基于RFID技術(shù)的血液管理系統(tǒng)研究與開發(fā)

1、基于rfid技術(shù)的血液管理系統(tǒng)研究與開發(fā)摘要：rfid(無線射頻識別，radio frequency identification)是一種自動識別技術(shù)，通過無線射頻方式進(jìn)行非接觸雙向數(shù)據(jù)通信從而對目標(biāo)加以識別。血液管理和跟蹤成為當(dāng)前血站和醫(yī)院的熱點(diǎn)話題，針對現(xiàn)有條碼系統(tǒng)暴露出的一些技術(shù)缺陷，本文研究了采用rfid技術(shù)的血液管理和跟蹤系統(tǒng)，著重介紹了系統(tǒng)的架構(gòu)、功能和開發(fā)實現(xiàn)過程。關(guān)鍵詞：rfid，公共服務(wù)體系，血液管理，檢索，跟蹤r&d on blood management & tracking system based on rfid technologyabstract: rfid (r

2、adio frequency identification) is an automatic identification technology which identifies object via non-touching dual-directional data communication by using radio frequency technique. blood management and traceability becomes a hot topic in blood banks and hospitals in those days, the existing bar

3、code based systems have exposed certain technical weaknesses. this paper proposes and studies the blood management & tracking system (bmts) based on rfid technology, introduces its structure, function and implementation.keywords: rfid, public service infrastructure, blood management, searching, trac

4、king1 引言rfid（無線射頻識別，radio frequency identification）是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，一個典型的rfid系統(tǒng)一般由rfid標(biāo)簽、讀寫器以及信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等部分組成。rfid標(biāo)簽中存儲有約定格式的編碼數(shù)據(jù)，用以唯一標(biāo)識標(biāo)簽所附著的物體，利用無線射頻方式在讀寫器和電子標(biāo)簽之間進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)傳輸，達(dá)到目標(biāo)識別和數(shù)據(jù)交換的目的1-3。與傳統(tǒng)的識別方式相比，rfid技術(shù)無需直接接觸、無需光學(xué)可視、無需人工干預(yù)即可完成信息輸入和處理，并且操作方便快捷。能夠廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、物流、交通、運(yùn)輸、醫(yī)療、防偽、跟蹤、設(shè)備和資產(chǎn)管理等需要收集和處理數(shù)據(jù)的應(yīng)用領(lǐng)域，被認(rèn)為是21

5、世紀(jì)最有前途的信息技術(shù)之一。目前在我國大多數(shù)血站都利用身份證來識別獻(xiàn)血者和輸血者的身份，用條形碼來標(biāo)識血液成份和相關(guān)信息。在管理系統(tǒng)上，很多血站已采用計算機(jī)聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)共享的方式，用數(shù)據(jù)庫技術(shù)來管理血液信息。但現(xiàn)有系統(tǒng)暴露出一些技術(shù)缺陷4：1）數(shù)據(jù)庫問題，現(xiàn)有系統(tǒng)過分依賴數(shù)據(jù)庫，但是數(shù)據(jù)庫的穩(wěn)定性和安全性往往達(dá)不到要求。而且，數(shù)據(jù)庫內(nèi)的信息大多需要人工輸入，工作煩瑣，出錯率大；2）條形碼問題，條形碼在血站、醫(yī)院得到了大量的使用，但是條形碼的信息存儲量非常小，要完成對血液使用流程的管理和跟蹤，可能要用十多枚條碼，而將這些分布在各環(huán)節(jié)的條碼關(guān)聯(lián)歸結(jié)為一個數(shù)據(jù)體，其集成代價不小。此外，條形碼的可靠性也

6、不盡如人意，受到潮濕或摩擦?xí)r，條形碼可讀性降低，甚至引起數(shù)據(jù)丟失；3）數(shù)據(jù)容量問題，有些系統(tǒng)在嘗試采用人像攝影技術(shù)來辨別個人身份，但是這種技術(shù)設(shè)備造價高，人像數(shù)據(jù)存儲空間大，比對識別的效率也不高； 4）可追溯問題，血液采集、存儲、運(yùn)輸過程的質(zhì)量沒有得到監(jiān)控，血液的來源難以考證，因此保證不了用血安全。本文依據(jù)我們提出的rfid公共服務(wù)體系理論9，將rfid技術(shù)應(yīng)用于血液管理和跟蹤，研究開發(fā)了一套基于rfid的血液管理系統(tǒng)，目的是跟蹤血液在采血點(diǎn)、血庫調(diào)動點(diǎn)及血液使用點(diǎn)的信息，保證對血液的流動過程進(jìn)行全程跟蹤，同時驗證公共服務(wù)體系的原理及可行性。下面著重介紹系統(tǒng)的架構(gòu)、功能和開發(fā)實現(xiàn)過程。2 系統(tǒng)

