2020年健康物联网白皮书

党的十八届五中全会开始部署健康中国战略，推行了《“健康中国2030”规划纲要》等行动纲领，中国电子技术标准化研究院紧密结合健康产业数字化、信息化、智能化的发展趋势，以物联网新基建为视角和切入点，编写了《健康物联网白皮书》。

第一章从社会需求、政策助力、产业成果等发面论述了健康物联网产业发展的新机遇；

第二章从共性基础、对象感知、互联互通、赋能支撑等维度选取标识编码、智能卡、射频识别、短距离无线通信等健康物联网连接技术，分析了业内健康物联网的技术实现方法；

第三章梳理了健康物联网相关标准的现状，提出了健康物联网标准化参考模型和标准体系；

第四章从产业需求出发，提出了完善标准规范、构建检测能力和强化产业生态三个方面的工作展望。

最后，白皮书给出了远程心电、慢性病管理、智慧养老等典型场景案例。

白皮书希望为业内学者、企业、科研机构提供健康物联网领域相关知识和经验，为健康物联网产业高质量发展、新业态快速孵化、新模式深化落地提供参考。

健康物联网是以标识编码、智能卡、射频识别、短距离无线通信为代表的物联网技术进一步赋能保健、养老、医疗、公共卫生、社区服务等传统领域，促进形成了主动健康、智慧养老、慢性病管理、传染病防控、健康社区等新业态的融合应用。

健康物联网是实施健康中国战略方针的有力实施途径，是健康产业智能化发展政策的切实落地应用，同时迎合社会发展的当下需求：

1. 我国已迈入快速老龄化阶段，即将步入重度老年化社会。

2. 传统养老模式弊端初现，无力适应市场需求。

3. 康复医疗资源存在较大缺口，大面积服务实施困难。

4. 慢性病占死亡原因主导地位，慢性病管理有待强化落实

面对这些问题，物联网技术的引入：

一是将提升健康产业资源使用效能，增强市场健康服务供给能力；

二是助力提升健康产业管理水平，拓展健康产业智能化高质量服务能 力；

三是进一步满足健康产业的潜在需求，整合健康产业现有资源， 促进形 成产业生态化发展。

健康物联网产业经过近几年的发展，逐步形成了消费者、政府部门、互联网企业、服务机构和标准化测试认证机构多方参与的完整体系。健康物联网产业可分为硬件设备、信息化支撑和应用服务三个主要层级，贯穿未病、慢病、康复、健康等非医院诊疗应用场景。健康物联网产业架构如图 2 所示。

硬件设备层： 全球健康物联网设备数量保持稳定增长，根据 BIIntelligence 预估 2020 年，全球健康物联网设备出货量将达到 161 万台。健康物联网终端集成了基础支撑，具备针对特定需求的感知与运算能力，硬件设备层是健康物联网产业架构中的服务体现节点，包括可穿戴健康管理设备、便携式健康监测设备、自助式健康检测设备、智能养老监护设备、家庭服务机器人等，服务群体覆盖孕妇、健康人群、老年人、慢性病患者等。

信息化支撑层：运用信息化手段建立健康物联网平台，实现健康物联网设备的海量连接、多种物联网协议的适配转换、个人健康档案数字化、分布式存储与运算和人工智能区块链技术赋能。信息化支撑层是健康物联网产业架构的技术体现节点，为上层应用服务提供信息技术工具集。主要参与方包括互联网企业、平台服务商、政府部门等。

应用服务层：医疗机构、体检机构和健康服务企业提出健康物联网的实际使用需求，并借助信息化支撑层的工具集实现了个性化健康管理、居家健康养老、慢性病管理、远程健康咨询、生活照护、运动健身等新业态应用服务。应用服务层是健康物联网产业架构的价值体现节点。通过多途径的感知数据采集，适配各类传输协议上传至平台，利用人工智能综合分析的能力对健康物联网设备使用者结果反馈，实现多设备、多场景下人机协同互动的服务效果，提升消费者健康物联网的服务体验。

