基于RFID的中藥生產(chǎn)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)

江西中醫(yī)藥大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 彭 琳 李 棟

1 前言

我們根據(jù)中藥飲片生產(chǎn)的相關(guān)知識(shí)，利用基于物聯(lián)網(wǎng)的RFID射頻技術(shù)和最新的J2EE的SSM（Spring、SpringMVC、Mybatis）框架，設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)了中藥飲片生產(chǎn)管理系統(tǒng)。通過(guò)該系統(tǒng)對(duì)飲片整個(gè)生產(chǎn)流程的監(jiān)控，來(lái)獲取生產(chǎn)過(guò)程的詳細(xì)信息，實(shí)現(xiàn)中藥飲片生產(chǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和質(zhì)量追溯。在中藥生產(chǎn)過(guò)程中，從原料采購(gòu)到成品入庫(kù)，企業(yè)都能進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控與溯源查看。這樣既實(shí)現(xiàn)了對(duì)中醫(yī)藥飲片生產(chǎn)任務(wù)流程實(shí)時(shí)追蹤及溯源，也營(yíng)造了一個(gè)安全有保障的藥品銷(xiāo)售市場(chǎng)環(huán)境。

2 相關(guān)技術(shù)

2.1 RFID技術(shù)

RFID（Radio Frequency Identification）無(wú)線(xiàn)射頻識(shí)別技術(shù)，是一種通信技術(shù)，可通過(guò)讀寫(xiě)器和標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的非接觸式讀寫(xiě)操作。

RFID技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，如在生產(chǎn)中，將標(biāo)簽貼于裝有原料的小推車(chē)上，廠方就可以追蹤流水線(xiàn)上的生產(chǎn)進(jìn)度。在中藥飲片生產(chǎn)過(guò)程中，給原藥附著射頻標(biāo)簽，就可以實(shí)時(shí)追蹤這一批飲片處在哪一個(gè)生產(chǎn)工序，同樣也可以了解在某一環(huán)節(jié)的具體生產(chǎn)情況。

2.2 中藥飲片生產(chǎn)工藝

中藥飲片生產(chǎn)工藝指的是對(duì)采集得到的人工或者天然種植、養(yǎng)殖的植物類(lèi)及動(dòng)物類(lèi)中草藥進(jìn)行處理、加工的活動(dòng)。其中包括各種各樣的中藥材經(jīng)過(guò)炮制、加工后制作成的中藥飲片以及運(yùn)用其他方法提取中藥有效成分的加工。例如：干燥、焙制、凈制、蜜制、潤(rùn)藥、洗藥、切制、酒制、包裝、炙制、砂制、粉碎、微波干燥、煅制、脫皮、蒸煮等。

2.3 SSM框架

SSM(Spring、SpringMVC、Mybatis)框架在現(xiàn)階段使用不算廣泛，目前多數(shù)管理系統(tǒng)采用SSH(Struts2、Spring、Hibernate)框架開(kāi)發(fā)。這種框架雖然具有一定的便捷性，但也存在許多的問(wèn)題。

SSH框架是典型的J2EE分層結(jié)構(gòu)，分為數(shù)據(jù)持久層、中間層（業(yè)務(wù)邏輯層、控制層）和表現(xiàn)層。三層體系將合法性校驗(yàn)、業(yè)務(wù)規(guī)則、以及數(shù)據(jù)訪問(wèn)等工作放在中間層處理?？蛻?hù)端不直接與數(shù)據(jù)庫(kù)交互，而是通過(guò)組件與中間層建立連接，再由中間層與數(shù)據(jù)庫(kù)交互。但是在SSH框架的開(kāi)發(fā)中，開(kāi)發(fā)者們發(fā)現(xiàn)Struts2在處理多參數(shù)傳遞的時(shí)候會(huì)使代碼非常臃腫，開(kāi)發(fā)人員自己也會(huì)很混亂；Hibernate則對(duì)于批量的數(shù)據(jù)庫(kù)操作優(yōu)化不佳，而且Hibernate雖然封裝的很完整，開(kāi)發(fā)者可以節(jié)省很多時(shí)間，但并不靈活，當(dāng)項(xiàng)目需要靈活操作數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，重寫(xiě)Hibernate底層方法代價(jià)略大，于是便出現(xiàn)了SSM(Spring、SpringMVC、Mybatis)這一新型的開(kāi)發(fā)結(jié)構(gòu)，它與SSH同樣是J2EE分層架構(gòu)（如圖1），在項(xiàng)目開(kāi)發(fā)中起到的作用幾乎沒(méi)有區(qū)別，只是SpringMVC和Mybatis分別對(duì)Struts2及Hibernate的缺點(diǎn)進(jìn)行了優(yōu)化，使得項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)變得更加的人性化，也更加靈活多變。

圖1 SSM框架的分層結(jié)構(gòu)

2.4 JQUERY

jQuery是一個(gè)簡(jiǎn)潔、快速的JavaScript框架。它封裝了JavaScript常用的功能代碼，提供一種簡(jiǎn)便的JavaScript設(shè)計(jì)模式，優(yōu)化HTML文檔操作、Ajax交互、事件處理和動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)。

