基于RFID技術(shù)的監(jiān)護(hù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)實(shí)時處理研究

宋四云，胡金炎，林 霖，喻德曠，王 濤

SONG Si-yun，HU Jin-yan，LIN Lin，YU De-kuang，WANG Tao

(南方醫(yī)科大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院，廣州 510515)

0 引言

無線射頻識別技術(shù)(Radio Frequency Identification,RFID)利用電磁波在閱讀器和帶標(biāo)簽的物體或人之間進(jìn)行非接觸雙向通信，它通過交換數(shù)據(jù)來達(dá)到自動識別被標(biāo)識對象以及獲取被標(biāo)識對象相關(guān)信息的目的[1]。相比傳統(tǒng)的條形碼技術(shù)，RFID技術(shù)具有實(shí)時性好、穿透能力強(qiáng)、數(shù)據(jù)量大及可重復(fù)使用等諸多優(yōu)點(diǎn)。近年來，RFID技術(shù)發(fā)展迅速，在交通、供應(yīng)鏈管理、校園安全等領(lǐng)域得到廣泛使用[2～4]。利用RFID技術(shù)，加強(qiáng)醫(yī)院產(chǎn)科和新生兒科的安全，提高健康監(jiān)護(hù)管理水平，是隨著RFID技術(shù)的成熟和普及而產(chǎn)生的一個新的極具前景的應(yīng)用領(lǐng)域。為此我們設(shè)計(jì)開發(fā)了一套基于RFID技術(shù)的母嬰安全監(jiān)護(hù)系統(tǒng)(Maternalinfant Safety and Surveillance,MISS）。

母嬰安全監(jiān)護(hù)系統(tǒng)應(yīng)用于醫(yī)院，具有監(jiān)控新生嬰兒生命體征，防止嬰兒被盜及母嬰配對等功能[5]。系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。它基于B/S架構(gòu)，分為兩部分，前臺顯示部分和后臺服務(wù)軟件部分。標(biāo)簽（Tag）佩戴在人體上，可通過傳感器接入設(shè)備，它集成兩個溫度傳感器和一個運(yùn)動傳感器，以1.5Hz采樣率采集人體及周圍環(huán)境參數(shù)。標(biāo)簽整合三個傳感器的信號及自身識別屬性形成66比特的字節(jié)數(shù)據(jù)，然后以射頻（RF）信號發(fā)送給閱讀器（Reader）。一個閱讀器可以接收多個標(biāo)簽的數(shù)據(jù)并且內(nèi)置防碰撞算法避免信號沖突。閱讀器是具有RF信號發(fā)射與接收模塊的微系統(tǒng)，將TCP/IP協(xié)議棧集成于微系統(tǒng)中，通過TCP協(xié)議與應(yīng)用程序服務(wù)器雙向通信。應(yīng)用程序服務(wù)器按照通信協(xié)議接收標(biāo)簽的實(shí)時傳感數(shù)據(jù)，合理解釋引用之后過濾冗余信息將其存儲在數(shù)據(jù)庫中。用戶通過瀏覽器訪問系統(tǒng)，提取已經(jīng)處理過的傳感器采樣數(shù)據(jù)，在頁面上呈現(xiàn)母嬰的實(shí)時狀況，同時在出現(xiàn)異常情況時控制聲光報警器與LED顯示器的開關(guān)，為醫(yī)護(hù)人員的決策提供支持。

