[发明专利]一种基于UHF RFID的输液过程监控装置及方法

权利要求书

1.一种基于UHF RFID的输液过程监控方法，其特征在于，

方法中采用输液过程监控装置，输液过程监控装置包括无源RFID载波相位探测模块和RFID载波相位计算模块；无源RFID载波相位探测模块和RFID载波相位计算模块通过UHF射频波段无线连接；无源RFID载波相位探测模块包括输液瓶(1)、医用输液器和相位优化的RFID标签(4)；输液瓶(1)与医用输液器相连，输液瓶(1)中的药液以药液滴(3)的形式流至医用输液器的滴管(2)中，相位优化的RFID标签(4)贴在滴管(2)的侧面并且相位优化的RFID标签(4)的下边缘与滴管内存留的药液(5)的液面齐平；RFID载波相位计算模块包括平板天线(6)、UHF RFID读写器(7)和服务器(8)；平板天线(6)与UHF RFID读写器(7)通过同轴馈线相连接，UHF RFID读写器(7)与服务器(8)通过双绞线相连接；

包括以下步骤：

步骤1)：输液瓶(1)和医用输液器处于静止过程，RFID载波相位计算模块中的服务器(8)不断接收UHF RFID读写器(7)发送的RFID信息，服务器(8)将接收的RFID信息作为初始输液数据并保存；

步骤2)：对初始输液数据进行相位突变和相位基准处理后，获得当前UHF RFID读写器7所有频点的相位基准；

步骤3)：开启并调节医用输液器的调速阀门，使得输液瓶(1)和医用输液器处于匀速输液过程，RFID载波相位计算模块不断接收的RFID信息并作为原始输液数据，并保存；

步骤4)：对原始输液数据进行相位突变处理后，再根据步骤2)中的当前UHF RFID读写器7所有频点的相位基准对相位突变处理后的原始输液数据进行跳频归零处理，获得跳频归零数据；再对跳频归零数据依次进行数据重采样和利用带通IIR滤波器进行带通滤波，获得带通滤波后的跳频归零数据；

步骤5)：计算带通滤波后的跳频归零数据的样本熵，根据样本熵是否发生突变式下降以确定是否当前处于扰动状态；

步骤6)：对步骤4)中的带通滤波后的跳频归零数据进行二阶平稳小波变换，得到对应的近似参数、一阶细节参数和二阶细节参数；

步骤7)：对二阶细节参数进行自适应平稳小波除噪后，获得除噪后的二阶细节参数，对近似参数、一阶细节参数和除噪后的二阶细节参数进行重建后，获得去噪后的重建信号；

步骤8)：对去噪后的重建信号进行快速傅里叶变换，根据快速傅里叶变换后的重建信号是否存在周期性冲击串并结合步骤5)中的判断结果，判断当前输液瓶(1)和医用输液器处于匀速输液过程或者静止过程，同时周期性冲击串最大幅值点对应的频率为当前输液频率；

步骤9)：将步骤6)中小波变换得到的二阶细节参数与对应时间构成的二维数据矩阵视为二阶细节-时间曲线A，对二阶细节-时间曲线A进行包络滤波处理后，得到平滑的二阶细节-时间曲线B；采用自适应阀值法对二阶细节-时间曲线A进行处理，判定对应的各个波峰并提取各个波峰对应的时间；采用直接阀值法对平滑的二阶细节-时间曲线B进行处理，判定对应的各个波峰并提取各个波峰对应的时间；根据步骤8)中的当前输液频率，选择二阶细节-时间曲线A或平滑的二阶细节-时间曲线B对应的各个波峰的时间并作为药液滴下落的时间；

步骤10)：将当前药液滴下落的时间与当前输液频率、当前的输液状态保存；根据UHFRFID标签芯片9内存储的当前输液药品名称和输液瓶容量，在终端显示并监测当前输液瓶(1)和医用输液器的输液速度、输液状态和剩余输液时间。

2.根据权利要求1所述的一种基于UHF RFID的输液过程监控方法，其特征在于，所述步骤2)具体为：

2.1)对初始输液数据进行相位突变处理，获得对应的相位突变归零数据，具体通过以下公式进行设置：

其中，当初始输液数据中的相位发生溢出突变，公式中取加号，当初始输液数据中的相位发生过零突变，式中取减号；

2.2)对相位突变归零数据进行相位基准处理，获得当前UHF RFID读写器7所有频点的相位基准。