【基于ZigBee+QT技术的医院智慧病房系统设计13000字（论文）】

目录I第1章引言1.1开发和设计的背景随着物联网技术的发展和物联网产业链的不断扩大，以嵌入式技术为首的物联网产业的发展，给老百姓的日常生活和国家的社会经济带来了诸多好处。在科技网络发达的社会环境和科技条件下，快速推动了以大数据、云计算、物联网等为代表的新型信息技术的发展。随着互联网、物联网、大数据和人工智能的快速进步和高速发展，智慧病房在医疗服务体系中将扮演越来越重要的角色。根据国家卫生计生委、国家中医药局《进一步改善医疗服务行动计划（2018-2020年）》中强调，“智慧医院建设是深化医改的重点内容，是改善医疗服务质量提高医疗服务效率的有效手段，是提高人民群众医疗健康获得感的基础工作。要高度重视，切实加强组织领导，明确目标责任，加大经费投入，积极推进智慧医院建设工作。”而在建设智慧医院的过程中，智慧病房的建设是重要的组成部分[1,2]。1.2目的及意义妇幼医院智慧病房系统（以下简称为智慧病房系统）将以往的传统手写床头版用电子平板来代替，方便医护人员进行信息采集、信息查询等操作。电子平板客户端还为患者提供了院内信息查询、病患信息查询、服务满意度调查、一键呼叫护士、室内环境调节、健康宣教、备忘录、室内环境参数等功能，以“智能集成”和“触手可及”实现科技，和谐的智慧病房管理，通过为患者提供优质、有利于康复的医院环境，医院可以系统有效地管理员工，建立有效的护理体系，加强对医疗资源的利用，提高对病患的管理效率[2]。1.3论文结构安排论文共有7个章节，结构安排如下：

第1章引言：介绍课题开发和设计的背景来源、研究目的以及研究意义。第2章相关技术与工具：相关技术介绍，介绍了ZigBee无线通信技术、C++高级程序语言等在本系统设计过程中所使用的相关技术以及本系统设计过程中所应用到的开发工具以及开发环境。

第3章可行性研究与需求分析：从本系统的市场、技术、经济等方面进行调查研究和需求分析。

第4章智慧病房系统设计：对系统模块图进行设计,包括整体流程图的设计以及数据库模型图的设计和各个模块部分的设计。

第5章智慧病房系统实现：在QT开发环境中利用C++语言对系统编程实现各个功能,包括程序功能描述与讲解以及程序关键代码的展示与讲解。

第6章系统测试：对系统传感器环境监测模块进行了测试，主要包括传感器模块功能测试，上机位界面显示的测试，对测试结果进行分析总结。

第7章总结和展望：总结设计，得出结论，总结设计成果和体会，同时指出总体设计工作的不足之处和需要改进的地方。第2章相关技术与工具2.1关键技术2.1.1ZigBee技术ZigBee技术是一个短程、复杂度低、能耗低、速率低、成本低的双向无线通信技术，它是基于IEEE802.15.4无线标准的组网、安全和应用软件的通信技术。主要用于短程、功耗低，传输速率低的电子设备间的数据传送和典型的周期性数据、间断性数据和低响应时间数据传输的应用[3]。ZigBee是一种速率低、短程的无线网络协议，采用IEEE802.15.4标准规范的媒体存取层与物理层。速率低、能耗低、成本低、支持大量网络节点、支持多种网络拓扑结构、复杂度低、速度快、高可靠性、安全性高等都是ZigBee技术的特征[3]。ZigBee的协议层从最底层到最上层别为物理层(PHY)、媒体存取层(MAC)、网络层(NWK)、应用层(APL)等，如图2.1所示。图2.1ZigBee协议图在ZigBee网络结构设备类型有3种，分别是ZigBeeCoordinator(协调器)、ZigBeeRouter(路由器)、ZigBeeEndDevice(终端设备)，ZigBee基础网络结构至少拥有一个协调器、多个路由器、多个终端，如图2.2所示。图2.2ZigBee网络示意图2.1.2QT介绍QT是一款跨平台的C++图形用户界面应用程序开发软件，它可以进行对文件、进程、网络和数据库的存取访问等[4,5]。由于QT具有较好的可移植性，所以被开发的应用程序软件在不同的运用平台下都不需要对源代码进行重新编写，只要重新对其进行编译，即可实现这些应用的跨平台部署[4,6]。Qt支持Linux系统、WinNT、WinCE、Win95、Win98等平台。