7、架構(gòu)利用rfid技術(shù)的優(yōu)勢，建立一個能確保合理采血、安全用血和科學(xué)管血的血液管理系統(tǒng)。出于對我國輸血領(lǐng)域的現(xiàn)狀、技術(shù)、資金等方面的考慮，我們的設(shè)計思路是：在現(xiàn)有常用的“條形碼+分散數(shù)據(jù)庫”基礎(chǔ)上引入電子標(biāo)簽rfid技術(shù)，開發(fā)采血點(diǎn)、血站和供血醫(yī)院的分布式的數(shù)據(jù)庫，將新開發(fā)的rfid應(yīng)用與現(xiàn)有系統(tǒng)集成，實現(xiàn)對血液信息及使用流程的跟蹤記錄。在此基礎(chǔ)上建立rfid血液管理應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)出國家級的血液跟蹤管理系統(tǒng)，逐步將全國分散的血液管理系統(tǒng)納入到統(tǒng)一的框架中。圖1 系統(tǒng)框架系統(tǒng)架構(gòu)如圖1。在采血后每袋血被貼上rfid標(biāo)簽，這個標(biāo)簽中包含一個rfid編碼，用來唯一標(biāo)識血液，可以通過這個rfid

8、編碼來查詢血液的詳細(xì)信息。工作人員將每袋血通過配有天線的讀寫器，經(jīng)過中間件的處理rfid標(biāo)簽內(nèi)包含的rfid編碼就被自動讀出，然后將采集到的血液信息存入到數(shù)據(jù)庫中，同時將rfid編碼與血庫地址注冊到本地編碼解析服務(wù)器中，并將本地編碼解析服務(wù)器和rfid編碼注冊到根編碼解析服務(wù)器中，每個血庫的數(shù)據(jù)庫都要記錄來源血庫的地址和出庫血庫的地址5-7。通過讀寫器讀出的rfid編碼首先到根編碼解析服務(wù)器中找到本地編碼解析服務(wù)器，在到本地編碼解析服務(wù)器中查找注冊的ip地址，找到ip地址并獲取該地址中存放的相關(guān)的血液信息，再通過血庫中記錄的血液出庫的地址順序找到其他地址的信息，依此類推，直到找到的地址中沒有記

9、錄血液出庫地址，此時說明血液已被使用或者報損，然后再找到血液使用者的全部信息，到此血液信息跟蹤完成。3 系統(tǒng)功能采用rfid技術(shù)進(jìn)行血液管理，在如圖2所示血液管理的流程示意圖中，獻(xiàn)血者登記、體檢后，在每一袋合格的血液上都貼上rfid標(biāo)簽，自此血液跟蹤開始，無論這袋血在血庫的庫房，還是被其他血庫調(diào)入、調(diào)出，還是被醫(yī)院使用都始終跟隨著唯一的標(biāo)識rfid標(biāo)簽。圖1 血液管理流程示意圖系統(tǒng)實現(xiàn)以下主要功能：（1) 采集血液：在每一袋合格血液的外包裝上都貼上電子標(biāo)簽，這樣每一袋血都有一個唯一的rfid編碼。同時將血液基本信息（如血型、rh值、采血量、采血時間等信息）和獻(xiàn)血者基本信息（如姓名、身份證號、性

10、別等信息）存入采血點(diǎn)數(shù)據(jù)庫中。并將采血地址和rfid編碼注冊到公共服務(wù)體系的根編碼解析服務(wù)器數(shù)據(jù)庫中。（2) 血液入庫：將血液信息存入數(shù)據(jù)庫中做備份，同時記錄血液的入庫時間、庫存中的位置和入庫工作人員。（3) 血液出庫：記錄血液出庫信息，可以是血液報廢、血液報損或血液使用，也可以是血液調(diào)配到其它的血庫，記錄血液出庫的地址、出庫時間和血液出庫工作人員。（4）血液使用：將血液使用者的信息和使用時間存入數(shù)據(jù)庫，此時沒有記錄血液的出庫地址，則表明血液已經(jīng)被使用。（5) 庫存管理：對存放在庫房的血液進(jìn)行管理，主要包括庫存盤點(diǎn)，查詢血液在庫房中的位置，通過讀寫器掃描實現(xiàn)到期血液自動報警。（6）血液信息跟蹤