圖1 母嬰安全監(jiān)護(hù)系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

通過對系統(tǒng)的測試可知，系統(tǒng)存在數(shù)據(jù)量大，數(shù)據(jù)采集速率快等特點(diǎn)。而后臺服務(wù)軟件在線程、數(shù)據(jù)庫連接對象的建立和數(shù)據(jù)邏輯運(yùn)算上均比較耗時，數(shù)據(jù)處理消耗較大[6]。因而系統(tǒng)相對快速的數(shù)據(jù)采集過程與相對緩慢的數(shù)據(jù)處理過程的同步性得不到滿足。新生嬰兒作為母嬰安全監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的主要應(yīng)用對象，其佩帶的標(biāo)簽將采集到的生命體征信息和位置狀態(tài)信息傳遞給應(yīng)用程序服務(wù)器，而應(yīng)用程序服務(wù)器需經(jīng)過一系列對原始數(shù)據(jù)的解析、回調(diào)以及事件處理后以應(yīng)用數(shù)據(jù)作為媒介為我們提供嬰兒安全監(jiān)控。在標(biāo)簽采集信息具有高度時域性的情況下，系統(tǒng)對實(shí)時處理的要求高，當(dāng)有標(biāo)簽信息丟失、漏報或者延時較大的情況發(fā)生時，應(yīng)用程序服務(wù)器因不能及時處理并解讀出此異常現(xiàn)象而會造成系統(tǒng)功能上的錯誤。

在當(dāng)前研究中，解決數(shù)據(jù)實(shí)時處理一般有兩種方法。一種為硬件拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的改進(jìn)，通過使用服務(wù)器集群、數(shù)據(jù)庫集群，增加硬件處理能力，利用負(fù)載平衡技術(shù)來避免系統(tǒng)負(fù)載過重；另一種為軟件設(shè)計(jì)方法，通過建立一個適合于大量數(shù)據(jù)實(shí)時處理訪問的模型，提高程序的并行處理能力以達(dá)到系統(tǒng)應(yīng)用要求[7,8]。本文所研究開發(fā)的系統(tǒng)，考慮到實(shí)施成本及實(shí)際的負(fù)載強(qiáng)度等情況，選擇使用軟件設(shè)計(jì)方法。

基于以上考慮，提出了一種基于多線程及緩存技術(shù)的數(shù)據(jù)實(shí)時處理方法，把數(shù)據(jù)處理過程劃分為兩個階段：數(shù)據(jù)采集階段和數(shù)據(jù)處理階段。階段內(nèi)以流水線進(jìn)行數(shù)據(jù)操作，建立多線程，每個線程為數(shù)據(jù)處理的基本粒子；階段間建立緩存容器，異步傳輸數(shù)據(jù)，消除階段間的數(shù)據(jù)同步。實(shí)踐證明，該方法能有效提高數(shù)據(jù)處理實(shí)時性。

1 方法與技術(shù)

1.1 模型結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)實(shí)時處理方法面對的是一個前端分布式標(biāo)簽進(jìn)行信號采集，后端集中式應(yīng)用程序服務(wù)器進(jìn)行信號處理的離散模型。為了搭建模型，需對幾個數(shù)據(jù)指標(biāo)進(jìn)行評估。1)標(biāo)簽采集數(shù)據(jù)大小、采樣頻率，系統(tǒng)使用標(biāo)簽和閱讀器的個數(shù)；2)系統(tǒng)理解完成功能，需要多大窗口的歷史感知數(shù)據(jù)；3)實(shí)時傳感數(shù)據(jù)與歷史感知數(shù)據(jù)的比較運(yùn)算耗時大??；4)應(yīng)用程序服務(wù)器與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的數(shù)據(jù)傳輸延時等。對此我們進(jìn)行測試，系統(tǒng)測試環(huán)境為：

處理器：Intel(R)Core(TM)2 Duo CPU 2.94GHz

內(nèi)存：2.00GB

系統(tǒng)類型：Windows7 32位操作系統(tǒng)