健康物联网集中物联网技术优势发力，以标识编码、安全为共性基础；以智能卡、条码、RFID 为对象感知，增强对象全周期感知精确度；以NFC、蓝牙技术、ZigBee、无线局域网、NB-IoT 为互联互通技术；以人工智能、区块链、超高清视频为赋能技术，构建自动化、智能化的健康服务。

共性基础：健康物联网共性基础重点体现在标识编码、安全两个方面：标识编码能够完成对设备的唯一标识，在物联网系统中互联互通定义明确对象，安全技术保障健康物联网设备、网络和系统不受外界干扰和攻击，确保个人信息隐私、数据安全、系统安全。

对象感知：健康物联网感知支撑由各种信息传感设备以及智能传感系统构成，是健康物联网识别物体、采集信息的来源，包括智能卡、条码、RFID 等。

互联互通：主要负责健康物联网技术架构中的数据传输和消息解析 , 将经过处理的感知信息得到并的信息准确的、快速的传递给系统平台。主要包括近场连接、短距离通信和广域网通信三种技术。

赋能支撑 : 健康物联网高质量服务依赖物联网相关赋能技术的支撑。通过超高清视频、人工智能、区块链等赋能技术的创新，推动健康物联网产业创新服务模式、实现生态化建设。

1. 标识编码

目前主流的标识编码技术主要包 括：Handle、Ecode、OID 等。

Handle 标识编码体系是基于美国制造业技术体系发展的标识技术，由日内瓦非盈利国际组织 DONA 统一管理，主要用于制造业、物流行业等；中国物品编码中心于 2011 年提出了具有我国自主知识产权的 Ecode 国家物联网标识体系（Entity Code for IOT）。Ecode 已广泛应用于农产品、成品粮、红酒、茶叶、化肥、乳品、工业装备、原产地认证等领域。OID 是 ISO/IEC、ITU 两大国际标准化机构联合推动的标准体系，目前已在信息安全、信息化医疗、网络管理、自动识别、传感器网络等领域广泛应用。所有标识可保证全球唯一性，具有权威性。

2. 安全

健康物联网安全技术涉及多个行业且跨度较大，安全控制较其他技术难度较大。2019 年我国发布国家标准 GB/T 22239-2019《信息安全技术网络安全等级保护基本要求》单独设立物联网安全章节，从安全物理环境、安全通信网络、安全区域边界、安全计算环境和安全运维管理等角度提出了技术要求，进一步保障物联网数据保密性和完整性、个人信息保护、通信网络安全、移动应用和移动终端管控等方面，为健康物联网安全保驾护航，详见图 4。

同时，GB/T 37044—2018《信息安全技术物联网安全参考模型及通用要求》针对感控安全、网络安全、应用安全、运维安全四个参考安全分区均提出相应安全防护措施：

感控安全区：满足感知对象、控制对象及相应感知控制系统的信息安全需求。主要保障感知对象计算资源的有限性、组网方式的多样性、物理终端实体的易接触性等方面。

网络安全区：满足物联网网关、资源交换提供信息安全需求，其安全要求不应低于一般通信网络的安全要求，主要保障数据汇集和预处理的真实性及有效性、网络传输的机密性及可靠性、信息交换共享的隐私性及可认证性。

应用安全区：满足用户的信息安全需求，负责满足系统用户的身份认证、访问权限控制以及配合必要的运维管理等方面的安全要求，同时具备一定的主动防攻击能力，充分保障系统的可靠性。

运维安全区：满足运维管控的信息安全需求，除了满足基本运行维护所必要的安全管理保障外，更多的是需要符合相关法律法规监管所要求的安全保障功能。

1. 智能卡

居民健康卡是国家卫生计生委推进以基层为重点的“三个一工程” 建设重要内容，《“健康中国 2030”规划纲要》提出，到 2030 年，人人拥有规范化的电子健康档案和功能完备的健康卡。作为一项重大民生工程， 电子健康卡服务设立官方唯一许可的患者信息收集接口，逐步取代各地医院、政府的 3000 多个 APP 软件，从而更好地保护患者健康信息安全， 并实现居民与医疗机构之间、医疗机构相互之间、医疗机构与社会公共服务等相关部门之间信息互通共享。

