人工检查+计算机计算”, 该模式受人员技术因素影响较大, 结果稳定性差, 且目前医院拥有的医疗设备品种、数量繁多, 传统的检测模式已不能高效率、高精度地完成医院医疗设备管理的任务。同时, 国家对医院的管理以及医院本身对设备的管理要求也在不断地提高。利用自动化的医院设备管理平台已逐步成为医院设备管理的趋势。实施自动化的医院设备监控系统后, 医院相关部门依据系统制定周期定期对设备进行强制的验收检测和稳定性检测, 可及时发现设备存在的故障隐患并予以调整, 最大限度地发挥设备的效能, 同时避免了人工监测质量的不确定性, 保证测试结果的客观性和准确性, 节省了人力资源和人为错误损失。

3 结论

医疗设备的质量控制是医学质量管理的重中之重, 提高医疗设备的应用质量, 减少或降低了因设备性能退化、参数失准、错误使用和故障停机等造成的误诊、漏诊、伤害或严重医疗责任事故, 保证诊断和治疗的准确性以及患者的安全性会给医院带来较高的质量效益[7,8]。设备质量管理中采用的信息化控制手段可提高监控工作效率和监控精准度, 我们应用所建立的医疗质量监测系统进行了CT、MRI的监测, 效果良好, 实现了预期的目的。

医疗质量监测系统是基于Delphi技术设计开发的, Delphi是Window平台下的应用程序开发工具, 其拥有强大的IDE集成开发环境和丰富的可视化控件库, 通过Delphi实现了前台操作界面的设计、检测操作的步骤解析和图形提示, 再运用ActiveX数据对象技术, 实现检测数据的界面录入、检索结果的显示和数据库保存等功能;通过Delphi前台与Access后台数据库的访问连接, 实现了检测评估步骤流程的智能化和工作模式的数字化。在整个系统设置中, 还应用了Object Pascal语言编程, 取代了人工数据计算和处理, 通过各种算法实现了各项检测数据的智能计算以及设备性能的智能判断;采用VBA语言和OLE对象链接嵌入技术取代人工的文档编辑, 通过Delphi对Word的访问与控制技术, 实现相关报告文档的自动生成;应用DICOM标准及网络连接设置, 实现DICOM数字图像的接口传输和计算机显示;程序设计系列均基于先进的信息技术, 实现了设备监测的自动化。

该系统的开发应用, 为临床大型医疗设备的质量控制工作带来便捷、科学有效、客观准确的方法。 基于设备标准参数, 由计算机完成检测数据的计算和设备性能的判断, 避免了人工计算引入的主观错误; 人性化的图像界面对检测操作的图像界面中设计了具体的步骤解析, 十分人性化, 降低了检测工作对检定人员自身技术水平的依赖, 提高了技术人员检测操作的规范性和熟练程度, 同时系统界面易于操作、适用性强, 与WORD文档间的控制访问操作简便, 生成相关报告文档的保留备案也兼容了传统的监控方法, 较好的实现的新旧监控手段的交替。

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