11、：從讀寫器讀出rfid編碼，根據(jù)rfid編碼到根編碼解析服務(wù)器數(shù)據(jù)庫查詢注冊的地址，然后根據(jù)這個地址找到血液存入的信息，再根據(jù)出庫的地址順序找到其它地址的信息，從而跟蹤出血液的全程流動信息。（7）血站監(jiān)測：對整個公共服務(wù)體系中的血站服務(wù)器進(jìn)行監(jiān)測，實時監(jiān)測各個血站服務(wù)器是否正常在線，如果沒有在線可以通知其重新啟動，以便使失效節(jié)點(diǎn)迅速恢復(fù)，對血液的信息跟蹤不會產(chǎn)生斷鏈現(xiàn)象。（8）查詢血液：對特殊血型的血液在整個公共服務(wù)體系中進(jìn)行查詢，并將其所在的血站顯示出來，以便及時地調(diào)用血液，尤其是快速找到稀有血型的血液。4 系統(tǒng)實現(xiàn)4.1 程序流程（1）血站注冊圖3 信息注冊如圖3，要加入公共服務(wù)體系的血站

12、先要申請，申請通過后分配一個唯一的血站編碼，每個血站內(nèi)部再對自己的血液類別編碼，同時將血站的信息服務(wù)地址和檢索與備份服務(wù)地址一起注冊到本地編碼解析服務(wù)中，并將血站編碼和對應(yīng)的本地編碼解析服務(wù)注冊到根編碼解析服務(wù)中。（2）信息查找圖4 信息查找如圖4，每個檢索與備份服務(wù)負(fù)責(zé)自己管理范圍內(nèi)的rfid編碼，定期地去執(zhí)行檢索任務(wù)，將跟蹤信息備份在數(shù)據(jù)庫中。要想查找每袋血的跟蹤信息，只要找到血袋上rfid標(biāo)簽對應(yīng)的檢索與備份服務(wù)就可以查找到血液的跟蹤信息。4.2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（1）根編碼解析服務(wù)：rootcodeservice血站信息注冊合理后會被分配一個血站編碼，一個血站編碼對應(yīng)一個本地編碼解析服務(wù)器地址

13、，血站編碼和對應(yīng)的本地編碼解析服務(wù)器地址都會注冊在根編碼解析服務(wù)器中。create table dbo.registry (code char (15) collate chinese_prc_ci_as not null ,register bigint not null ,enterprise varchar (100) collate chinese_prc_ci_as not null ,region char (3) collate chinese_prc_ci_as not null ,industry char (4) collate chinese_prc_ci_as not

14、null ,localcodeservice varchar (100) collate chinese_prc_ci_as not null ,linkman varchar (20) collate chinese_prc_ci_as not null ,address varchar (100) collate chinese_prc_ci_as not null ,postcode varchar (20) collate chinese_prc_ci_as not null ,phone varchar (30) collate chinese_prc_ci_as not null

15、,fax varchar (30) collate chinese_prc_ci_as null ,email varchar (50) collate chinese_prc_ci_as null ,website varchar (100) collate chinese_prc_ci_as null ) on primary（2）本地編碼解析服務(wù)：localcodeservice本地編碼解析服務(wù)器中根據(jù)血站的編碼和血液的類別號記錄血液采血點(diǎn)的地址，同時記錄采血點(diǎn)對應(yīng)的檢索備份數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的地址，以便以后檢索起來方便，也保證了跟蹤信息不會斷鏈。create table dbo.model

16、(provider char (15) collate chinese_prc_ci_as not null ,code char (13) collate chinese_prc_ci_as not null ,model varchar (100) collate chinese_prc_ci_as not null ) on primarycreate table dbo.provider (code char (15) collate chinese_prc_ci_as not null ,enterprise varchar (100) collate chinese_prc_ci_

