基于RFID的處方藥品大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)設(shè)計

李鍵坤　黃鳳英　操寅達　張靖旋　賈秋玥

摘 要：近些年來，隨著科技發(fā)展以及人們對生活質(zhì)量要求的提高，使得物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)行業(yè)得到了迅速發(fā)展。RFID技術(shù)作為物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)之一，在很多行業(yè)得到應用，也不斷豐富人們生活的方方面面。但在醫(yī)藥行業(yè)，用RFID標簽管理處方藥品，國內(nèi)并不十分普及。該文針對處方藥品的管理，設(shè)計了一套適合國內(nèi)藥品市場大面積推廣應用的基于RFID的處方藥品大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)了通過讀寫器閱讀藥品包裝上的RFID標簽信息，然后上位機系統(tǒng)軟件通過串口獲取讀寫器讀取的標簽信息并與數(shù)據(jù)庫進行交互。此時，企業(yè)用戶可以在訪問客戶端網(wǎng)站查看標簽所屬藥品的相關(guān)信息，進而實現(xiàn)對藥品監(jiān)管、銷售分析、藥品溯源、數(shù)據(jù)分析等，從而更好地保障消費者的權(quán)益。

關(guān)鍵詞：處方藥品;RFID技術(shù);物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);標簽信息;大數(shù)據(jù)分析;數(shù)據(jù)庫交互

中圖分類號：TP311文獻標識碼：A文章編號：2095-1302（2020）03-00-03

0 引 言

隨著物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)在很多行業(yè)得到廣泛應用。RFID技術(shù)作為物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)之一，必將對物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展產(chǎn)生重大影響，進而豐富人們生活的方方面面。RFID技術(shù)是一種通信技術(shù)，可通過無線電信號識別特定目標并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，其涉及諸多高技術(shù)領(lǐng)域，涵蓋無線通信、標簽封裝、系統(tǒng)集成、信息安全等技術(shù)。RFID標簽技術(shù)現(xiàn)今已相當成熟，它在物流業(yè)、制造業(yè)、零售業(yè)、身份識別、醫(yī)療領(lǐng)域、交通領(lǐng)域、軍事領(lǐng)域等方面應用廣泛。目前在醫(yī)療領(lǐng)域方面，RFID技術(shù)多應用在母嬰識別、患者管理等方面，其在藥物防偽、追蹤、防盜及藥品大數(shù)據(jù)管理等方面仍然具有很大的應用潛力。并且相對于大多數(shù)行業(yè)來說，醫(yī)療行業(yè)對標簽的成本相對不敏感，運用RFID技術(shù)實現(xiàn)藥品的管理具有很大的市場空間[1-4]。目前，國內(nèi)部分企業(yè)已將RFID應用于藥品供應鏈管理，例如華潤醫(yī)藥商業(yè)集團將RFID技術(shù)應用于冷鏈物流，通過GPS系統(tǒng)、RFID系統(tǒng)、無線通信技術(shù)等為醫(yī)藥冷鏈運輸車輛提供溫度監(jiān)控管理，對藥品在物流環(huán)節(jié)中的低溫儲藏進行監(jiān)管控制[5-9]。本文將RFID技術(shù)應用在醫(yī)療行業(yè)方面，著重實現(xiàn)更完備的處方藥品管理系統(tǒng)，構(gòu)建處方藥大數(shù)據(jù)物聯(lián)網(wǎng)，使得藥品從生產(chǎn)線到出廠、物流、倉儲管理、銷售等環(huán)節(jié)均受到監(jiān)管，通過數(shù)據(jù)分析，將結(jié)果反饋給企業(yè)用戶。