開發(fā)IDE：Eclipse-java-helios-SR2-win32

數(shù)據(jù)庫：Mysql5.5.24

測試方法根據(jù)單一變量原則，每個過程只測試一個指標(biāo)，量化的指標(biāo)值是系統(tǒng)迭代20萬次取平均值。測試結(jié)果表明，系統(tǒng)使用標(biāo)簽50個，標(biāo)簽每0.6s采集一條記錄，每條記錄大小66B，系統(tǒng)一天接收的數(shù)據(jù)量大約450M，共計(jì)720萬條記錄，所有的采集數(shù)據(jù)醫(yī)院都需進(jìn)行留檔備份。新建一個線程平均耗時3750.2μs，線程上下文切換平均耗時2.532μs，新建一個數(shù)據(jù)庫連接平均耗時15983.63μs；應(yīng)用程序服務(wù)器完成實(shí)時傳感數(shù)據(jù)與歷史感知數(shù)據(jù)的比較運(yùn)算平均耗時10227.3μs；系統(tǒng)理解完成功能，需要的時間窗口為10s，即當(dāng)前時刻往前10s內(nèi)的歷史記錄都有可能用到。

通過上面測試結(jié)果可知，我們需要設(shè)計(jì)一個數(shù)據(jù)實(shí)時處理方法來滿足系統(tǒng)要求，應(yīng)重點(diǎn)解決如下三個問題：

1)閱讀器轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)速度很快，應(yīng)用程序服務(wù)器需要準(zhǔn)確實(shí)時地接收標(biāo)簽數(shù)據(jù)，最小化數(shù)據(jù)丟失和延遲；

2)數(shù)據(jù)處理過程涉及到大量的數(shù)據(jù)庫及邏輯操作，需要提高數(shù)據(jù)查詢處理效率，滿足系統(tǒng)的實(shí)時性要求；

3)數(shù)據(jù)采集過程和數(shù)據(jù)處理過程應(yīng)該相互獨(dú)立，以模塊化的原則設(shè)計(jì)一個接口來通信，避免數(shù)據(jù)間同步所帶來的開銷。

基于上述的考慮，我們設(shè)計(jì)的模型結(jié)構(gòu)如圖2所示。整個數(shù)據(jù)處理流程劃分前后兩個階段，數(shù)據(jù)采集階段和數(shù)據(jù)處理階段。緩沖隊(duì)列為前后兩個階段的連接橋梁。數(shù)據(jù)采集階段專于標(biāo)簽數(shù)據(jù)的采集。它維護(hù)著多個長連接線程，每個線程以TCP Socket方式與閱讀器通信，接收到的實(shí)時傳感數(shù)據(jù)直接存入緩沖隊(duì)列中而不作其它任何邏輯處理。數(shù)據(jù)處理階段專注于標(biāo)簽數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)邏輯運(yùn)算。根據(jù)系統(tǒng)測試結(jié)果，在標(biāo)簽數(shù)據(jù)的處理周期中真正進(jìn)行業(yè)務(wù)處理的時間只占整個周期的一部分（10227.3μs），大部分時間用在線程的建立與銷毀（3750.2μs）、數(shù)據(jù)庫連接的獲取與關(guān)閉（15983.63μs）上。為了提高數(shù)據(jù)處理效率及實(shí)現(xiàn)對象資源共享，我們利用池化技術(shù)維護(hù)著一個線程池和一個數(shù)據(jù)庫連接池來避免大量對象頻繁初始化及回收過程中的開銷。緩存隊(duì)列設(shè)計(jì)成FIFO（First In First Out）形式避免數(shù)據(jù)采集線程與數(shù)據(jù)處理線程所需的讀寫同步，數(shù)據(jù)采集線程從隊(duì)列尾部插入標(biāo)簽數(shù)據(jù)，而數(shù)據(jù)處理線程從隊(duì)列頭部讀出標(biāo)簽數(shù)據(jù)。

圖2 模型結(jié)構(gòu)

1.2 多線程技術(shù)

應(yīng)用程序服務(wù)器在數(shù)據(jù)采集階段和數(shù)據(jù)處理階段均使用到了多線程技術(shù)，但數(shù)據(jù)采集多線程與數(shù)據(jù)處理多線程存在顯著差別。數(shù)據(jù)采集多線程中的線程以TCP Socket方式與閱讀器通信，其生存周期與Socket鏈路連接周期相同，因而生存周期長。數(shù)據(jù)處理多線程設(shè)計(jì)的目的是利用并發(fā)提高數(shù)據(jù)處理的效率，單條標(biāo)簽數(shù)據(jù)的處理周期往往比較短，可以通過采用線程池技術(shù)來實(shí)現(xiàn)資源復(fù)用。當(dāng)緩沖隊(duì)列中有數(shù)據(jù)需要處理時，從線程池中提取線程進(jìn)行業(yè)務(wù)操作，操作結(jié)束線程則返回線程池中，這樣避免了線程的頻繁建立與回收所帶來的開銷。