优秀的跨平台属性；面向对象；丰富的API；支持2D、3D图形绘制；拥有大量的开发文档；支持数据库QtSql等这些都是QT的优点和优势。其中本系统开发所用到的高级C++代码编辑器、项目和生成管理工具、集成的上下文相关的帮助系统以及图形化调试器和浏览工具等都包含在QtCreator中[7]。2.1.3QT中的TCP协议TCP（TransmissionControlProtocol）传输控制协议是一种高可靠性、面向数据流和面向连接的传输协议，许多高层应用协议（HTTP、FTP）都是基于TCP传输协议，TCP传输协议非常适合数据连接和数据传输。网络传输中用到的应用系统大多以TCP传输控制协议的高可靠性协议为其网络协议的基础[5]。对于可靠性要求较高的数据连接通信系统，通讯双方在正式收发数据前必须建立连接，如图2.3所示。图2.3TCP协议工作原理通过QT的大量开发文档中我们得知，在QT中运用QTcpSocket类以及QTcpServer类来实现TCP协议的编程，TCP协议程序编写的流程如图2.4所示。图2.4TCP客户端与服务器间的工作顺序一开始开启服务器，在此之后打开客户端，二个端口再进行三次握手之后建立连接。在此期间，客户端向服务器发送请求，服务器响应并处理这个请求。直到当客户端向服务器发送一个结束符，客户端关闭连接，然后服务器也关闭连接结束运行或者等待下一个新的客户端接入[5]。2.3开发环境本系统的开发环境如表2.2所示。`表2.2开发环境序号名称版本内存1Windows764位256G2Ubantu12.04.540G2.2开发工具本系统所用到的开发工具详情如表2.1所示。表2.1开发工具详情序号名称版本环境作用1QtCreator5.3.1Windows7在win7系统下编写程序2Xshell7.0.063Windows7安全终端模拟，用于开发过程中各个端的连接3IAREmbeddedWorkbenchforARM9.10.0Windows7将ZigBee传感器芯片代码写入ZigBee网络中的设备4VMwareWorkstationpro15.0.3Windows7模拟出实体机Linux环境5QtCreator5.4.2Ubantu在Linux系统下编写程序

第3章可行性研究与需求分析3.1可行性研究3.1.1市场可行性基于国家大力推动改善医疗服务效率及水平，以及推动智慧城市发展的现状下，以智慧病房为基础的智慧医疗是很好的切入点，对提高医院的工作效率有所帮助，具有医疗服务水平发展的引领作用，对智慧城市的发展也是十分必要的。2019年，全国智慧医疗投资整体规模偏低，区域经济发展水平和医院水平的差异导致信息化发展不平衡，中小型医院和农村医疗卫生体系的智慧医疗建设还处于起步阶段。虽然中国智慧医疗起步较晚，但是伴随着全国经济的快速增长和社会生活水平的提升，中国智慧医疗市场的投资规模不断扩大，已经连续5年保持20%左右的增速，比全球市场5.1%的年均复合增长率要高得多，如图3.1所示[8]。图3.1中国智慧医疗行业市场规模预测3.1.2技术可行性在物联网时代的大力推动下，ZigBee技术以及传感器技术发展水平已经相当成熟稳定，本系统基于ZigBee组网技术以及传感器技术结合QT页面将传感器所采集的数据以可视化形式显示出来，在成熟的技术支持下，本系统将更好的服务病患简化医护人员的工作流程。3.1.3经济可行性软件系统开发周期较短，开发所需软硬件设备环境较为简单，开发成本较低。所需的传感器成本较低，可维护性强，与复杂网络布线相比较ZigBee组网技术省下更多的时间、人力、经济、物力很大程度上减少了系统部署成本，在医院原有的网络部署基础下，本系统的安装、部署、运行和维护，不会给医院增加太多费用。在中国发展智慧医疗的基调下，其中所包含的智能硬件、移动医疗、智慧病房、医疗信息化都是未来主要的投资方向，形成了一系列智慧医疗的产业链对经济发展都是有利的促成。3.2需求分析3.2.1需求描述目前大多数医院在大多数日常工作中仍旧采用人工管理，因而医护人员的日常工作十分繁琐、复杂，本智慧病房系统根据此需求进行设计。目前，大多数医院并未实现数字医疗服务，采用人工化管理较为落后，智慧病房将使人工化管理医院转变为数字化智慧医院，使得医院在管理上得到提升，在日常工作上减轻医护人员的负担，使医护人员的日常工作得到精简，更高效地服务病患。