VitalConnect (Korean)
EnglishVitalConnect란?
Vital Recorder를 통해 데이터를 수집하기 위해서는 다수의 유선 연결이 필요합니다.
데이터 수집을 위한 많은 케이블들은 진료에 불편을 초래하고 단선으로 인해 의도하지 않은 데이터 기록의 누락을 유발합니다.
이러한 문제를 해결하기 위해 wifi 무선 통신 기술을 이용하여 시리얼 단자의 출력을 Vital Recorder로 보내줄 수 있는 장비를 개발하게 되었습니다.
본 장비는 Arduino 호환 보드인 Wemos(ESP-8266)를 바탕으로 하여 제작되었습니다.
본 장비를 한 마디로 정의하자면 “Serial to Wi-Fi “ 장비라 할 수 있습니다.
장치의 회로도는 다음과 같습니다.
실제 회로기판은 아래와 같습니다.
장치의 외관은 아래와 같습니다.
RJ-45 단자는 8핀 랜포트와 모양은 동일하지만 시리얼 연결을 하도록 만들어져 있습니다.
Micro USB 단자는 컴퓨터와 연결하여 펌웨어 수정, 장치 설정 등을 할 수 있으며 단독으로 사용 시에는 전원공급 단자로 사용됩니다.
필요한 준비물
컴퓨터
VitalConnect의 설정은 다양한 운영체제에서 할 수 있지만 본 문서에서는 윈도우 시스템을 중심으로 설명합니다.
Vital Recorder를 통해서 VitalConnect 설정을 합니다.
다수의 장비를 효과적으로 운용하기 위해서는 데이터 수집용 컴퓨터와 다른 별도의 컴퓨터에 Vital Recorder와 VitalConnect의 드라이버를 설치하는 것이 좋습니다.
케이블
마이크로 USB 케이블
VitalConnect는 micro USB 단자를 통해 컴퓨터와 통신합니다. 장치의 설정을 위해서는 컴퓨터와 유선 연결을 반드시 1회 실행해야 합니다.
설정 후에는 VitalConnect는 독립적으로 작동하며 이 때 micro USB 단자는 전력 공급용으로 사용합니다.
Serial to RJ-45 cable
Vitalconnect에는 RJ-45 포트(8핀 유선랜 포트와 동일)가 있습니다. 의료장비와의 연결은 시리얼 케이블을 통해 이루어집니다.
따라서 VitalConnect 장비와 의료장비의 연결을 위한 DB-9 to RJ-45 케이블이 필요합니다.
Cable을 만들려면 아래와 같이 준비합니다. (Philips Intellivue MP/MX 시리즈 연결시와 동일한 케이블입니다).
[ Direct cable ]
[ Cross cable ]
드라이버 설치
앞서 말한 것처럼 VitalConnect는 Wemos 장비를 베이스로 하며 컴퓨터에서 장치를 인식하도록 하기 위해 Wemos의 윈도우용 드라이버의 설치가 필요합니다.
드라이버는 아래의 사이트에서 다운로드 합니다.
http://www.wch.cn/download/CH341SER_ZIP.html
파일을 다운로드하고 압축을 풉니다.
setup.exe를 실행하여 드라이버를 설치합니다.
VitalConnect를 컴퓨터와 USB 케이블로 연결하고 장치관리자에서 USB-SERIAL CH340 포트가 생성된 것을 확인합니다.
VitalConnect 설정하기
VitalConnect를 컴퓨터와 USB 케이블로 연결한 상태에서 Vital Recorder를 실행하고 와이파이 아이콘을 클릭합니다.
CH340 포트가 자동으로 선택됩니다. Connect 버튼을 누르면 Connected 라는 메세지가 출력되어야 합니다.
VitalConnect가 접속할 핫스팟의 SSID와 접속 암호를 입력합니다. 암호는 *로 표시됩니다.
Connect ID는 Vital Recorder의 장비 추가 시 Serial Port 목록에서 보이는 이름입니다.
VitalConnect를 연결할 장비명으로 설정하시면 편리합니다.
설정이 완료되면 ”Write” 버튼을 눌러 설정값을 전송합니다. 전송이 완료되면 “Disconnect” 버튼을 누른 후 컴퓨터에서 분리합니다.
무선 연결: 무선공유기를 이용한 연결
핫스팟을 이용한 연결에서 데이터의 누락이 발생한다면 무선 공유기를 이용한 연결로 바꿔보는 것을 권장합니다.
개방된 작은 공간에서 (예: 회복실) 하나의 공유기를 사용하여 여러 개의 Vital Recorder에 VitalConnect로부터의 데이터를 연결할 수 있지만
가급적이면 하나의 Vital Recorder에 하나의 공유기를 사용하시기를 권합니다.
무선공유기 사용시의 데이터 흐름도는 다음과 같습니다.