1.2.1 數(shù)據(jù)采集

數(shù)據(jù)采集多線程維護(hù)著一個管理線程和多個與閱讀器通信的連接線程。連接線程作為上位機(jī)終端以TCP Socket長連接方式介入閱讀器通信。在Socket通信中，閱讀器作為通信的服務(wù)端（Server），上位機(jī)作為通信的客戶端（Client），并管理連接。上位機(jī)與閱讀器以TCP長連接方式通信，一個連接鏈路上可以持續(xù)發(fā)送、接收標(biāo)簽采集數(shù)據(jù)包。在TCP連接保持期間，為了避免鏈路斷開，采取在客戶端發(fā)送心跳包的方式。如果上位機(jī)5分鐘沒有收到閱讀器轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)，則上位機(jī)給該閱讀器發(fā)送一個心跳包，然后等待閱讀器的返回信息。如果80秒內(nèi)收不到閱讀器的應(yīng)答，再發(fā)送第二個心跳包，如此連續(xù)8次，仍然沒有閱讀器的應(yīng)答信號返回，則判斷此鏈路已經(jīng)斷開，管理線程進(jìn)行鏈路重連并將此鏈路異常寫入日志文件中。

1.2.2 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理多線程維護(hù)著一個管理線程和一個線程池。管理線程創(chuàng)建、監(jiān)控線程池，掃描緩沖隊(duì)列，當(dāng)緩沖隊(duì)列中有標(biāo)簽數(shù)據(jù)時，則提取標(biāo)簽數(shù)據(jù)分配給線程池中空閑的線程執(zhí)行。其工作時序如圖3所示。

圖3 數(shù)據(jù)處理多線程時序圖

相比于數(shù)據(jù)采集階段中相對固定的線程數(shù)目，閱讀器與連接線程個數(shù)比例為1:1，數(shù)據(jù)處理階段中線程池的線程個數(shù)具有很大伸縮空間。如果線程池太大，則池中線程不能充分利用，系統(tǒng)處理器及內(nèi)存資源將因被用來維護(hù)線程池而非做實(shí)際業(yè)務(wù)操作造成資源的浪費(fèi)；如果線程池太小，會出現(xiàn)緩沖隊(duì)列過長造成系統(tǒng)延遲嚴(yán)重，或者標(biāo)簽數(shù)據(jù)來不及處理超出隊(duì)列長度，系統(tǒng)發(fā)生漏報甚至崩潰現(xiàn)象。基于此，我們提出了一個具體的優(yōu)化方法來確定線程池的最佳大小。

用C1代表單個線程創(chuàng)建的開銷，用C2代表線程間切換的開銷，利用線程池技術(shù)能有效提高系統(tǒng)性能的理論基礎(chǔ)在于C1＞＞ C2[9]。當(dāng)線程池中線程個數(shù)比較小時，增加線程能有效提高系統(tǒng)并發(fā)數(shù)據(jù)處理的能力，但如果線程數(shù)目過多，線程間切換開銷也隨之增大。Yibei Ling等人[10]研究表明，線程池中最佳線程數(shù)滿足如下關(guān)系：

上式中p(r)代表并發(fā)數(shù)據(jù)流的概率密度分布，n為線程池大小，最佳線程池大小不僅同C2與C1的比值相關(guān)，還同系統(tǒng)實(shí)際負(fù)載分布情況相關(guān)。

