一種藥品溫度自動檢測系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

吳蓉

摘要：實現(xiàn)了一個基于傳感器的實時藥品溫度自動檢測系統(tǒng)。下位機通過溫度傳感器對藥品溫度進行實時測量跟蹤，將溫度數(shù)據(jù)實時上傳到后臺服務器，后臺服務器再將溫度數(shù)據(jù)傳送到用戶的安卓平臺移動客戶端上，使用戶實時掌握藥品的溫度情況，遠程甄別藥品狀態(tài)。

關(guān)鍵詞：傳感器；安卓；后臺服務器

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A章編號：1009-3044（2016）25-0205-02

1 傳感器及前后平臺介紹

當前已經(jīng)進入到工業(yè)4.0的實際發(fā)展階段，物聯(lián)網(wǎng)的概念和解決方案早已充斥了各個領域。在物聯(lián)網(wǎng)的體系中，傳感器是不可或缺的一環(huán)。工業(yè)及生活的各個領域，傳感器都在發(fā)揮著不可替代的作用。它通過溫度，濕度等各種物理環(huán)境的實時偵測，將物理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字數(shù)據(jù)，并將數(shù)字數(shù)據(jù)通過特定渠道傳送出去，是將現(xiàn)實世界網(wǎng)絡化的前端設備。

安卓平臺誕生于美國的一個小公司，在誕生之初，安卓平臺就顯示出了極強的創(chuàng)新型和擴展性。正是基于這一點，谷歌公司將該平臺收入旗下，并對該平臺進行了進一步的發(fā)展和擴充。當前，安卓平臺經(jīng)過數(shù)年的發(fā)展，已經(jīng)成為智能手機及物聯(lián)網(wǎng)領域的一個旗艦品牌，數(shù)以億計的用戶和客戶端在安卓平臺上實時地進行著工業(yè)生產(chǎn)或生活應用。這一市場已經(jīng)發(fā)展得非常成熟，并在谷歌的引領下進一步的健康發(fā)展?；趯Π沧科脚_及谷歌公司的看好，三星，索尼，聯(lián)想等通信客戶端公司紛紛推出了自己品牌的安卓產(chǎn)品，并對安卓平臺進行共同的支持，使得開發(fā)安卓客戶端的程序，能共在技術(shù)上和平臺上得到很好的支持和推動。

基于傳感器和安卓平臺的藥品溫度檢測系統(tǒng)，通過傳感器對藥品溫度進行檢測，通過后臺服務器對數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)挖掘和分析，通過前端安卓平臺對數(shù)據(jù)進行實時展示，從而對藥品的狀態(tài)進行實時掌握和跟蹤，對藥品的存儲及狀態(tài)分析起到一定的作用。

2 基于傳感器及安卓系統(tǒng)的藥品溫度檢測系統(tǒng)架構(gòu)

本系統(tǒng)分為下位機傳感器檢測模塊，后臺數(shù)據(jù)分析處理通信模塊，前臺安卓客戶端數(shù)據(jù)展示模塊三個部分。下位機傳感器模塊通過接觸藥品，提取藥品溫度數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字數(shù)據(jù)，同時將數(shù)據(jù)實時傳送到后端服務器平臺。后端服務器平臺對數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)挖掘和分析，并將數(shù)據(jù)通過通信模塊傳送到前端安卓客戶端平臺。前端安卓客戶端平臺通過輪詢，與后端服務器平臺進行實時通信，并接收后臺服務器傳送過來的數(shù)據(jù)，將該數(shù)據(jù)通過安卓平臺所特有的展示功能，展示到用戶面前，從而讓用戶實時掌握藥品的狀態(tài)，對藥品的后續(xù)操作起到數(shù)據(jù)參考的作用。

詳細流程為，前端通過zigbee傳感器進行溫度檢測合理布局，對藥品的溫度進行準確的測量并進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。通過server socket通信，將該溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，傳送到后臺服務器。后臺服務器通過client socket通信，將下位機的數(shù)據(jù)接收到本地，并對該數(shù)據(jù)進行分析，如果該數(shù)據(jù)變化處于之前設定的合理范圍，則不向前端安卓客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)，如果該數(shù)據(jù)變化超出了設定范圍，則將該數(shù)據(jù)傳送到前端客戶端。安卓客戶端通過socket輪詢，基于udp數(shù)據(jù)包，實時對后臺服務器進行心跳?；钔ㄐ?，在接收到后臺服務器發(fā)送的數(shù)據(jù)之后，通過chart模塊，將該數(shù)據(jù)通過定時器實時展現(xiàn)到用戶面前。用戶基于數(shù)據(jù)，掌握藥品的溫度情況。如圖1所示：