本系统通过先进的物联网技术，让病患与医务人员、设备紧密相连。通过对数据的采集、筛选和整合，能更好地保障病房内病患的安全。提升医疗资源利用率和医务人员工作效率，更好地保障病患安全，更好地为患者提供优质的医疗服务[9,10]。3.2.2功能需求本智慧病房系统可以融合到医院的系统中成为其中的一个模块，同时本系统还可以单独作为一个独立系统来辅助医院医护人员进行日常工作。本智慧病房系统分为三个部分，包含电子门牌做信息导航、病患端反馈病房以及病人状态以及护士端对病房环境和病患进行监管。总体功能概况描述如图3.2所示。图3.2总体功能概况描述图系统模块结构描述如表3.1所示。表3.1系统模块结构系统模块功能模块智慧病房系统电子门牌信息显示模块病患端医院信息模块护理信息模块服务评价模块呼叫护士模块室内设置模块健康宣教模块备忘录模块室内环境模块传感器模块护士端病患管理模块报警记录模块服务评价模块电子门牌模块描述如表3.2所示。表3.2电子门牌模块描述功能模块描述信息显示病房内患者基础信息显示，为医护人员和病患家属进行导航。病患端模块描述如表3.3所示。表3.3病患端模块描述功能模块描述医院信息模块介绍医院信息，如科室介绍、交通指南、业务范围等。护理信息模块显示病患个人基础信息、护理信息以及诊断信息。服务评价模块对住院期间医疗服务、周边设施环境等进行评价反馈。呼叫护士模块紧急情况或特殊情况一键呼叫医护人员。室内设置模块对室内基础环境进行设置，如开关灯、空调等操作。健康宣教模块常见疾病、医疗常识的科普备忘录模块病患对住院期间事宜进行操作，增加、删除、查找、修改相关事宜。室内环境模块将检测到的室内环境以动态曲线显示出来，便于了解室内环境参数。传感器模块对室内环境，人体心跳体征的监测。护士端模块描述如表3.4所示。表3.4护士端模块描述功能模块描述病患管理模块对病患进行增加、删除、查找、修改操作。报警记录模块接收病房发来的警报并进行处理。服务评价模块接收病患所提交的住院反馈。3.2.3非功能需求硬件配置，如表3.5所示。表3.5硬件配置最低配置电子门牌\病患端\护士端CPU内存电子门牌SamsungExynod4412400MHz以上128MB或以上病患端SamsungExynod44121.2GHz以上256MB或以上护士端Pentium1.3GHz以上256MB或以上推荐配置电子门牌\病患端\护士端CPU内存电子门牌SamsungExynod44121.2gHz以上512MB或以上病患端SamsungExynod44121.5GHz以上512MB或以上护士端Pentium2GHz以上1GB或以上软件配置，如表3.6所示。表3.6软件配置平台及应用软件配置电子门牌MicrosoftWindows7或以上Ubantu6.10或以上SQLite3.7.0或以上病患端MicrosoftWindows7或以上Ubantu6.10或以上SQLite3.7.0或以上护士端MicrosoftWindows7或以上Ubantu6.10或以上SQLite3.7.0或以上其他需求，如表3.7所示。表3.7其他需求需求类别需求描述病患端要求每个病患在入住医院病房时，以个人姓名以及身份证后六位作为登入病患端的用户名及密码登入病患端，在出院时退出病患端第4章医院智慧病房系统设计4.1系统结构设计本智慧病房系统是以病患床边电子平板的病患端为核心平台，以成熟的物联网技术为基础，设计开发出基于床头电子板的一键呼叫功能、无线组网技术、室内环境监测、传感器数据采集等各类物联网技术的应用。以护士端为服务信息平台，通过软硬件对接，响应病人呼叫，接收病房危险警报以及满意度调查表，同时可以对病患信息进行增加、删除、查询、更改等操作。系统的整体架构如图4.1所示。图4.1系统整体结构图该系统将病患端的相关信息通过TCP协议与护士端相连接，通过对病患端信息的阅览医护人员可以在病患床边了解病人的基本信息、诊断信息等功能，通过查询更快速便捷的了解病人信息作出快速诊断。智慧病房系统合理地利用了传感器所传输的数据，推动了医院的信息化建设，同时也为病患和医护人员提供了更为高效、更加安全和更加实用的服务。