17、as not null ,linkman varchar (20) collate chinese_prc_ci_as not null ,address varchar (100) collate chinese_prc_ci_as not null ,postcode varchar (20) collate chinese_prc_ci_as not null ,phone varchar (30) collate chinese_prc_ci_as not null ,fax varchar (30) collate chinese_prc_ci_as null ,email varc

18、har (50) collate chinese_prc_ci_as null ,website varchar (100) collate chinese_prc_ci_as null ) on primarycreate table dbo.registry (providercode char (15) collate chinese_prc_ci_as not null ,modelcode char (13) collate chinese_prc_ci_as not null ,infoservice varchar (100) collate chinese_prc_ci_as

19、not null ,searchengine varchar (100) collate chinese_prc_ci_as not null ) on primary（3）信息服務(wù)：infoservice每個血站都屬于信息服務(wù)這一點(diǎn)，它用來存儲血液的基本信息，和血液入庫時間、出庫時間及血液下一個出庫點(diǎn)地址。create table dbo.productinfo (id bigint identity (1, 1) not null ,providercode char (15) collate chinese_prc_ci_as not null ,modelcode char (13)

20、collate chinese_prc_ci_as not null ,serialbegin bigint not null ,serialend bigint not null ,productinfo varchar (8000) collate chinese_prc_ci_as null ,arrivetime datetime null ,leavetime datetime null ,nextisuri varchar (100) collate chinese_prc_ci_as null ,customerinfo varchar (8000) collate chines

21、e_prc_ci_as null ,systemtime datetime not null ,depth int not null ) on primary （4）檢索與備份服務(wù)：searchengine每個檢索與備份服務(wù)器都會有一個編碼管理范圍，在此范圍內(nèi)的血液的跟蹤信息會保存在檢索與備份服務(wù)器中，此服務(wù)定時的運(yùn)行一次將跟蹤到的血液的信息更新并保存到數(shù)據(jù)庫中。create table dbo.coderange (providercode char (15) collate chinese_prc_ci_as not null ,modelcode char (13) collate ch

22、inese_prc_ci_as not null ) on primarycreate table dbo.errorlog (id bigint identity (1, 1) not null ,error varchar (8000) collate chinese_prc_ci_as not null ,systemtime datetime not null ) on primarycreate table dbo.infolog (id bigint identity (1, 1) not null ,待添加的隱藏文字內(nèi)容3providercode char (15) collat

23、e chinese_prc_ci_as not null ,modelcode char (13) collate chinese_prc_ci_as not null ,serialbegin bigint not null ,serialend bigint not null ,corporationinfo varchar (8000) collate chinese_prc_ci_as null ,productinfo varchar (8000) collate chinese_prc_ci_as null ,arrivetime datetime null ,leavetime

24、datetime null ,nextisuri varchar (100) collate chinese_prc_ci_as null ,customerinfo varchar (8000) collate chinese_prc_ci_as null ,systemtime datetime not null ) on primary4.3 模塊開發(fā)我們開發(fā)出一個基于rfid的血液管理系統(tǒng)原型，系統(tǒng)以c#.net為開發(fā)平臺11，數(shù)據(jù)庫采用sql server。此原型系統(tǒng)共設(shè)5個點(diǎn)，分別是根編碼解析服務(wù)器、本地編碼解析服務(wù)器、采血點(diǎn)、調(diào)動點(diǎn)血庫、使用點(diǎn)醫(yī)院，5個點(diǎn)分別設(shè)置在5臺機(jī)器上，目

25、前已經(jīng)實現(xiàn)了局域網(wǎng)上查詢跟蹤血液信息的功能，在給定一個正確的血液rfid編碼后，就會按照系統(tǒng)設(shè)計思路將這袋血流動各點(diǎn)的信息跟蹤出來，驗證了rfid公共服務(wù)體系的思想。（1）采血點(diǎn)管理如圖5，打開讀寫器掃描到血袋上的rfid標(biāo)簽，采集到rfid編碼血液的唯一標(biāo)識，將血液信息錄入保存到采血點(diǎn)數(shù)據(jù)庫中。同時統(tǒng)計出采血點(diǎn)今日采血數(shù)量，點(diǎn)擊“顯示”可以查看每袋血的詳細(xì)信息。圖5 采血點(diǎn)管理 圖6 入庫管理圖7 庫存管理圖 圖8 血站監(jiān)測（2）入庫管理如圖6，此部分體現(xiàn)了rfid技術(shù)的優(yōu)越性，實行批量入庫，打開讀寫器后，推一車血液經(jīng)過讀寫器采集范圍，讀寫器會將推車中的血液標(biāo)簽分別掃描出來，錄入人員經(jīng)過確認(rèn)