我們開發(fā)的母嬰安全監(jiān)護(hù)系統(tǒng)標(biāo)簽個數(shù)N =50，標(biāo)簽采樣間隔Ts = 0.6s，單個標(biāo)簽在采樣周期內(nèi)發(fā)射的時間點(diǎn)記為X，它是一個隨機(jī)變量服從均勻分布X ～ U(0,0.6)，期望值E(X)= 0.3，方差D(X)= 0.03。由于隨機(jī)變量X1,X2,…,Xn…相互獨(dú)立且服從同一分布，在N相對較大的情況下，根據(jù)中心極限定理，隨機(jī)變量之和 的標(biāo)準(zhǔn)化變量：

服從正態(tài)分布Yn～ N (0,1)，即，由系統(tǒng)測試結(jié)果可知，C1等于3750.2us，C2等于2.532us，C2與C1的比值為，因而（1）可以重新表達(dá)為：

通過查表可知N1=3.20，N2=3.21代入(3)式中，可知n為14，即線程池的最佳大小為14。

1.3 方法的緩存技術(shù)

本文研究的方法中使用兩種緩存技術(shù)，針對數(shù)據(jù)緩存的緩沖隊(duì)列和針對對象緩存的數(shù)據(jù)庫連接池。

1.3.1 緩沖隊(duì)列

為了消除階段間數(shù)據(jù)同步，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集過程與數(shù)據(jù)處理過程異步數(shù)據(jù)傳輸，我們建立了一個緩存容器。同時為了正確實(shí)時處理采集的數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)采集的同序性。我們把緩存容器設(shè)計(jì)成隊(duì)列形式[11]，隊(duì)列是一種運(yùn)算受限的線性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它只能從一端插入數(shù)據(jù)從另一端提取數(shù)據(jù)，滿足FIFO原則，其特性與數(shù)據(jù)采集處理特性相符合。緩沖隊(duì)列的主要屬性包括隊(duì)列長度，數(shù)據(jù)逗留時間，其管理圖如圖5所示。

圖4 FIFO緩存隊(duì)列管理圖

通過啟用一個管理線程實(shí)時監(jiān)控隊(duì)列的長度變化，當(dāng)緩沖隊(duì)列長度達(dá)到最大閾值，管理線程增加處理線程數(shù)，當(dāng)緩沖隊(duì)列長度到最小閾值時，管理線程會釋放多余的處理線程，此方法不僅能控制緩沖隊(duì)列的長度在最小閾值與最大閾值之間變化，還能滿足實(shí)時數(shù)據(jù)處理的實(shí)效性，提高系統(tǒng)的動態(tài)調(diào)控能力。

1.3.2 數(shù)據(jù)庫連接池

在數(shù)據(jù)流實(shí)時處理系統(tǒng)中，不可避免的涉及到大量的數(shù)據(jù)庫操作，應(yīng)用程序服務(wù)器訪問數(shù)據(jù)庫分為四個步驟：1）應(yīng)用程序服務(wù)器加載驅(qū)動程序；2）驅(qū)動程序管理器識別加載的驅(qū)動，獲取數(shù)據(jù)庫連接；3）根據(jù)獲取的數(shù)據(jù)庫連接對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行操作；4）關(guān)閉連接，釋放相關(guān)資源[12]。由我們的測試可知，數(shù)據(jù)庫連接的建立與關(guān)閉上耗時15983.63μs，比數(shù)據(jù)的比較運(yùn)算10227.3μs還多。為了避免消耗大量資源的過程重復(fù)進(jìn)行，我們使用數(shù)據(jù)庫連接池作為緩存對象池來解決大量線程頻繁訪問數(shù)據(jù)庫所帶來的效率問題。