4.1.1模块功能说明此部分分点介绍三个模块。(1)电子门牌模块电子门牌为医护人员以及病患家属提供了信息导航，所显示的信息有：病房号、病床号、患者姓名、主治医生、责任护士以及病人所属科室，如图4.2所示。图4.2电子门牌模块（2）病患端模块病患端共有九个子功能模块：子模块1：医院信息模块这一模块的作用是为了让病患在住院期间能够更加深入的了解医院的一些基本信息，便于日后在医院进行一些相关事项的办理。主要显示的内容；医院的介绍、院内科室的介绍、门诊指南、住院指南、医院的交通指南以及医院的业务范围。子模块2：护理信息模块这一模块的作用是为了医护人员查房时以及换药时查阅病人相关信息，一方面能够提升医护人员的工作效率，另一方面减少药用错人、病不对人的情况出现提高用药安全性，防止医学“乌龙”的出现。主要显示的信息：个人信息内容有患者姓名、性别、年龄以及联系电话；护理信息有病患的住院号、主治医生、责任护士；诊断信息有病患血型、病患的过敏信息以及诊断信息。子模块3：服务评价模块这一模块的作用是让病患对住院期间服务进行评价反馈，有助于医院整体的提升。主要有对医护人员的整体评价、医院设施环境的评价以及整体评价。子模块4：呼叫护士模块这一模块的作用是在紧急情况或者特殊情况下一键快速呼叫医护人员，提升病患安全率的同时也能提高医护人员的工作效率。子模块5：室内设置模块这一模块的作用是调节室内基础设施有室内灯光控制、空调控制、加湿器控制以及窗帘的控制，实现病患在床就能够控制室内设施，不仅方便病患而且了提高病患的住院体验感。子模块6：健康宣教模块这一模块的作用是通过相关常见疾病的科普，为病患树立健康意识，从而促使病患改变一些不健康的行为习惯和生活方式，通过这种方式来减轻或者消除一些影响健康的不良因素，帮助病患自觉的选择有益健康的生活行为方式。主要内容有临床科普、新冠防护、常见健康科普以及一些其他的科普宣教。子模块7：备忘录模块这一模块的作用是让病患记下一些在医院要进行的事项，有助于病患对要进行的事项备忘，病患可以增加事项、删除事项、对备忘的事项进行条件查询、对备忘的事项进行更改等操作。子模块8：室内环境模块这一模块的作用是对室内的温湿度进行实时动态显示，有助于对病患的居住条件进行监管，根据图像反馈调节至最适合的室内环境。子模块9：传感器模块这一模块的作用是实时监控病房内的环境参数，及时报警反馈保障病患的安全，提高病患居住的安全感。主要有火焰监测、烟雾监测、可燃气体监测以及病患的心跳监测。病患端模块描述图如图4.3所示。图4.3病患端模块描述图（3）护士端模块护士端共有三个子功能模块。子模块1：病患管理模块这一模块的作用是对病患进行管理，有效提高医护人员的工作效率，可以进行增加病患、删除病患、查找病患、修改病患信息等操作。子模块2：报警记录模块这一模块的作用是实时接收病患端发送的报警信息，有效提高病房的安全以及保障病患人身安全。子模块3：服务评价模块这一模块的作用是接收病患所填写提交的服务评价表，根据反馈表进行调整，从而改善医院服务水平，提升医院形象。护士端模块描述图如图4.4所示。图4.4护士端模块4.2系统数据库设计4.2.1数据库E-R图设计病患基本信息E-R关系：病患基本信息{住院号，科室，姓名，性别，年龄，血型，身份证号，联系电话，床号，医生编号，护士编号，过敏信息，诊断信息}；医生信息E-R关系：医生信息{医生编号，医生姓名，性别，科室}；护士信息E-R关系：护士信息{护士编号，护士姓名，性别，科室}；满意度调查表E-R关系：满意度调查表{住院号，科室，姓名，床号，问题1，问题2，问题3，问题4，问题5，问题6，问题7，问题8，问题9，问题10，问题11，问题12，回答1，回答2，回答3，回答4，回答5，回答6，回答7，回答8，回答9，回答10，回答11，回答12}；（问题与回答总数过多在E-R图中分别用问题编号和回答编号表示）。报警记录E-R关系：警报{科室，姓名，床号，警报类型，时间}；备忘录E-R关系：备忘录{住院号，编号，主题，类型，添加日期，科室，备注，地点，负责人}；护士端E-R关系：护士站{科室，科室密码}；系统整体数据库E-R图如图4.5所示。