의료 장비 → VitalConnect → 무선 공유기 → (무선 또는 유선 연결) Vital Recorder → 무선 공유기 → 인터넷
공유기 설정
저희가 테스트해 본 저렴하고 성능좋은 공유기는 EFM사의 ipTIME mini 2/3 입니다.
인터넷쇼핑몰에서 11,000원 정도에 구매할 수 있습니다. 이후의 설명은 이 공유기를 중심으로 합니다.
문서 작성 시점의 펌웨어는 10.06.8 (2018년 7월 26일) 버전입니다. 이 이전의 펌웨어인 경우 펌웨어 업그레이드를 먼저 하시기 바랍니다.
공유기에 대해 무선 설정과 무선 확장 설정이 필요합니다.
무선 네트워크 설정 (ipTIME mini 2/3)
스마트폰보다는 랩탑의 무선랜을 이용해서 설정하는 것이 간편합니다.
스마트폰 사용 시에는 Wifi analyzer 류의 앱을 이용하여 와이파이에 접속하면 편리합니다.
공유기에 전원을 연결하고 랩탑의 무선랜 목록을 열면 iptime_mini 라는 이름의 AP가 보입니다.
“연결” 버튼을 눌러 공유기의 무선랜에 접속합니다. 스마트폰의 경우 데이터 연결을 끄고 진행하는 것이 좋습니다.
웹브라우저를 열고 주소창에 192.168.0.1 을 입력하여 공유기의 설정 화면으로 들어갑니다.
사용자 이름의 초기값은 admin 입니다. 초기 암호도 admin 입니다. 캡쳐의 글자를 입력하고 로그인합니다.
Setup 을 눌러 설정 화면으로 갑니다.
랩탑을 이용하여 접속했을 때 초기 설정 화면입니다.
‘Wireless Setup’을 클릭하면 다음 화면이 나옵니다.
기본 무선 네트워크의 설정창이 뜹니다. 여기서 설정할 것은 수술방 내에서 사용할 무선네트워크입니다.
아래와 같이 네트워크 이름과 암호를 설정합니다. 아래는네트워크 이름을 vital_d5, 암호를 111111111 로 설정하였습니다.
SSID 아래의 ‘이름 알림’ 옵션을 선택합니다. 암호화 옵션은 WPA2PSK+AES(권장)’을 선택합니다. 설정이 끝나면 오른쪽 아래의 “Apply” 버튼을 누릅니다.
저장을 하면 자동으로 공유기 접속이 단절됩니다. 이는 공유기의 SSID가 iptime_mini로부터 vital_d5로 변경되었기 때문입니다.
무선 확장 설정
기존의 무선랜을 이용하여 외부 인터넷으로 연결하고자 할 때 필요합니다.
데이터 수집 기관 외부에서 웹모니터링을 시행하기 위해 필요한 설정입니다.
무선랜을 검색하여 vital_d5에 연결합니다. 암호를 물어보면 앞서 설정한 111111111 을 입력합니다. 공유기에 연결은 되고 인터넷은 연결되지 않은 상태가 됩니다.
다시 웹브라우저를 열고 192.168.0.1 을 입력하여 설정 화면으로 들어갑니다.
Advanced Setup/ Wirelss/ Wireless Multibridge 로 들어갑니다.
Mode에서 ‘WISP’’ 을 선택합니다. (Wireless Internet Service Provider)
“Apply” 버튼 아래의 “AP scan” 버튼을 누릅니다. 외부 인터넷이 되는 SSID (무선AP)를 선택합니다. 만약 인증이 필요한 경우 ‘Encryption’에서 암호를 입력합니다.
“Apply” 버튼을 눌러 변경사항을 모두 적용하고 접속을 중단합니다.
유선랜 설정
ipTIME mini2/3에는 유선랜 포트가 있습니다. 유선 포트의 기본 설정은 WAN으로 되어 있어,
이를 랜케이블을 이용하여 유선인터넷이 제공되는 포트에 연결시 인터넷을 사용할 수 있게 됩니다.
그러나 우리는 위에서 WAN을 무선으로 설정했기 때문에 이 포트를 VR 컴퓨터와 연결되는 로컬 유선 네트워크 (유선 LAN)의 포트로 이용할 수 있습니다.
이 경우 VR 컴퓨터와 무선 공유기 사이의 무선 트래픽을 줄일 수 있게 되어 전체 무선망의 연결이 더욱 원활해 집니다.
유선 포트를 유선 LAN 포트로 설정하기 위해서 “Advanced Setup/ System/ Misc Setup’ 을 클릭합니다.
“Wired Port Setup”으로 들어갑니다 초기값은 ‘WAN port’입니다. 이를 ‘LAN port’로 변경합니다.
“Apply 버튼을 누르면 장치가 재시작됩니다.
공유기가 다시 켜지면 다음과 같은 Status Summary를 확인할 수 있습니다.
공유기의 유선 포트와 VR 컴퓨터의 유선 포트를 다이렉트 랜선으로 연결합니다.
VR 컴퓨터의 무선랜을 사용 안 함으로 설정하고 유선랜을 켭니다.