數(shù)據(jù)庫連接池的技術(shù)原理如圖5所示。應(yīng)用程序服務(wù)器在系統(tǒng)初始化時建立一些空閑連接放入連接池中備用，當(dāng)線程有數(shù)據(jù)庫連接訪問請求時，直接從連接池申請一個數(shù)據(jù)庫連接，調(diào)用完成之后，把數(shù)據(jù)庫連接重新放入連接池中而不實(shí)際關(guān)閉。數(shù)據(jù)庫連接池中同樣存在管理器，當(dāng)并發(fā)訪問量持續(xù)增加時，管理器建立一些新的數(shù)據(jù)庫連接放到連接池中。當(dāng)訪問減少時，管理器則關(guān)閉一些空閑連接，避免空閑期間維護(hù)大量連接所帶來的資源消耗。

圖5 數(shù)據(jù)庫連接池技術(shù)原理圖

2 結(jié)果

為了評價數(shù)據(jù)實(shí)時處理方法的性能，我們對系統(tǒng)進(jìn)行了仿真測試。使用三臺計(jì)算機(jī)搭建仿真測試平臺。應(yīng)用程序服務(wù)器環(huán)境為上節(jié)中的系統(tǒng)測試環(huán)境。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的硬件配置為Intel Pentium D 2核2.8GHz CPU、2G內(nèi)存、250G硬盤，操作系統(tǒng)為Centos 6.1、使用Mysql5.5.24作數(shù)據(jù)持久化數(shù)據(jù)庫。另外在一臺雙核4GB內(nèi)存、Intel(R)Core(TM)i5 2.5GHz CPU的計(jì)算機(jī)模擬標(biāo)簽數(shù)據(jù)流。仿真系統(tǒng)共有10個閱讀器、50個標(biāo)簽，標(biāo)簽間隔0.6s發(fā)送一條記錄，記錄大小為66B，標(biāo)簽發(fā)送數(shù)據(jù)的起始時刻服從均勻分布。仿真測試平臺連接在局域網(wǎng)內(nèi)。

應(yīng)用程序和測試程序都使用Java語言開發(fā)，JDK版本為1.7.0，使用Eclipse IDE作為集成開發(fā)工具。在測試某個方法的優(yōu)化效果時，根據(jù)單一變量的原則，將測試代碼插入測試目標(biāo)中，比較使用該方法和不使用該方法在同樣配置的計(jì)算機(jī)上前后性能指標(biāo)的差異。我們主要比較了緩沖隊(duì)列、線程池和數(shù)據(jù)庫連接池三種技術(shù)，通過采用性能測試工具Java VisualVM來測量查看CPU及內(nèi)存的使用率[13]。

表1 方法的性能測試

表1是方法的性能測試結(jié)果，我們從發(fā)射/接收數(shù)據(jù)包、接收成功率等性能指標(biāo)進(jìn)行評價。從上表中的測試結(jié)果可以看出：未使用三種技術(shù)時，CPU和內(nèi)存的使用率都比較小，數(shù)據(jù)接收成功率很低，數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)能力弱。由于標(biāo)簽傳感數(shù)據(jù)發(fā)射速度很快，服務(wù)線程需要完成數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)持久化等一系列工序，致使發(fā)射數(shù)據(jù)從Socket緩沖堆棧中溢出導(dǎo)致丟包。當(dāng)我們在方法中加入緩沖隊(duì)列后，由于數(shù)據(jù)采集線程專于標(biāo)簽數(shù)據(jù)的接收，數(shù)據(jù)的接收成功率有了大幅度提高。然而緩沖隊(duì)列中每一條數(shù)據(jù)都需要新開一個線程進(jìn)行處理，線程處理完成該數(shù)據(jù)后又要進(jìn)行資源回收，使得系統(tǒng)負(fù)荷大為增加，從而導(dǎo)致程序穩(wěn)定性很差，接收的標(biāo)簽數(shù)據(jù)大部分都存入緩沖隊(duì)列中而來不及處理，延時非常厲害，從實(shí)用的角度來看，只使用緩沖隊(duì)列明顯不符合實(shí)際要求。為了避免資源重復(fù)分配、回收所帶來的開銷，利用對象資源池技術(shù)建立一個線程池，線程池中線程可以復(fù)用進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，從上面的測試結(jié)果可以看到，數(shù)據(jù)處理時間大為縮短，方法的實(shí)時性得到了明顯改善，緩沖隊(duì)列的長度也減小，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)能力得到質(zhì)的提高?；谕瑯拥览恚瑸榱吮苊鈹?shù)據(jù)庫連接建立與關(guān)閉的開銷，我們引入數(shù)據(jù)庫連接池。使用數(shù)據(jù)庫連接之后，系統(tǒng)負(fù)荷（CPU峰值、CPU均值和內(nèi)存均值）得到下降，數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)能力接近理想值（83.33），緩沖隊(duì)列的長度也減小，證明了系統(tǒng)實(shí)時性得到了進(jìn)一步提高。