26、后同時存儲在數(shù)據(jù)庫中，提高了錄入的效率。如果有個別血液標(biāo)簽沒有掃描出來，我們也設(shè)計了補(bǔ)救方法，點(diǎn)擊“手工錄入”可以單獨(dú)錄入血液信息。（3）庫存管理如圖7，對現(xiàn)有庫存進(jìn)行管理，首先統(tǒng)計現(xiàn)有庫存各種類型血液的數(shù)量，還可以查看詳情，對于失效的超過有效期的血液會以紅色突出顯示。還可以按今日入庫、今日出庫類別分別統(tǒng)計血液數(shù)量。點(diǎn)擊某一袋血后，會顯示出這袋血液的基本信息以及其他經(jīng)過血站的跟蹤信息。（4）血站監(jiān)測如圖8，監(jiān)測各點(diǎn)血站的在線狀態(tài)，定時的對各血站做一下監(jiān)測工作，在線的血站顯示亮點(diǎn)，不在線的血站為灰色，這樣可以通知血站使其服務(wù)器正常運(yùn)行，保證信息鏈暢通。5 結(jié)束語采用rfid技術(shù)進(jìn)行血液管理，可以

27、帶來明顯的好處：1）非接觸式識別技術(shù)，減少對血液的污染；2）通過rfid技術(shù)自動盤點(diǎn)庫存，通過設(shè)置血液的有效日期，可以實現(xiàn)自動報廢報警；3）多標(biāo)簽識別，提高數(shù)據(jù)采集效率；4）方便查詢血液相關(guān)信息，實現(xiàn)血液信息實時跟蹤。本文系統(tǒng)采用了先進(jìn)的.net技術(shù)，而且真正實現(xiàn)了采血點(diǎn)、血站、醫(yī)院等相關(guān)單位之間的信息共享，解決了信息孤島問題，并且成功地實現(xiàn)了對血液“采存調(diào)用棄”的全流程管理，為建設(shè)國家級輸供血體系打下了技術(shù)基礎(chǔ)。本系統(tǒng)既為血站內(nèi)部信息管理系統(tǒng)使用，同時也為rfid公共服務(wù)體系提供數(shù)據(jù)，以便對血液信息跟蹤。對公共服務(wù)體系提供數(shù)據(jù)都是通過調(diào)用web服務(wù)實現(xiàn)的8-10，按照統(tǒng)一的接口函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)提供數(shù)

28、據(jù)，這樣將系統(tǒng)做成相對通用的，其他行業(yè)的系統(tǒng)只要也按照這種標(biāo)準(zhǔn)提供數(shù)據(jù)，就可以通過公共服務(wù)體系來跟蹤產(chǎn)品的基本信息及運(yùn)輸過程。rfid的應(yīng)用不僅僅限制在血液管理方面，它作為對現(xiàn)實世界物體標(biāo)識與信息傳播相結(jié)合的一種手段將對社會各個方面產(chǎn)生重要作用，如物流管理、工業(yè)生產(chǎn)控制、個人身份識別、活動目標(biāo)監(jiān)測等等。只需結(jié)合行業(yè)特點(diǎn)稍作調(diào)整，本文系統(tǒng)就可以應(yīng)用于對其它行業(yè)，形成其它行業(yè)的rfid應(yīng)用解決方案。我們在承擔(dān)的863計劃課題中，對rfid公共服務(wù)體系做了研究和探討，并結(jié)合血液管理系統(tǒng)對公共服務(wù)體系進(jìn)行了驗證。但由于時間和研究深度的限制，目前系統(tǒng)還存在有待修改完善的地方，而且開發(fā)的血液管理系統(tǒng)還沒有應(yīng)用于實際中，因此在實踐中檢查系統(tǒng)的實際效果還留有一些問題需要解決。目前我們的公共服務(wù)體系只在血液管理中得以初步驗證，還需要在多個行業(yè)中得以應(yīng)用和實踐，為形成國家rfid技術(shù)體系的