图4.5系统整体数据库E-R图4.2.2数据库模型图设计系统整体数据库模型图如图4.6所示。图4.6系统整体数据库模型图在数据表格中在允许为空描述中用“0”表示字段不能为空,用“1”表示可以为空。数据库中的表格设计如下。病患基本信息表结构如表4.1所示。表4.1病患基本信息表结构中文名称字段名称字段类型字段长度允许为空字段说明住院号HospitalizationIdvarchar 200主键床号BedIdvarchar 100姓名Namevarchar 200性别Sexvarchar 100年龄Ageint50身份证号Idvarchar 200联系电话Phonevarchar 200科室Departmentvarchar 200血型BloodTypevarchar 100主治医生DoctorIdvarchar 200责任护士NurseIdvarchar 200诊断信息DiagnosticInformationvarchar 1000过敏信息AllergyInformationvarchar1000医生信息结构如表4.2所示。表4.2医生信息表结构中文名称字段名称字段类型字段长度允许为空字段说明医生姓名DoctorNamevarchar 200性别Sexvarchar 100科室Departmentvarchar200护士信息结构如表4.3所示。表4.3护士信息表结构中文名称字段名称字段类型字段长度允许为空字段说明护士编号NurseIdvarchar 200主键护士姓名NurseNamevarchar 200中文名称字段名称字段类型字段长度允许为空字段说明性别Sexvarchar 100科室Departmentvarchar200满意度调查表结构如表4.4所示。表4.4满意度调查表结构中文名称字段名称字段类型字段长度允许为空字段说明住院号HospitalizationIdvarchar 200主键科室Departmentvarchar 200姓名Namevarchar 200床号BedIdvarchar 100问题1Que1varchar2000问题2Que2varchar2000问题3Que3varchar2000问题4Que4varchar2000问题5Que5varchar2000问题6Que6varchar2000问题7Que7varchar2000问题8Que8varchar2000问题9Que9varchar2000问题10Que10varchar2000问题11Que11varchar2000问题12Que12varchar2000答案1Ans1int50答案2Ans2int50答案3Ans3int50答案4Ans4int50答案5Ans5int50答案6Ans6int50答案7Ans7int50答案8Ans8int50续表4.4中文名称字段名称字段类型字段长度允许为空字段说明答案9Ans9int50答案10Ans10int50答案11Ans11int50答案12Ans12int50警报记录表结构如表4.5所示。表4.5警报记录表结构中文名称字段名称字段类型字段长度允许为空字段说明床号BedIdvarchar 100主键科室Departmentvarchar 200姓名Namevarchar200警报类型AlarmTypesvarchar 100时间Timedatetime40备忘录表结构如表4.6所示。表4.6备忘录表结构中文名称字段名称字段类型字段长度允许为空字段说明住院号HospitalizationIdvarchar 200主键编号Idint50主题Topicsvarchar200类型Typesvarchar200添加时间AddTimedatetime40科室Departmentvarchar200备注Notesvarchar500地点Locationsvarchar200负责人Headvarchar200护士站表结构如表4.7所示。表4.7护士站表结构中文名称字段名称字段类型字段长度允许为空字段说明科室Departmentvarchar 200主键科室密码DepartmentPwdvarchar 2004.3系统功能设计本系统的整体功能设计从病患登入病患端开始，其具体流程图如图4.7所示。