Kunde
Der Kunde ist ein medizinisches Instandhaltungsunternehmen, das überlebenswichtige medizinische Gase für die Patientenbeatmung und verschiedene klinische Anwendungen (Sauerstoff zur Lebenserhaltung, Druckluft zur Versorgung chirurgischer Geräte, Lachgas für die Anästhesie, Kohlendioxid zur Insufflation bei Operationen, Vakuum zur Unterstützung von Absaugeinrichtungen) im öffentlichen Krankenhausnetz liefert.
 
Herausforderung
Das medizinische Gasleitungssystem gehört zu den zentralen Elementen in jedem Krankenhaus. Dieses System muss vollumfänglich den geltenden gesetzlichen Bestimmungen entsprechen und mit höchstmöglicher Effizienz betrieben werden, um eine möglichst sichere Umgebung für die Behandlung von Patienten zu schaffen. Einige der Gase sind als Arzneimittel klassifiziert und müssen strenge regulatorische Vorgaben erfüllen.
 
Der Instandhaltungsbetrieb für die Krankenhausausrüstung muss das System ständig auf sicheren Betrieb überprüfen, wie in den Referenzdokumenten verlangt, sinnvolle Anpassungen für eine optimale Leistung vornehmen und auch einen Bereitschaftsdienst bei Funktionsstörungen der Geräte vorsehen. Aus Sicherheitsgründen müssen medizinische Gasleitungsausrüstungen von geschultem und qualifiziertem Personal gewartet werden und rund um die Uhr funktionsfähig sein.
 
Um einen umfassenden Service sicherzustellen, zeitaufwändige Sichtprüfungen zu vermeiden und die Wartungskosten zu reduzieren, hat sich der Kunde für die Einrichtung eines Überwachungssystems für die medizinische Gasleitungsanlage entschieden. Der Kunde hat einen Machbarkeitsnachweis des Überwachungssystems auf der Grundlage von Open-Source-Software angefordert.
 
Lösung
Wir haben die Architektur des IoT-Systems basierend auf Open-Source-Werkzeugen zur Erfassung, Speicherung und Visualisierung von Daten vereinbart. Die Implementierung nahm etwa 2 Monate in Anspruch.
 
Das System umfasst Backend-, Frontend- und eingebettete Software für die Edge-Geräte. Unsere Lösung ermöglicht dem Kunden das Sammeln und Anzeigen von Daten von bis zu 500 Controllern mit einer Frequenz von 10-100 Hz. Jedes Edge-Gerät unterstützt den Anschluss von 32 Sensoren. Die empfangenen Daten werden für künftige Analysen in der Datenbank gespeichert (Aufbewahrungsdauer 1 Jahr).
 
Systembetreiber und Reparaturteams verbinden sich per PC oder Mobiltelefon gleichzeitig mit dem System. Aus Gründen der Systemzuverlässigkeit erfolgt die Kommunikation über zwei Kanäle (Festnetz und GSM). Bei Problemen im Festnetz werden die Daten über den GSM-Kanal gesendet.

Unsere IoT-Lösung sorgt für eine sichere Verbindung der Gasüberwachungsgeräte mit dem zentralen Kontrollsystem, sodass alle Daten (einschließlich Alarmmeldungen) der medizinischen Gasleitungsausrüstung gesammelt und an die betreffenden Experten und Organisationen verteilt werden können.
 
Funktionsmerkmale des Systems:

• Sammeln und Anzeigen von Gerätedaten im Echtzeitmodus mit definierter Frequenz,
• Webschnittstelle mit mehrstufigen Standortobjekten auf der Karte (Land -> Stadt -> Krankenhaus -> Etage -> Gerät),
• Filtersystem zum Auffinden eines bestimmten Krankenhauses oder Geräts,
• Skalierbarkeit. Eine Möglichkeit zur Hinzufügung neuer Geräte mittels MQTT-Protokoll,
• Konfigurierbares Alarmsubsystem (Gerätestatus, Sensorschwelle),
• Speichern von Gerätedaten in der Datenbank mit definierter Aufbewahrungsdauer und Frequenz,
• Erstellen von Diagrammen und Berichten auf der Basis von Verlaufsdaten.

 
Technologieplattform:

• Webserver - GO, HTML5, CSS, JQuery, Infragistics,
• M2M-Protokoll - MQTT, Mosquitto Broker,
• Datenbank - MongoDB,
• Gerät - implementiertes MQTT-Protokoll (STM32-Mikrocontroller),
• Sicherheit - openSSL, PolarSSL.

 
Ergebnisse
Der Kunde kann den Status der medizinischen Gasversorgungsanlagen in einem Netzwerk öffentlicher Krankenhäuser überwachen und so für pünktliche und kostengünstigere Wartungs- und Reparaturarbeiten sorgen.
 
Merkmale:

• Geografisch verteilte Geräte,
• Lightweight-M2M-Protokoll zum Sammeln von Gerätedaten,
• Sicherheitsprotokolle zum Schutz der Übertragungskanäle,
• Speichern der Echtzeitdaten für künftige Analysen,
• Webschnittstelle zur Anzeige von Echtzeitdaten,
• Alarmsubsystem,
• GSM 3G- und SMS-Dienst,
• Erstellt mit Open-Source-Werkzeugen.