3 結(jié)束語

本文研究開發(fā)的數(shù)據(jù)實(shí)時處理方法應(yīng)用于醫(yī)院母嬰安全監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，在實(shí)驗(yàn)階段取得比較理想的結(jié)果，本文實(shí)現(xiàn)了如下創(chuàng)新：

1)分開數(shù)據(jù)采集過程與數(shù)據(jù)處理過程，整個流程劃分為前后兩個階段，階段內(nèi)執(zhí)行流水線型操作，階段間使用緩沖隊(duì)列實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)異步傳輸；

2)測試了系統(tǒng)創(chuàng)建線程、線程間切換和建立數(shù)據(jù)庫連接等操作的開銷，為系統(tǒng)進(jìn)行模型設(shè)計(jì)打下數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；

3)為了避免對象重復(fù)創(chuàng)立、回收帶來的系統(tǒng)開銷，我們設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了線程池，數(shù)據(jù)連接池，并從理論和實(shí)踐上證明了其有效性。

[1] 孫基男,黃雨,黃舒志,等. 一種基于 Petri 網(wǎng)的 RFID 事件檢測的形式化方法[J].計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展,2012,49(11):2334-2343.

[2] 倪霖,鐘輝,段超.汽車制造生產(chǎn)線上RFID應(yīng)用模式研究[J].計(jì)算機(jī)工程,2012,38(4):224-226.

[3] 廖燕.基于RFID的供應(yīng)鏈管理信息系統(tǒng)集成[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報: 信息與管理工程版,2010,32(004):610-613.

[4] 胡洋.RFID和AJAX 相結(jié)合的校園安全管理系統(tǒng)[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件,2010,27(6):183-185.

[5] 于楠,胡金炎,鄒岸,王濤,等.一種母嬰安全監(jiān)護(hù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件,2013,5(30):200-202.

[6] 袁文明,王東.網(wǎng)絡(luò)化RFID系統(tǒng)的復(fù)雜事件處理模型研究[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件,2010,27(12):48-50.

[7] 亓開元,趙卓峰,房俊,等. 針對高速數(shù)據(jù)流的大規(guī)模數(shù)據(jù)實(shí)時處理方法[J].計(jì)算機(jī)學(xué)報,2012,35(3):477-490.

[8] 丁振華,李錦濤,羅海勇,等.RFID系統(tǒng)與傳感器網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)處理綜述[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究,2008,25(3):660-664.

[9] KWAK H,LEE B,HURSON A R,et al.Effects of multithreading on cache performance[J].IEEE Transactions on Computers,1999,48(2):176-184.

[10] LING Y,MULLEN T,LIN X. Analysis of optimal thread pool size[J].ACM SIGOPS Operating Systems Review,2000,34(2):42-55.

[11] 崔慎智,陳志泊.基于多代理和多優(yōu)先隊(duì)列的短信實(shí)時并發(fā)算法[J].計(jì)算機(jī)工程,2011,37(3):278-280.

[12] 梁清翰,沈占鋒,駱劍承,等.構(gòu)建LBS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫連接池技術(shù)研究[J].計(jì)算機(jī)工程,2006,32(12):40-41.

[13] JUNEAU J,DEA C,GUIME F,et al. Debugging and Unit Testing[M].Java 7 Recipes. Apress,2011:213-236.