图4.7系统整体流程图4.3.1电子门牌模块的设计首先从护士端成功添加一个病患，当该病患登入本系统时，电子门牌将同时将信息显示在门牌上。流程图如图4.8所示。图4.8电子门牌显示流程图4.3.2病患端模块的设计由于系统页面较多，页面美观设计较为类似简单，较多界面风格类似，所以在本文对页面布局之类的美观设计不做重复的代码展示，相关代码将放在附录中，本文突出讲解技术设计要点在本小节将讲解重点代码。开机动画的设计：开通过QLabel内放GIF动图结合定时播放开机动画。登入模块的设计：登入处理流程较为简单，如图4.9所示。图4.9系统登入流程登入时信息校验的代码主页面的设计：通过自定义QPushButton控件美化控件按钮将按钮通过布局整齐排列于页面中间，页面上方通过所连接的数据库在相应空间中显示数据库中病患的基础信息、心率传感器传至上机位的实时心率数据以及系统时间。通过槽函数的关联，对按钮进行点击操作时跳转到相对应的功能模块。医院信息模块的设计：参考网络上信息展示用例结合上课讲解的控件知识点，这里决定采用自定义的TreeWidget控件来作为医院信息的导航栏，树形控件顾名思义涉及到父节点和子节点的关系，同级以及子级的关系非常适用于导航栏的设计。本页面使用槽函数将位于左边的TreeWidget控件与页面右边的QTable控件相关联，通过点击TreeWidget的节点，Table控件将相对应的内容展示出来。护理信息模块的设计：通过使用水平布局QHBoxLayout以及垂直布局QVBoxLayout将QTable控件以及QlineEdit控件在页面上整齐的分布，连接数据库，将病患相关信息显示在所要显示的QlineEdit控件中，以达到显示病患信息的目的。服务评价模块的设计：通过点击主页面上的服务评价按钮，QWidget控件作为弹窗，弹出满意度调查表，通过QGroupBox控件将问卷中的问题作为QGroupBox的标题，用QRadioButton控件设置问卷选项，填写完问卷表点击提交后数据库将填写好的问卷调查表通过TCP协议套接字连接的护士端将会接收到新提交的问卷表，流程图如图4.10所示。图4.10服务评价模块流程呼叫护士模块的设计：通过点击主页面上的呼叫护士按钮，弹出自定义的QMessageBox，并且同时对相连接的护士端发送信号，护士端页面弹出正在呼叫者的信息提示框同样也是QMessageBox控件实现。护士端点击收到的同时病患端呼叫窗口关闭，流程图如图4.11所示。图4.11呼叫护士模块流程室内设置模块的设计：这里主要参照自定义滑动开关设计的室内设施开关按钮，根据开关状态手动控制室内设施，或者根据传感器所接收的数据自动调节室内设施，用继电器来模拟开关，风扇来模拟空调等，流程图如图4.12、4.13、4.14所示。图4.12灯光控制流程 图4.13空调控制流程图4.14加湿器控制流程健康宣教模块的设计：健康宣教模块的设计大致与医院信息模块相同，只是显示的内容不同这里就不做重复的解释介绍。备忘录模块的设计：通过QTableView控件设计表格，结合数据库进行对备忘事项的，增加、删除、查询、修改。室内环境模块的设计：将温湿度传感器检测到的数据传输给上机位，根据所接收到的数据使用QCustomPlot绘制出实时动态曲线图，通过直观的曲线图可以得知病房室内环境是否有利于病患的居住。传感器模块的设计：传感器模块基于ZigBee技术根据所学知识得知，ZigBee网络中协调器是整个网络的“控制中枢”、“指挥官”，主要负责网络的搭建、控制节点的添加和网络地址的分配等[3,5,11]。具体工作流程图如图4.15所示。图4.15ZigBee网络工作流程图4.3.3护士端模块的设计登入模块的设计：登入处理流程较病患端登入模块更为简单，这里不作讲解。主页面设计：护士端主页面设计与病患端主页面设计相类似，这里不做重复的解释介绍。病患管理模块的设计：通过QTableView控件设计表格，结合数据库将病患信息显示正在QTableView表格中，通过此页面护士端可以增加病患信息、删除病患信息、查询病患信息、修改病患信息等。报警记录模块的设计：当病患端触发警报时，通过TCP协议所连接的护士端弹出通过自定义QMessageBox控件所设计的对话框提示护士端哪个房间正在发出警报，护士端点击关闭时病患端警报也将解除，并将警报发出的位置与时间记录在数据库中显示在报警记录这一模块页面中，流程图如图4.16所示。图4.16报警记录流程图服务评价模块的设计：当病患端提交满意度调查表时，通过TCP协议所连接的护士端接收到所提交的满意度调查表。

