遥测用例: 家庭患者监控

在 IBM® 与心脏患者护理系统上的医疗保健提供者之间的协作中，植入的心内膜除颤器与医院进行通信。使用 RF 遥测将有关患者和植入设备的数据传输到患者家中的 MQTT 设备。

通常，传输会在夜间进行到位于床头的发送器。发射器通过电话系统将数据安全地传输到医院，在医院中分析数据。

该系统减少了患者必须对医生进行的访问次数。它检测患者或设备何时需要关注，在发生紧急情况时，它会向待命医生发出警报。

IBM 与医疗保健提供者之间的协作具有许多遥测用例所共有的特征:

Invisibility

该设备无需用户干预，只需提供电源，电话线，并在一天中的部分时间与该设备接近。其操作可靠，使用简单。

为了消除患者设置设备的需求，设备供应商对设备进行了预配置。患者必须将其插入。患者消除了配置，简化了设备的操作，减少了错误配置设备的机会。

MQTT 客户机作为设备的一部分嵌入。设备开发者将 MQTT 客户机实现嵌入到设备中，开发者或供应商将 MQTT 客户机配置为预配置的一部分。

MQTT 客户机作为 Java SE JAR 文件交付，开发者在其 Java 应用程序中包含该 JAR 文件。对于非Java 环境 (例如，此环境) ，设备开发者可以使用已发布的 MQTT 格式和协议以其他语言实现客户机。或者，开发者可以使用其中一个作为 Windows， Linux® 和 ARM 平台的共享库交付的 C 客户机。

不均衡的连接

除颤器与医院之间的通信具有不均匀的网络特性。利用两个不同的网络来解决从患者那里采集数据的不同问题，并将数据发送到医院。在专利与 MQTT 设备之间，使用短程低功耗 RF 网络。发送器使用 VPN TCP/IP 连接通过低带宽电话线连接到医院。

通常无法找到将每个设备直接连接到 Internet Protocol 网络的方法。使用两个通过集线器连接的网络是常见的解决方案。 MQTT 设备是一个简单的集线器，用于存储来自患者的信息，并将其转发到医院。

安全性

医生必须能够信任患者数据的真实性，患者希望其数据的隐私得到尊重。

在某些情况下，可以使用 VPN 或 TLS 对连接进行加密。在其他情况下，即使已存储数据，也应确保数据安全。

有时遥测设备不安全。例如，它可能位于共享住宅中。必须对设备的用户进行认证，以确保数据来自正确的患者。可以使用 TLS 向服务器认证设备本身，并向设备认证服务器。

设备与队列管理器之间的遥测通道支持 JAAS 用于用户认证， TLS 用于通信加密和设备认证。对发布的访问由 IBM MQ中的对象权限管理器控制。

用于认证用户的标识可以映射到其他标识，例如公共患者标识。公共标识可简化对 IBM MQ中发布主题的授权配置。

连接

MQTT 设备与医院之间的连接使用拨号，并使用低至 300 波特的带宽。

为了在 300 波特处有效运行，除了 TCP/IP 头外， MQTT protocol 仅向消息添加几个额外的字节。

MQTT protocol 提供单次传输触发并忘记消息传递，这使等待时间保持较低。它还可以使用多个传输来保证至少一次和正好一次传递 (如果保证传递比响应时间更重要)。为了保证传递，消息将存储在设备上，直到成功传递为止。如果设备以无线方式连接，那么保证交付特别有用。

可伸缩性

遥测设备通常大量部署，从数万到数百万。

将许多设备连接到系统会对解决方案产生很大的需求。存在业务需求，例如设备及其软件的成本，以及管理许可证，设备和用户的管理需求。技术需求包括网络和服务器上的负载。

打开连接比维护打开的连接使用更多服务器资源。但是，在使用电话线之类的用例中，连接费用意味着连接处于打开状态的时间不会超过所需时间。数据传输在很大程度上具有批处理性质。可以安排通宵达旦的连接，避免在睡前出现突然的连接高峰。

在客户机上，客户机的可伸缩性由所需的最低客户机配置提供帮助。 MQTT 客户机嵌入在设备中。不需要在向患者部署设备时内置配置或 MQTT 客户机许可证接受步骤。

在服务器上， MQ Telemetry 的初始目标是每个队列管理器打开 50,000 个连接。

使用 IBM MQ Explorer来管理连接。 IBM MQ Explorer 会将要显示的连接过滤为可管理的数字。通过适当选择的将标识分配给客户机的方案，您可以根据地理位置或按患者名称的字母顺序来过滤连接。