2.5 BOOTSTRAP與EASYUI

Bootstrap是目前很受歡迎的前端框架，由著名的Twitter公司提供。Bootstrap是基于HTML5和CSS3.0開(kāi)發(fā)的，它在jQuery的基礎(chǔ)上進(jìn)行了更為人性化和個(gè)性化的完善，形成一套自己獨(dú)有的簡(jiǎn)介明了的網(wǎng)站設(shè)計(jì)風(fēng)格，并且兼容大多數(shù)jQuery插件。

jQuery EasyUI是一組基于jQuery的UI插件集合體，而jQuery EasyUI的目標(biāo)就是幫助web開(kāi)發(fā)者更輕松的打造出功能豐富并且美觀的UI界面。

2.6 JSON

JSON(JavaScript Object Notation, JS 對(duì)象標(biāo)記) 是一種輕量級(jí)的數(shù)據(jù)交換格式。使人容易閱讀和編寫(xiě)，同時(shí)也方便系統(tǒng)生成和解析，數(shù)據(jù)傳輸效率較高。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程

中藥飲片生產(chǎn)管理系統(tǒng)是基于RFID射頻標(biāo)簽系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，將中藥飲片生產(chǎn)流程中采集到的信息實(shí)時(shí)錄入到數(shù)據(jù)庫(kù)中，并與任務(wù)單內(nèi)容進(jìn)行比對(duì)和存檔，信息正確的產(chǎn)品進(jìn)入下一步工序，信息錯(cuò)誤的產(chǎn)品進(jìn)行顯示和剔除生產(chǎn)線(xiàn)并自動(dòng)向管理人員發(fā)出預(yù)警。

圖2 中藥飲片生產(chǎn)管理系統(tǒng)整體處理流程

圖3 中藥飲片生產(chǎn)線(xiàn)模擬圖

3.2 功能模塊

本系統(tǒng)具有以下功能：

1)生產(chǎn)工序設(shè)定與控制?？蓪?duì)具體中藥材進(jìn)行生產(chǎn)工序設(shè)定，下達(dá)具體任務(wù)單，并對(duì)生產(chǎn)工序進(jìn)行嚴(yán)格控制，實(shí)現(xiàn)中藥飲片的自動(dòng)化生產(chǎn)。

2)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集與寫(xiě)入。通過(guò)讀取RFID標(biāo)簽，將實(shí)時(shí)采集到的生產(chǎn)信息存入數(shù)據(jù)庫(kù)中，并與任務(wù)單內(nèi)容進(jìn)行比對(duì)，定時(shí)將歷史信息存檔，便于管理人員查詢(xún)。對(duì)已完成此工序的中藥飲片的RFID標(biāo)簽進(jìn)行數(shù)據(jù)寫(xiě)入。

3)智能預(yù)警。實(shí)時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)流程，將出現(xiàn)操作失誤或生產(chǎn)工序錯(cuò)誤的產(chǎn)品進(jìn)行顯示和及時(shí)剔除，并根據(jù)擬定的報(bào)警功能向管理人員發(fā)出警報(bào)，并自動(dòng)啟動(dòng)應(yīng)急處理程序或緊急停止生產(chǎn)。

4)統(tǒng)計(jì)分析。對(duì)已完成生產(chǎn)的中藥飲片的種類(lèi)、數(shù)量等信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并定時(shí)將歷史信息存檔，便于管理人員查詢(xún)。

4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

下面主要展示生產(chǎn)流程的智能預(yù)警功能：所示為生產(chǎn)任務(wù)清單管理頁(yè)面，點(diǎn)擊操作欄的查看進(jìn)入任務(wù)單詳情。在詳情頁(yè)點(diǎn)擊進(jìn)度追蹤按鈕，展開(kāi)生產(chǎn)任務(wù)追蹤信息，追蹤信息根據(jù)RFID標(biāo)識(shí)（工序id）在數(shù)據(jù)庫(kù)各表中的聯(lián)系，判斷此時(shí)進(jìn)行的工序是否符合生產(chǎn)流程。

5 總結(jié)

本課題旨在通過(guò)RFID技術(shù)和SSM框架設(shè)計(jì)一個(gè)可以提高中藥飲片生產(chǎn)效率，保證飲片的良好品質(zhì)，對(duì)中藥飲片的生產(chǎn)過(guò)程可以實(shí)時(shí)監(jiān)控的中藥生產(chǎn)管理系統(tǒng)。用戶(hù)提出的基本的需求和功能都能得到滿(mǎn)足。系統(tǒng)整體在界面設(shè)計(jì)上使用了BootStrap和EasyUI兩種簡(jiǎn)約風(fēng)格，相互搭配，相得益彰。在用戶(hù)操作方面，通過(guò)Ajax、Mybatis、PageInfo等技術(shù)的支持，實(shí)現(xiàn)了一定程度上的優(yōu)化，大大降低了用戶(hù)熟悉系統(tǒng)的難度，同時(shí)也在很大程度上簡(jiǎn)化了用戶(hù)的操作，使用戶(hù)體驗(yàn)得到了提高。