第5章医院智慧病房系统实现5.1系统架构的实现5.1.1电子门牌模块的实现电子门牌页面，如图5.1所示。图5.1电子门牌图页面显示的信息有科室、病房号、病床号、患者姓名、主治医生姓名、责任护士姓名以及系统时间。5.1.2病患端模块的实现开机动画的实现：进入系统有一段开机动画，是一只小海豚在海平面上雀跃，寓意是期待住院的病患早日恢复到健康活泼的状态，如图5.2所示。定时器将QLable设置的GIF电影格式定时播放播放结束后，进入主界面。图5.2开机动画开机动画关键代码如图5.3所示。图5.3开机动画关键代码登入页面的实现：病患端登入页面，由病患姓名作为登入用户名以及病患身份证号作为登入密码，用户名密码匹配成功进入系统，登入页面如图5.4所示。图5.4病患端登入页面登入页面页面与数据库信息匹配关键代码如图5.5所示。图5.5病患端登入页面关键代码主页面的实现：病患端主页面显示了系统的八个子功能模块、病患床号、病患姓名、病患年龄、病患心率、系统时间以及注销按钮。该页面设计图案画风简洁、温柔、可爱符合妇幼医院的形象，以生动的图案改善了病房内压抑、沉闷的氛围，如图5.6所示。图5.6病患端主页面通过点击按钮关联槽函数来实现页面跳转，关键代码如图5.7所示。图5.7槽函数实现页面跳转关键代码医院信息模块的实现：通过树形控件作为导航栏，展示了医院简介、科室介绍、门诊指南、住院指南、交通指南，QTable控件来显示相关信息，如图5.8所示。图5.8医院信息页面添加QTreeWidget子节点关键代码如图5.9所示。图5.9添加子节点关键代码通过点击QTreeWidget节点在QLable中显示相应内容关键代码如图5.10所示。图5.10QLable中显示信息关键代码护理信息模块的实现：护理信息通过数据库内信息一一对应显示在页面上，如图5.11所示。图5.11护理信息页面服务评价模块的实现：满意度调查弹窗后有蒙版且该满意度调查表不可随意拖动，如图5.12所示。图5.12服务评价页面呼叫护士模块的实现：通过TCP协议的联动实现了病患端与护士端的网络连接，当病患端呼叫护士时护士端也会出现相应的呼叫提示，如图5.13所示。图5.13呼叫护士页面TCP协议客户端（病患端）代码如图5.14所示，服务器端（护士端）代码如图5.15所示。图5.14客户端TCP协议代码图5.15服务器端TCP协议代码室内设置模块的实现：实现了开关控制（由继电器模拟开关）空调（由风扇模拟）等室内设施，生动形象的让病患感受到物联网为生活带来的便携实现了在床头就能够控制室内设施，如图5.16所示。图5.16室内设置页面健康宣教模块的实现：通过树形控件作为导航栏，展示了健康宣教内容有：临床科普、新冠防护、常见健康科普以及其他，QTable控件来显示相关信息，如图5.17所示。图5.17健康宣教页面备忘录模块的实现：以表格的形式展现备忘录，通过与数据库的关联进行对备忘事项的增加、删除、修改以及条件查询，如图5.18所示图5.18备忘录页面增加事项代码如图5.19所示。图5.19增加事项代码删除事项代码如图5.20所示。图5.20删除事项代码查找事项代码如图5.21所示。图5.21查找事项代码更改事项代码如图5.22所示。图5.22更改事项代码室内环境模块的实现：通过传感器所检测的温湿度数据实时画出动态曲线，如图5.23所示图5.23室内环境页面根据传感器所接收到的数据绘制图线代码如图5.24所示。图5.24动态图线绘制代码传感器模块的实现：通过ZigBee组网使多个传感器有：烟雾传感器、火焰传感器、可燃气体传感器、风扇、蜂鸣器、光敏传感器、心率传感器同时监测，实时发送数据给上机位进行相关条件判断，如图5.25所示。图5.25传感器模块传感器串口代码如图5.26所示。图5.26传感器串口代码5.1.3护士端模块的实现登入模块的实现：护士端登入页面如图5.14所示。