1. 项目背景与目标

1.1 背景

• 传统病房需升级为智慧病房，集成物联网设备（如生命体征监测仪、智能床垫、电子床头屏）、医护终端、远程会诊系统等。

• 需满足医疗数据实时传输、高并发处理、HIPAA/GDPR合规要求。

1.2 目标

• 构建低延迟、高可靠的病房专网，支持百级终端并发接入。

• 实现医疗数据本地边缘计算与云端协同。

• 保障患者隐私与网络安全。

2. 系统架构设计

2.1 整体拓扑图

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[智慧终端] → [病房边缘网关] → [院内核心网络] → [混合云平台]  
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生命体征设备  本地数据处理       SD-WAN/光纤       AI分析中心

2.2 分层架构

1. 终端层

• 医疗物联网设备：生命体征监测仪、输液泵、智能床垫（蓝牙/Wi-Fi 6）。

• 医护终端：平板电脑、移动护理车（5G/802.11ax）。

2. 网络层

• 院内光纤环网 + 5G专网（急救场景），通过SD-WAN连接分支院区。

• 每病房部署工业级边缘网关（支持MQTT/CoAP协议），实现设备协议转换与本地计算。

• 无线覆盖：高密度Wi-Fi 6（单独SSID隔离医疗设备与访客网络）。

• 边缘网络：

• 核心网络：

3. 平台层

• 边缘计算节点：实时处理紧急告警（如心率异常）。

• 混合云平台：患者电子病历（EMR）存储与AI分析（如脓毒症预测）。

4. 安全层

• 硬件防火墙 + 终端准入控制（如IEEE 802.1X认证）。

• 数据加密：医疗数据传输采用TLS 1.3+国密算法。

3. 网络拓展方案

3.1 病房内网络

• 无线方案：

• 每病房部署1台双频Wi-Fi 6 AP（支持MU-MIMO），单AP负载≤20终端。

• 蓝牙设备通过网关汇聚，避免信号干扰。

• 有线备份：床旁设备预留千兆网口（POE供电）。

3.2 院内网络互联

• 核心交换机：双万兆光纤上行，VRRP协议实现高可用。

• 5G专网：覆盖急诊/ICU，支持移动护理终端漫游。

3.3 外部网络扩展

• 远程会诊：通过VPN专线连接协作医院，视频流采用H.265编码。

• 云平台接入：医疗影像数据通过CDN加速传输。

4. 关键技术实现

4.1 低延迟保障

• 时间敏感网络（TSN）：为输液泵等设备分配专属带宽。

• 边缘计算：在网关侧过滤95%无效告警，减少云端负载。

4.2 数据同步与容灾

• 混合云同步：患者数据实时同步至私有云，非敏感数据备份至公有云（AWS/GCP）。

• 断网续传：边缘网关缓存数据，网络恢复后自动补传。

4.3 安全合规

• 零信任架构：每次访问需动态验证身份（如RFID工牌+指纹）。

• 日志审计：所有操作留痕，符合等保2.0三级要求。

5. 硬件与软件配置

6. 实施计划

1. 阶段1（2周）：病房无线覆盖测试与电磁兼容性评估。

2. 阶段2（4周）：边缘网关部署与院内网络改造。

3. 阶段3（2周）：系统联调与医护人员培训。

7. 预算与运维

• 初期投入：

• 单病房改造成本约￥1.5万（含网关+AP+传感器）。

• 全院核心网络升级约￥50~100万。

• 运维成本：

• 7×24小时网络监控（Zabbix/Prometheus），年费用约￥10万。

8. 风险与应对

• 风险1：医疗设备无线干扰。

• 应对：预部署频谱分析仪，划分专用信道。

• 风险2：数据泄露。

• 应对：硬件级加密芯片（如TPM 2.0）+ 定期攻防演练。

附录

• 医疗物联网设备清单（含功耗/通信协议）。

• 网络延迟测试报告模板。

备注：根据医院规模（三甲/社区医院），可调整边缘计算与云平台资源配比。建议优先通过《医疗信息系统网络安全等级保护测评》。

智慧病房网络拓展图