2. 条码

条码极大地提高了数据采集和信息处理的速度，提高了工作效率， 并为管理的科学化和现代化做出了很大贡献。随着条码在健康领域的标识及认证方面的应用，医疗健康领域将条码与健康信息进行绑定形成健康码，实现健康信息的数字化。

3. RFID

健康物联网领域借助 RFID 远距离识别、无需人工干预、在不可视的情况下仍能读取、能随时写入信息、存储容量大等特点，RFID 技术在健康管理领域包括个人健康管理、病人照护、药品器械管理、医护人员安全管理等方面将会有广泛的应用。

1. NFC

NFC 技术不仅能够实现设备之间数据的快速、安全传输，还能通过移动互联设备将实时采集的数据与患者历史诊疗记录进行综合和智能分析，实现自动化智能化的实时诊疗服务。例如，将 NFC 芯片内嵌到血糖仪或者创可贴等产品内，监视各种重要的人体生命特征，不仅了解病人之前的治疗情况，还可查询与病人相关的病例，促进了医疗信息的智能管理。

移动终端尤其是手机将在医疗保健行业发挥更加重要的作用。医生通过 NFC 手机扫描，患者的相关信息被存储到诊疗数据库当中，同时患者的电子病历也将及时反馈到医护人员。医生通过 NFC 手机将保健信息传递给患者，患者也可以通过手机将自己的信息传递给医护人员。通过这种方式，不但可加强对单个病人的疗效，而且还可建立起强大的医疗信息数据库。因此，NFC 技术的应用将成为医疗行业下一个爆发点。

2. 蓝牙

蓝牙技术协会（Bluetooth SIG）下设医疗设备工作组（MED WG）和运动健身工作组（SF WG）致力于制定医疗、运动设备通信协议和服务规范，并改善蓝牙设备连接、互操作和交换数据体验，通过手机、电脑等终端对不同制造商的健康设备数据进行汇总和操作，实现身体特征数据收集收集、分析。

最近，上海公共卫生临床中心正在使用基于蓝牙协议的连续体温传感器来帮助对抗新型冠状病毒的传播。同时使用多个蓝牙生物传感器收集生命体征数据，并发送至中央仪表盘，医务人员可以对其生命体征进行监测和分析，从而减少了对病人物理性常规检查的需要，限制患者和医务人员之间交叉感染的可能性。

3. Zigbee

ZigBee 负责制定网络层以上协议，使用 2.4GHz 波段，采用跳频技术，ZigBee 速率慢、功率和费用低。它的基本速率是 250kb/s，当降低到28kb/s 时，传输范围可扩大到 100m 以上，并获得更高的可靠性。具有功耗低和网络节点容量大的特性，最多支持 255 个设备设备同时连接。

4. 无线局域网

无线局域网技术近 20 年的发展历程，每经过 4-5 年左右无线局域网技术就会出现一次技术变革，逐步经历 11g、11n、11ac 版本进化至如今的 1ax（Wi-Fi 6），提高带宽增强用户体验。无线局域网的发展历程和主要技术特点如图10 所示。目前，Wi-Fi 6（802.1ax）多路总带宽高达9.6Gbps 是 Wi-Fi 5 的 3-4 倍，接入理论容量超过 100 台是 Wi-Fi 5 的 4 倍。同时采用 Wi-Fi 6 的终端节点功耗节约 30% 以上，满足健康物联网终端对低功耗的需求。

5. NB-IoT

NB-IoT 由通信行业最具权威的标准化组织 3GPP 制定，并由国际电信联盟 ITU 批准。NB-IoT 的低时延、大容量、低功耗和高效率服务， 使远程医疗、生理参数数据的采集和传输将变得更加简单。在远程医疗系统中，医生通过底层传感器采集到病人的生理参数，然后在近端使用蓝牙、ZigBee 等传输到数据处理单元，远程通信则使用 NB-IoT 等蜂窝网络。

