基于RFID技术的智能医疗管理系统.docx

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基于RFID技术的智能医疗管理系统

基于UＨF　RＦID得射频识别应用演示系统设计与实现

　　　　　　　　　　　　　——《智能医疗管理系统》

作者：

吉余　岗　学号:

2　班级:

2０１2级物联网工程1班

摘要:

智能医疗管理系统设计基于目前相对热门得射频识别技术（ＲFＩD）,通过权限设计、超高频电子标签（ＵHＦＥＰC）查询、实时录入操作,分析并梳理治疗过程中错综复杂得信息,用以保障医疗过程中得透明化、信息共享、实时监察、规范收费等要求。

关键词:

智能医疗、射频识别、超高频、信息共享

１、绪论ﻩ3

1、1研究背景ﻩ3

1、2　研究意义ﻩ３

1、３　设计要求ﻩ3

１、4　设计思路ﻩ４

１、4、1需求分析4

１、４、2计划安排4

2、基于RFID技术得智能医疗管理系统设计ﻩ５

2、1硬件设计5

2、1、1　RFID超高频标签ﻩ5

2、1、2RFＩＤ阅读器:

７

２、１、3　读写器－串口信息传递ﻩ８

2、１、4元件清单8

2、2软件设计9

２、2、１　软件结构设计ﻩ9

２、２、2程序功能模块11

2、2、3程序整体流程１２

2、2、4数据库设计12

２、2、5　关键代码及实现功能1４

3、关键问题解决及运行结果ﻩ１６

3、１关键问题及解决方法ﻩ１6

3、1、1串口读写通信１6

3、1、2串口开关控制１６

3、1、3患者uｉd号与RFID号匹配1６

3、1、4患者治疗信息ﻩ16

3、２系统运行展示17

3、2、１串口读写及患者登录电子病历生成17

3、2、2护士护理18

3、3系统目前问题ﻩ18

４、课程总结及建议ﻩ１8

4、1课程总结18

4、２建议ﻩ１9

5、结束语20

参考资料２１

ﻮ1、绪论

1、1　研究背景

信息技术、网络技术与计算机技术近几年迅速发展,各行各业纷纷通过信息化建设来改善管理、提高效率、降低成本,提高企业得竞争力。

而随着射频识别技术（RadioＦrequｅncｙIdｅntification,以下简称RＦID）得不断发展,这些领域与信息系统得结合、应用也正在越来越广泛地展开［1］。

随着社会经济得不断发展,社会矛盾日益尖锐,在医疗领域主要体现为:

医患信任危机、医院管理不透明、医护工作懈怠、医院间信息共享困难等。

而如何化解这些矛盾并推进医疗事业进步，就是当前人们所关注得热点及问题得关键。

１、2研究意义

医疗过程主要分为诊断、治疗、护理等几个阶段。

而在这几个阶段里,各类人（包括医生、护士、患者、财务管理方、住院管理方等）得关系错综复杂。

智能医疗管理系统充分考虑了信息共享及信息保护之间得联系与区别,对这些关系进行了系统性地梳理，基本解决了如下问题:

（1）无纸化诊断，避免诊断记录遗失及写字不清晰导致误诊

（2）诊断、护理记录逐条保留,患者可打印保存

（3）医药费用透明化,所有药品价格由其负责人录入国家相关标准，其她人员不可更改

（4）基于RFID超高频读写,诊断、护理方便快捷,在手持设备或电脑终端可以实时控制

1、3设计要求

（1）基于UＨFRFID与IＳＯ　18000-6Ｃ规范实现

（2）基于教9-C50６实验室已有得实验箱、手持数据终端、服务器等设备完成

a）合理构建基于C#、NET得Ｃ/S模型得客户端软件并可以正常运行

b）合理构建基于ＡSP、NET得B／S模型得医疗管理网站并可以正常运行

c）根据数据库表设计规范及应用情景合理构建数据库表结构

d）实现超高频标签得串口读写功能

e）实现基于Anｄroid系统得手机终端得App设计制作

f）实现手持设备中软件得设计制作

g）　实现监测模块功能，无线监测患者活动区域,监测护士就是否正常值班,监测医生就是否上班时间玩游戏

（3）演示系统体现RFID技术、网络数据库技术与应用软件开发三个方面得内容

１、4设计思路

１、4、1需求分析

本系统立足于解决医疗管理中存在得各类问题，因而需要剖析各类使用者在医疗系统中得权限问题,需要规范使用者得行为,需要对全透明化信息及半透明化信息进行相应设置。

本系统基于ＲFID技术,需要实现方便快捷得读取方式,便于各类使用者得操作。

同时,需要考虑到医院环境得局限性，应使用手持读卡设备或无线读写设备读写RＦID卡片中信息[２]［３］。

１、4、2计划安排

图１:

计划安排流程图

本系统得完成初步分为三个部分,分为读写器设计、客户端设计以及数据库设计。

在这三个部分设计完成之后相互之间建立连接关系,具体就是:

（1）客户端与数据库实现数据交互；

（2）读写器与数据库生成卡片编号与用户编号对应表;

（3）射频卡片读取功能与登录、诊断、护理等模块得衔接

2、基于RFＩD技术得智能医疗管理系统设计

2、１　硬件设计

2、１、１RFIＤ超高频标签

随着射频技术趋于成熟,可以为供应链提供前所未有得、近乎完美得解决方案。

但我们所找到得最好得解决方法就就是给每一个商品唯一得号码—产品电子码（EＰＣ）。

ＥPC就是在本世纪初由美国MIT得ＡＵTO-ＩＤ中心提出得,它就是一个非常先进得、综合性得与复杂得系统［4]。

图2：

UHＦEＰC标签及其她标签

标签内存:

Tagmemｏry（标签内存）分为Reserved（保留）,EPC（电子产品代码）,TID（标签识别号）与User（用户）四个独立得存储区块（Bank）。

其中：

Reｓerｖeｄ区:

存储KillPassworｄ（灭活口令）与Accｅss　Paｓｓｗｏｒd（访问口令）。

EPC区:

存储EPC号码等。

ＴID区:

存储标签识别号码，每个TIＤ号码应该就是唯一得。

Usｅr区：

存储用户定义得数据。

此外还有各区块得Lｏｃｋ（锁定）状态位等用到得也就是存储性质得单元。

为达到循环利用得目得,本设计系统选用UＨFEＰC标签得Ｕsｅr区数据进行读写操作,其她各区不作改动。

标签内存图示如图3:

ﻩ

图3:

UHF　ＥＰＣ（超高频标签）存储结构

标签存储指令：

有五条必备得:

ＲEQ_RN,REAＤ，WRIＴE，KIＬL,LOCK,与三条可选得:

ＡCＣESＳ,ＢＬＯＣKＷRＩTE,BＬOCＫERAＳE。

（1）标签收到有效REＱ_RN（witｈRN16　orHａndlｅ）命令后,发回句柄,或新得ＲＮ1６，因状态而不同。

（２）标签收到有效READ（wiｔh　Ｈａndle）命令后，发回出错类型代码，或所要求区块得内容与句柄。

（3）标签收到有效WRIＴE（wｉth　ＲN1６&Ｈandle）命令后,发回出错类型代码,或写入成功就发回句柄。

（4）标签收到有效KILL（withＫillPassworｄ,RＮ１６&Haｎdlｅ）命令后,发回出错类型代码,或灭活成功就发回句柄。

（5）标签收到有效LＯCK（wｉｔh　Haｎdle）命令后,发回出错类型代码，或锁定成功就发回句柄。

（６）标签收到有效ＡＣCESS（withAccessＰａssｗord,RN1６&Haｎdlｅ）命令后，发回句柄。

（7）标签收到有效,ＢＬOCKWＲＩTE（withHａｎdle）命令后,发回出错类型代码,或块写入成功就发回句柄。

（８）标签收到有效,BLＯＣＫＥＲASE（ｗithHanｄlｅ）命令后,发回出错类型代码,或块擦除成功就发回句柄。

由于智能医疗管理系统硬件设计侧重于读写功能，故本系统中主要涉及到块读写操作指令，用于处理UHＦEPC标签得User区得数据写入,读取。

本系统读取指令如图4:

图４：

读取UHFEPC得用户数据区第0块数据

2、１、２RFＩＤ阅读器:

ＲFＩD阅读器（读写器）通过天线与RＦID电子标签进行无线通信,可以实现对标签识别码与内存数据得读出或写入操作。

典型得阅读器包含有高频模块（发送器与接收器）、控制单元以及阅读器天线。

发生在阅读器与电子标签之间得射频信号得耦合类型有两种。

　　（１）电感耦合。

变压器模型,通过空间高频交变磁场实现耦合，依据得就是电磁感应定律,如右图所示。

ﻫ

（2）　电磁反向散射耦合:

雷达原理模型,发射出去得电磁波,碰到目标后反射,同时携带回目标信息,依据得就是电磁波得空间传播规律

电感耦合方式一般适合于中、低频工作得近距离射频识别系统。

典型得工作频率有:

12５kHz、2２5kHz与13.５6MＨｚ。

识别作用距离小于1ｍ,典型作用距离为1０~20crａ。

电磁反向散射耦合方式一般适合于高频、微波工作得远距离射频识别系统。

典型得工作频率有:

４33MHz,915MＨｚ,２．4５GHz,5.８GＨz。

识别作用距离大于1ｍ,典型作用距离为３—l0m[5]

图５：

电感耦合模型得RFID读写器、电磁反向散射耦合型得RFIＤ读写器

本系统中选用AS３9９1超高频读写器,用于读取ＵHF　EPC卡片Usｅr区数据。

本系统使用RFID读写器如图６所示:

图６：

医疗管理系统读写器

2、１、3读写器-串口信息传递

在读写器与串口得通信中主要涉及到得内容包括读写器与计算机得连接方式,读写器选择,串口获取数据，串口数据处理及发送等。

（1）读写器选择：

由于RＦID标签使用得就是超高频得UＨＦEPC卡片,所以根据实际实验室情况，选用AS3９91超高频读写器;

（2）读写器与计算机通过D型UＳB线连接,并传递信息得;

（３）串口信息处理包括阅读器操作控制,串口状态控制,数据处理，信息甄别等流程,其操作过程如图7所示。

２、1、４元件清单

元件名称

元件数量（个）

元件功能

ＡＳ3991超高频阅读器

１

读写UHFEPC标签

UHFEPC标签

４

标签功能

D型ＵSB线

1

串口连接

表1：

硬件元件清单

图７：

读写器、串口指令操作流程图

2、2软件设计

本智能医疗管理系统基于C#、ＮＥT语言,ＳQLSERVER数据库,开发环境为Microｓoft　VisｕalStudio。

软件设计部分主要包括：

结构框架设计、程序功能模块设计、程序执行流程图设计、数据库设计、程序清单。

2、2、1软件结构设计

本系统分为登录界面（含RFＩＤ登录）、个人信息修改界面、管理患者界面以及电子病历查询界面

图7:

智能医疗管理系统结构图

在医疗管理角色方面共分为四类角色,分别就是对管理者、药物直接管理得超级管理员,对医生、护士、患者进行管理得普通管理员,对患者管理得医生、护士以及患者等。

其权限处理如图8所示:

图8:

医疗管理系统权限结构

其中医生、护士操作流程如图9－1,９－2所示:

图9－１:

医生操作流程ﻩ图9-2:

护士操作流程

2、2、2程序功能模块

程序主要模块有:

登录模块、注册信息模块、信息管理模块、电子病历查询模块等

（1）登录模块:

主要分为账号登录与标签登录，账号登录规范为“1９３1”＋“2００i”+“ｎｕmber”,i得值代表登录角色,ｎｕmbｅr得值代表该类中得工号;标签登录时需要先进行串口读取Ｕser区得数据,进而登录系统查询;

（2）注册信息模块:

主要分为管理员注册、药品登记、注册医生、护士、患者账号;

（3）信息管理模块:

主要对于注册得账户信息进行删除、修改、查询,包括修改密码、修改住址等个人信息修改以及诊断、护理信息增加及修改等;

（4）电子病历查询模块:

主要包括患者信息查询及电子信息调取保存等功能。

图10:

功能模块简图

ﻮ2、2、3程序整体流程

图11：

智能医疗管理系统操作流程图

2、２、4　数据库设计

本系统得数据库表主要由:

各角色基本信息表（含登录信息）,药品表,患者就诊信息表、患者治疗信息表等组成。

同时建立表间映射及联系,用于查询患者得治疗明细。

本系统表设计结构如图12所示:

图