基于智能手機WIFI 的醫院室內定位系統研究

孫國福

（南京師范大學泰州學院，江蘇 泰州225300）

1 概述

二孩放開人口不斷增長，人們對醫療管理和服務的需求不斷在增加，每天到醫院看診的病人絡繹不絕。高門診量中普遍存在的門診樓、病房樓、人流量無序流動，就診環境差，分散的科室、分散的檢查，會導致患者的就診過程非常混亂，醫患溝通不暢，患者滿意度不高等問題突出。

本文提出通過WIFI 技術解決傳統就醫中的找不到門診科室、繳費窗口、檢查窗口和藥房等位置的尷尬。通過信息化手段，打通患者和醫院之間的信息壁壘，引導患者按照有序規范的就診流程，節約看病時間，避免重復無效就診。不但可以減少大量的人工導診，還節約了醫院的人力資源，減輕了醫護工作人員的工作壓力，提升改善了當前醫院服務現狀，構建了和諧的醫患關系，符合現代化醫院的建設。

2 WIFI 定位技術

Wireless Fidelity，縮寫WIFI。是目前無線局域網組網的首選技術。WIFI 通過IEEE802.11b 協議，將具有WIFI 模塊的手機、PAD 等移動終端，連接起來組網。WIFI 在早期使用時，網絡中的數據很容易被第三方篡改和截取，其安全性能是很差的，為了解決無線網絡的安全性問題，我國就自己制定了并且在國際標準組織獲得了認可的WIFI 無線局域網WAP 安全協議。

目前，WIFI 技術的室內定位方法主要分為兩種：一種是基于無線測距的室內定位算法，另外一種是基于接收信號強度指示RSSI 指紋的室內定位算法。這兩種定位算法在具體的系統部署實踐定位過程中也遇到了不少的問題，基于測距的室內定位，由于建筑物內部的環境可能會引起信號衰減，信號會有一定的波動，從而就會使得室內定位的精確度會有所下降。基于RSSI指紋定位，數據需要前期的不斷采集，構建精確的指紋數據。總體來說，位置指紋RSSI 定位的準確度要比無線測距定位算法好。WIFI 定位的原理如圖1 所示。

圖1定位原理圖

3 定位系統分設計與實現

定位模塊、系統硬件和信息的交互三個部分組成了醫院樓宇、室內定位系統。不同的用戶，不但可以在院內實現定位，而且還能相互發送信息，共享信息。系統的整體架構，如圖2 所示。

圖2 定位系統整體架構

3.1 位置指紋庫建立功能模塊

3.1.1 定位區域以及AP 部署

醫院大樓內的范圍主要的區域劃分和AP 全覆蓋地部署且定位的區域需要實現無盲區。我們盡量用最少的AP 來完成所需覆蓋范圍的全覆蓋。這樣節省了數據采集的大量工作量。熱點的標簽面一般有兩種，WIFI 標簽和AP 標簽。WIFI 標簽有路由器的功能，覆蓋范圍約100 米，而AP 標簽，覆蓋范圍相對較小，且容易受干擾信號不穩定。本設計對區域劃分和AP 的部署采用了一種較為高校的使用方法，在添加標簽的過程中，先要考慮AP 后WIFI，WIFI 需要部署電源，不易全部部署，AP 覆蓋小，也不能大量使用。使用一個WIFI，在幾個AP 的盲區的地方，這樣是實現的了區域的全部覆蓋，如圖3。

3.1.2 數據庫采集模塊

數據的測量對各個參考點主要是參考點處的RSSI 和物理位置，物理位置的測量是為了收集坐標的，因為環境的原因，測出的結果相對穩定，所以不需要多次測量，一般情況下，測量3次，取均值。RSSI 因為環境的原因，每次測的數據會有比較大的變化，一般都會測50 次。采集流程如圖4。

3.1.3 無線通信模塊設計

圖3 無盲區部署

圖4 采集流程

此模塊的主要功能通Socket 連接，將采集到的Client 數據傳輸給SERVER。Client 通過端口和Server 通信，進行數據交換。傳遞的信息主要包括：終端到服務器端的WIFI 信息，服務器端到終端的定位信息。具體封裝代碼如下:

3.1.4 實時定位模塊設計

定時系統模塊是讀取指紋Data 和Wifi 所采集到的Data 在根據位置數據庫中的數據進行比對，確定當前移動終端做在的位置，實現精準定位，主要包括：位置ID（標記）、坐標等。指紋表結構（處理后），如表1 所示。

表1 指紋表結構（處理后）

在線定位過程的核心代碼如下:

3.2 數據庫設計

本系統選用Myqsl 數據庫。包括醫院室內定位地圖數據、位置指紋數據，以及其他相關系統的數據進行安全存儲，Mysql 數據庫可以使用圖形工作界面的Navicat 進行開發和管理，方便在數據庫開發過程中進行相關的管理和查看。

位置指紋數據庫只要有：指紋信息、參考點等信息，如表2所示。地圖數據庫主要有參考點位置、參考點等信息，如表3 所示。

表2 位置指紋表結構

表3 地圖數據表結構

4 結論

根據目前醫院的實際情況，對醫院室內定位技術進行了深入研究，并設計了本系統，為患者提供了精準的室內導航，使人流不在無序。系統的應用，將會大大提高醫院服務和管理水平，改善醫患關系，是現代化醫院的重要組成部分。