1 系統(tǒng)概覽

1.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

基于RFID的處方藥品大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)由RFID信息采集部分和上位機部分組成。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖1所示，信息采集部分主要由RFID電子標簽和讀寫器模塊組成，上位機部分包括中間件（系統(tǒng)軟件）、數(shù)據(jù)庫服務器、網(wǎng)站（信息發(fā)布服務）等。系統(tǒng)總體流程是從讀寫器模塊讀取藥品標簽信息開始的，讀取成功之后將數(shù)據(jù)模塊傳輸?shù)较到y(tǒng)軟件，系統(tǒng)軟件再將數(shù)據(jù)解析到數(shù)據(jù)庫，最后上傳到網(wǎng)頁，通過數(shù)據(jù)分析和整合將數(shù)據(jù)結(jié)果展示出來。

1.2 系統(tǒng)功能

圖2顯示了本系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)，企業(yè)用戶可以通過讀寫器讀取藥品包裝上的電子標簽信息，通過終端網(wǎng)頁查看顯示出來的藥品信息，后端管理員可以通過讀取的RFID藥品信息進行大數(shù)據(jù)分析，把結(jié)果及建議方案反饋給企業(yè)用戶，企業(yè)同時可以實時查看數(shù)據(jù)。

2 系統(tǒng)硬件

2.1 電子標簽

本設(shè)計使用的是符合ISO18000-6C標準的RFID標簽，采用860～960 MHz超高頻無源RFID電子標簽附著于藥品包裝上，利用每個電子標簽唯一的EPC碼作為每盒藥品的唯一標識碼，實現(xiàn)對每盒藥準確跟蹤管理，同時方便企業(yè)用戶訪問終端進行查詢數(shù)據(jù)。如圖3所示，標簽內(nèi)部有4個存儲體，其中的USER可供用戶存入自行編寫的數(shù)據(jù)。本設(shè)計根據(jù)標簽所貼附藥品生產(chǎn)日期以及防偽碼寫入USER區(qū)為售后防偽識別提供有效解決方案。

2.2 讀寫器模塊

本設(shè)計選用KLM900s模塊，該模塊支持ISO18000-6C/EPC C1G2協(xié)議，通過其接口上的RS232-TTL管腳即可與計算機設(shè)備進行互聯(lián)通信。本讀寫器負責讀取電子標簽存儲數(shù)據(jù)，并與上位機服務器進行數(shù)據(jù)交流，由于模塊功耗低、體積小，且其單位時間讀取效率遠高于傳統(tǒng)條形碼，可應用于手持移動設(shè)備、物品及物流管理、倉儲管理、物品防偽、電子商品監(jiān)視及制造與加工、生產(chǎn)自動化等各種無線RFID應用方案。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計

上位機管理系統(tǒng)軟件主要負責處方藥品的電子標簽信息處理、分析、展示等內(nèi)容。圖4為RFID藥品管理系統(tǒng)框架圖，包括中間件（系統(tǒng)軟件）、數(shù)據(jù)庫服務器、網(wǎng)站（信息發(fā)布服務）等。中間件負責與讀寫器和數(shù)據(jù)庫通信，數(shù)據(jù)庫負責存儲數(shù)據(jù)，信息發(fā)布平臺負責信息分析和展示。

3.1 中間件

本系統(tǒng)中間件軟件是由C#語言編寫而成，中間件軟件承擔與讀寫器及服務器的數(shù)據(jù)庫進行交互的功能，可通過串口下發(fā)讀寫器讀取標簽命令，可動態(tài)操作數(shù)據(jù)庫內(nèi)標簽的相關(guān)信息。當讀寫器正確連接上電腦，可通過計算機設(shè)備管理查看對應的端口號，然后在中間件軟件界面選擇對應的端口，并設(shè)置準確的波特率等，打開鏈接，點擊多標簽識別即可實現(xiàn)對藥品包裝上面RFID標簽信息的讀取，通過獲取RFID標簽的EPC碼，對EPC碼解析，管理員可將每個藥品標簽對應的唯一EPC碼添加到后臺數(shù)據(jù)庫中，如圖5所示。