图5.14护士端登入页面主页面实现：护士端主页面如图5.15所示，将病患管理、报警记录以及服务评价三个功能放于页面中心。图5.15护士端主页面病患管理模块的实现：通过表格，结合数据库将病患信息显示正在QTableView表格中，通过此页面护士端可以增加病患信息、删除病患信息、查询病患信息、修改病患信息等，如图5.16所示。图5.16病患管理页面报警记录模块的设计：通过TCP协议护士端接收到警报时弹出消息框提示护士端哪个房间正在发出警报，并将警报发出的位置与时间记录在数据库中显示在报警记录这一模块页面中，如图5.17所示。图5.17报警记录页面服务评价模块的设计：当病患端提交满意度调查表时，通过TCP协议所连接的护士端接收到所提交的满意度调查表，如图5.18，5.19所示。图5.18服务评价页面1图5.19服务评价页面2

第6章系统测试6.1测试用例（1）DHT11温湿度传感器模块测试测试DHT11温湿度传感器模块是否能够正常采集并显示所采集数据。温湿度传感器测试时需要确保引脚插入正确，错误的插入容易导致传感器烧毁。给终端接入电源，终端开始采集数据，数据实时上传至上位机并且在显示区域实时显示[12,13]。教室内温湿度数值在屏幕上显示如图6.1所示，温度为23℃，湿度为50%。测试结果表明DHT11温湿度传感器能够正常运行工作，温湿度相关程序可以使得温湿度传感器正常采集数据。图6.1温湿度传感器测试（2）继电器测试测试在病患端控制开关按钮时继电器模块是否能够正常工作，是否能够正常随着操控开关变化而变化。当开关开时继电器应显示为ON如图6.2所示，开关关时继电器应显示为OFF如图6.3所示。实验结果表明，继电器模块可以进行正常的开和关，并且随着开关的变化而变化。图6.2继电器随开关开图6.3继电器随开关关（3）室内环境模块测试基于DHT11温湿度传感器模块功能的测试，确保温湿度程序能够正常运行并且温湿度传感器可以正常运行采集数据。接着对室内环境模块进行测试，在测试温湿度时，当温湿度传感器没上电时图表不画图，当温湿度传感器上电时，开始绘制图线并实时在窗口显示与温湿度传感器一致的数值，如图6.4所示。图6.4室内环境测试（4）串口助手环境数据采集测试串口助手可以直观的将传感器的一系列状态数值显现出来。通过使用串口助手以及对应数据手册来判断传感器的一系列数据是否正确，同时也能够判断传感器代码是否正确[14,15]。串口助手界面显示出传感器所收集的环境参数包括温度、湿度。如图6.5所示，可以看到第十位和第九位数据分别是5、4说明传感器通信协议代码正确无误，准确识别出该传感器是温湿度传感器。对着温湿度传感器DHT11哈气，可以看到湿度发生了较明显变化。图6.5串口助手显示数据6.2测试方法本文测试的方法主要采用动态测试法，都是在传感器运行的状态下测试是否达到预期的效果。6.3测试结果测试过程对传感器模块（DHT11温湿度传感器、继电器）、上机位界面显示进行了测试。对收集到的数据进行分析。通过对对串口助手的测试，可以确保传感器程序和数据采集的准确性。第7章总结与展望7.1总结本文针对现在大多数医院病房未实现智慧信息化建设的问题，设计了一种基ZigBe+QT技术的医院智慧病房系统。在设计过程中主要进行了如下工作：1.介绍了无线传感器网络，介绍了ZigBee技术的特征、通信原理、设备类型等。2.对QT进行了介绍，通过对QT通信协议TCP的讲解引出基于ZigBee+QT技术的医院智慧病房系统的整体结构框架的设计。3.编写了本智慧病房系统。了解掌握了软件的开发环境、接着对协调器和终端进行了软件程序的设计与编写，再利用QT对软件界面功能进行了设计。4.对本系统环境监测进行了测试，对传感器模块功能、上位机界面显示进行了测试以及通过串口助手测试了传感器模块的可靠性。7.2展望本智慧病房系统虽然达到了预期设计的目标，实现了智慧病房系统的主要功能，能对病房内环境进行实时监测。但是因为本人的能力限制，系统还有很多需要改进的地方：1.系统是在学校实验室中进行测试的，在测试中没有发现异常，同时数据的传输也较准确。然而并没有将系统放在实际医院病房中进行测试。今后还需要针对实际情况，对系统进行重新测试，以便得出更精准的结果。2.在ZigBee传感器环境监测模块