6. 关键特征比对

7. 应用场景比对

1. 区块链

面对健康产业的数据安全问题，“信息孤岛”现象严重，患者健康数据隐私得不到保障，日益增长的个人健康管理需求得不到满足，数据监管困难等痛点，区块链技术凭借分布式、不可篡改、可追溯等特点，可在保障患者数据隐私的前提下，打通健康数据的信息流通，改善机构之间互为数据孤岛的现状，重建医患之间的信任，提高行业效率。区块链主要用于患者 ID 认证、电子病例、临床研发、药物溯源、健康保险理赔等领域 , 为健康行业在数据共享流通、建立信任机制及流通溯源等诸多方面作出重大贡献。

2. 超高清视频

超高清视频技术在健康物联网中发挥了很大的作用，随着超高清视频技术的发展，4K 超高清分辨率 3840*2160，画面像素 830 万以上；8K 超高清分辨率 7680*4320，画面 3200 万像素以上，具有更精细的图像细节，更强的信息承载能力和更广泛的应用范围，驱动了健康医疗行业以视频为核心的服务转型。

3. 人工智能

在健康物联网的基础上，利用人工智能技术支持对患者数据收集分析、疾病风险预测、影像诊断、精神健康管理、智能穿戴、虚拟助手、临床决策支持系统的功能应用。

白皮书从共性基础、对象感知、互联互通、平台集成、应用服务等方面给出健康物联网标准化现状，并设计出健康物联网标准体系供业内参考，最后提出了健康物联网领域标准化的分析和思考。

共性基础领域：标识编码、物联网安全现有标准化成果丰富。Ecode、OID 已经形成较为成熟的体系，在注册和应用方面给出了明确的技术要求和应用方法。物联网安全在通用要求、感知设备、传输网络以及应用服务均提出了相应的技术要求，并且我国发布的《信息安全技术 网络安全等级保护基本要求》对物联网安全提出具体的要求，为后期开展物联网相关产业融合提供了实施依据。

对象感知领域：智能卡、条码、RFID 等较为成熟的物联网技术具备通用领域的标准化基础，但尚未在健康领域形成专用的标准。未来应加强物联网基础技术在健康领域的标准化探索，形成具有健康领域技术特征的标准化成果。

互联互通领域：健康物联网产业互联互通主要参考国际化标准组织成果，在互联方面主要使用设备互联参照蓝牙、ZigBee、NFC、Wi-Fi 等网络技术，在数据互通方面参照 ISO/IEEE 11073、HL7 等国际协议；反观国内健康领域标准化仅有少量团体标准支撑。建议加大对成熟的国际标准采标力度，填补国内健康物联网互联互通标准化的空白。

平台集成领域：我国在健康医疗平台建设方面已有大量成功落地应用，具备可借鉴成熟经验。同时，在健康物联网平台集成标准化方面成果初现，已发布个人健康状态远程监测系列标准，对终端设备、平台功能和服务接口提出了设计方法和技术要求。建议继续加强健康物联网平台集成标准的自主研发力度，引导产业实际的成功经验向标准规范迁移。

赋能支撑领域：超高清视频在通用编码技术和测量技术形成了标准化成果，并且启动了在健康领域的超高清视频应用标准研制计划；人工智能和区块链目前处于基础标准研制阶段，在健康领域的应用仍属空白。

应用服务领域：部分团体标准针对健康养老领域开展标准制定工作， 形成了居家安全服务、监管等规范，在地方企业范围中形成影响力。应用服务标准应结合产业实情提出国家标准立项需求，广泛征集技术提案， 确保应用服务标准的实施效力。

总体来看，健康物联网行业已萌生标准规范意识，在部分细分技术领域和应用场景下已经形成了显著的标准化成果。但国内缺少直接对口的标准化技术委员会，尚未顶层规划健康物联网标准体系，标准的领域范围、技术内容难以协调统一，可能出现标准成果重叠、部分技术和使用场景标准缺失、技术理解不一致的现象，难以形成以产业共识为基础的发展凝聚力。长远角度看，需要以标准化技术手段形成健康物联网产业发展的内在驱动力。

（一）完善健康物联网技术标准与服务规范

（二）建立健康物联网权威客观评价检测机制

（三）孵化健康物联网产业联盟