컴퓨터를 재부팅합니다.
Vital Recorder에서 장비 추가하기
윈도우 핫스팟 또는 공유기의 무선 AP에 VitalConnect가 성공적으로 연결되면 해당 장비를 Vital Recorder에 추가할 수 있습니다.
의료 장비와 연결된 VitalConnect에 전원을 공급합니다. VitalConnect의 전면에 파란 불이 켜집니다.
“Add Device” 버튼을 누릅니다.
왼쪽 컬럼에서 장비 종류를 선택합니다.
오른쪽 컬럼의 Serial Port 선택 창에서 앞서 설정한 VitalConnect의 Connect ID를 볼 수 있습니다.
Connect ID 이름을 선택하면 장비가 추가됩니다.
vitalconnect 장치가 성공적으로 추가되면 장치의 파란 불이 지속적으로 켜진 상태로부터 약 1초 간격으로 깜박이는 상태로 변합니다.
무선 연결: 윈도우 핫스팟을 이용한 연결
윈도우 핫스팟을 이용한 연결은 컴퓨터 성능에 따라 불안정할 수 있어 현단계에서 추천하지 않습니다.
데이터의 흐름은 다음과 같습니다.
의료 장비 → VitalConnect → 컴퓨터 무선랜 (핫스팟) → Vital Recorder → 컴퓨터 무선랜 (인터넷)
윈도우10의 최신 버전(1609부터 이후 버전. 1803 업데이트를 권장함)에서 이용 가능합니다.
컴퓨터에 무선랜이 장착되어 있어야 합니다.
랩탑의 경우 자체 무선랜을 사용할 수 있고 데스크탑의 경우 USB 무선랜 또는 무선랜 카드의 추가 장착이 필요합니다.
알림 창(우측 하단 구석)을 클릭하고 모바일 핫스팟 버튼에서 마우스우클릭하여 ‘설정으로 이동’ 합니다.
모바일 핫스팟에서 ‘다른 디바이스와 인터넷 연결 공유’를 켭니다. 내 인터넷 연결 공유는 ‘Wi-Fi’로 합니다. 내 인터넷 연결 공유 항목에서 “편집”을 누릅니다.
네트워크 이름, 암호에 VitalConnect 장치가 연결될 SSID와 암호를 입력하고 저장합니다.
단, VitalConnect 장치 설정 시 핫스팟에 접속하기 위한 동일한 정보가 입력되어 있어야 합니다.
의료 장비와 연결된 VitalConnect에 전원을 공급합니다. VitalConnect의 전면에 파란 불이 켜집니다.
곧이어 VitalConnect가 핫스팟에 연결되고 알림창에 핫스팟 이름과 연결된 장비의 갯수가 표시됩니다. 최대 8개까지 연결할 수 있습니다.
핫스팟을 안정적으로 운용하기
핫스팟에 VitalConnect가 연결되지 않은 경우에 컴퓨터에서는 자동으로 핫스팟을 중단합니다. 다음 과정을 통해 핫스팟이 저절로 꺼지지 않도록 합니다.
설정의 모바일 핫스팟으로 들어가서 중간의 관련설정 부분을 봅니다. “어댑터 옵션 변경”을 클릭합니다.
“로컬 영역 연결*숫자”로 표시된 아이콘을 마우스 우클릭하여 “속성”을 선택합니다.
“구성(C)”을 클릭합니다.
마지막 탭(전원관리)을 선택합니다.
“전원을 절약하기 위해…”의 체크를 해제하고 확인을 누릅니다.
주의사항
- 윈도우 자체의 핫스팟이 아직 충분히 안정적이지 않아 보입니다. (현재 1803 버전)
핫스팟이 저절로 끊어지는 경우도 있으니 주의해서 관리하시기 바랍니다.
- 랩탑의 내장 무선랜을 이용하여 윈도우 핫스팟 사용시 데이터 전송이 자주 끊긴다면,
USB 무선랜을 추가로 장착하여 이용해 보시기 바랍니다.
- 모든 장비를 무선 연결하는 것은 권장하지 않습니다.
vitalconnect 간에 무선 간섭이 생길 수도 있고 vitalconnect 전체의 데이터전송량이 무선망의 bandwidth를 넘어서는 경우 데이터의 누락이 생길 수도 있습니다.
- vitalconnect 이용시 권장하는 세팅은, Vital Recorder가 설치된 컴퓨터에서 수 미터 이상 떨어져 있는 장비 중 다른 장소로의 이동이 없는 장비에 한정해서 vitalconnect를 이용하고,
이동이 잦은 장비의 경우는 데이터가 다른 환자의 Vital Recorder로 전송될 우려가 있으므로 유선연결을 하는 것입니다.
이 경우 비어있는 시리얼 포트에 미리 장비명을 할당하고, 이동 장비를 사용시 직접 연결을 하면 즉시 데이터를 수집할 수 있게 됩니다.