3.2 數(shù)據(jù)庫

數(shù)據(jù)庫是由使用MySQL搭建大型關(guān)系的數(shù)據(jù)庫，它能對系統(tǒng)軟件讀取到的數(shù)據(jù)進行分類存儲和自動備份，并能根據(jù)定制條件進行查詢，能夠?qū)崿F(xiàn)對藥品數(shù)據(jù)進行分析處理。利用動態(tài)網(wǎng)站連接數(shù)據(jù)庫，企業(yè)可以通過終端查詢有關(guān)藥品的信息和數(shù)據(jù)分析結(jié)果，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的實時訪問。

3.3 網(wǎng)頁設(shè)計

本設(shè)計是使用PHP與JavaScript語言開發(fā)動態(tài)網(wǎng)站，使用本系統(tǒng)網(wǎng)站可實時檢測下位機與MySQL數(shù)據(jù)庫進行的實時數(shù)據(jù)交流，快速獲取線下RFID電子標簽分布狀態(tài)。通過處理下位機傳輸過來的數(shù)據(jù)，對標簽位置、狀態(tài)等信息進行存取和分析處理，以及數(shù)據(jù)管理、可視化分析，進而給出預測性分析。該系統(tǒng)網(wǎng)頁可進一步將數(shù)據(jù)庫信息制成統(tǒng)計圖，可為商家提供藥品月銷售數(shù)據(jù)分析、倉儲數(shù)據(jù)分析、生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析等。面向藥品供應商展示藥品銷售大數(shù)據(jù)分析結(jié)果和預測性分析可以協(xié)助商家進行倉儲管理及銷售戰(zhàn)略分析，為商家提供可靠的建議方案，優(yōu)化企業(yè)的管理和銷售。

本網(wǎng)站系統(tǒng)可調(diào)用MySQL數(shù)據(jù)庫中所有RFID電子標簽基本信息，及其記錄的相關(guān)藥品信息，包括ID、藥品名稱、藥品廠家、標簽所在地等信息，并在頁面中進行展示，如

圖6所示。另外，可對大量電子標簽分布狀態(tài)進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計并以折線圖、柱狀圖、3D柱狀圖展示統(tǒng)計結(jié)果。

折線圖界面可以根據(jù)后臺數(shù)據(jù)實時更新數(shù)據(jù)，對比各個城市的每個月份的銷售情況，通過折線統(tǒng)計可以非常直觀地觀察到有效數(shù)據(jù)，如圖7所示。

柱狀統(tǒng)計圖主要是對比企業(yè)每個月份藥品的出廠數(shù)量、倉儲數(shù)量、銷售數(shù)量以及失效數(shù)量的統(tǒng)計，數(shù)據(jù)統(tǒng)計同時也可以根據(jù)后臺數(shù)據(jù)實時更新數(shù)據(jù)，企業(yè)通過觀察數(shù)據(jù)報告可以為未來制定生產(chǎn)銷售計劃作為有效參考，如圖8所示。

3D柱狀統(tǒng)計圖如圖9所示，展示界面體現(xiàn)出的是各個藥品的種類在某個城市每個月份的銷量對比，企業(yè)可以根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果決策藥品種類在每個月份的生產(chǎn)和投放。根據(jù)實時的數(shù)據(jù)更新，企業(yè)更能及時地把握藥品動態(tài)。

4 結(jié) 語

本文設(shè)計了一種基于RFID的處方藥品大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過采集藥品上的電子標簽信息，進行數(shù)據(jù)分析，通過折線圖、柱狀圖、3D柱狀圖等形式實時地把銷售統(tǒng)計、倉儲數(shù)量、出場數(shù)量、城市銷售對比等信息展示出來，分析出結(jié)果，進而反饋給企業(yè)用戶，可為企業(yè)提供下一步銷售方案建議以及生產(chǎn)規(guī)劃建議。企業(yè)可根據(jù)本系統(tǒng)所提供的服務進行實時查詢藥品數(shù)據(jù)情況，并進一步確定銷售及生產(chǎn)方案。本系統(tǒng)具有方便、實時、清晰、直觀的特點，為企業(yè)藥品生產(chǎn)銷售提供了可靠的數(shù)據(jù)和方案參考。

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