下位機數(shù)據(jù)監(jiān)測流程：

藥品管理員將zigbee溫度傳感器通過立體多維放置方式，放置在需要檢測的藥品當中，將zigbee的自組織通信模塊激活，并進行調(diào)試，校準。通過多次調(diào)試，將zigbee的距離藥品距離調(diào)整到適度范圍，使得傳感器既能實時掌握藥品的溫度情況，又不會讓藥品和傳感器互相之間出現(xiàn)干擾。如果距離不理想，可以通過平移或放大算法進行數(shù)據(jù)的調(diào)整。

在此過程中，可以通過后臺服務器或者前端pc平臺對傳感器進行校準，如果通過后端服務器，可以節(jié)省一個前端pc，降低成本，但通信校準會有一定的延遲，如果通過前端pc校準，可以降低成本。兩種校準方式可以根據(jù)具體情況，靈活掌握。

后臺服務器數(shù)據(jù)處理及分析流程：

后臺服務器搭建在一臺小型機或者pc機上，軟件服務器平臺搭建在windows或linux平臺的tomcat服務器上，開發(fā)ide使用跨平臺的eclipse開發(fā)工具。具體語言使用j2ee。服務器通過讀取配置文件yaopin.xml進行自檢及數(shù)據(jù)配置啟動。啟動后，服務器掛起，啟動數(shù)據(jù)處理進程，該進程啟動socket線程后，阻塞，等待數(shù)據(jù)導入。在接收到下位機數(shù)據(jù)后，將其與配置文件yaopin.xml中的溫度數(shù)據(jù)進行比較，如果超出范圍，將其通過socket傳送給安卓客戶端。

前端安卓客戶端數(shù)據(jù)展示流程：

本服務僅僅需要展示數(shù)據(jù)，不需要導入其他動態(tài)庫進入安卓平臺中。語言使用java語言。安卓客戶端首先通過自檢，讀取config.xml配置文件進行啟動。將要通信的后臺服務器ip地址及端口號寫入config.xml文件中，方便安卓客戶端進行通信鏈接建立。鏈接建立后，安卓客戶端通過輪詢機制，以config.xml文件中寫入的間隔時間，進行心跳?；钔ㄐ?，與后臺服務器進行實時溝通，并將接收到的數(shù)據(jù)，通過chart構(gòu)件，進行動態(tài)展示。

3 實驗驗證

本文提出的基于傳感器及安卓客戶端的藥品溫度檢測系統(tǒng)，在常州市衛(wèi)生高等職業(yè)技術(shù)學校進行了實際實驗，效果基本達到預期。實驗數(shù)據(jù)如下：

平臺：linux平臺

硬件：zigbee傳感器，聯(lián)想筆記本

實驗采集點：40種藥品

數(shù)據(jù)采集延時：6秒-10秒

誤差：3個

該校之前沒有藥品實時溫度檢測系統(tǒng)，是一個從無到有的過程，由于本系統(tǒng)還處于原型階段，為了控制成本，硬件平臺都是采用的低配置版本，對性能有一定的影響，但本次實驗，基本達到了之前的預期。本實驗中，出現(xiàn)誤差3個，其中正誤差1個，負誤差2個，由于藥品的特性，需要解決的是正誤差問題，在今后的工作中，會對其進行分析和解決。

4 結(jié)束語

本文介紹了基于傳感器和安卓平臺的藥品溫度檢測系統(tǒng)，通過傳感器作為下位機，實時掌握藥品溫度數(shù)據(jù)，通過后臺服務器做類云大數(shù)據(jù)處理，將問題數(shù)據(jù)進行實時分析和掌握，最后在安卓客戶端展示出來，從而實現(xiàn)了對藥品溫度的實時跟蹤，對藥品的無人化管理起到了一定的探索作用，由于該系統(tǒng)還處于探索階段，仍然存在一些問題，誤差率還有下降的空間，在今后的工作中，會逐漸進行提升和擴展。

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