基于RFID的医院库房管理系统的设计与分析

2018-07-03 09:17:24 爱德腕带 阅读

作者:齐天白

[摘 要] 目的 设计一套基于射频(Radio Frequency Identification,RFID)技术的医院库房管理系统,对医院库房耗材和设备进行科学的信息化管理。

方法 该系统的硬件部分由电子标签、阅读器和后台系统组成;软件设计了基本信息管理、入库管理、出库管理、使用科室管理以及库存管理等5大模块。

结果 系统的应用改变了以往医用耗材和设备入库、出库,科室间调剂以及盘点等数据完全手工操作的现状,提高了医院库房的工作效率,降低了错误率。

结论 RFID技术用于医院库房管理系统,提升了医院的综合管理水平,加快了医院的信息化建设。

引言近年来,随着医疗科技水平的提高,医疗行业的竞争越来越激烈,从医院环境、医疗人才的竞争逐步转移到医院信息化先进程度以及工作效率高低的竞争。

而医院的信息化建设也在单位中起到越来越大的作用,如今医院对医疗耗材库房高效地管理已成为医院信息化建设的重点之一[1] 。

目前医院医用耗材的品种愈来愈多、分类愈来愈细,在医院库房占的比重也越来越大。

医用耗材的先进性与库存量多少很大程度上体现着一家医院的医疗水平

与此同时,原始的入库出库方式也极大地加重了库房管理人员的负担与难度。

记录、整理、添加、查询、清点库房设备既繁琐又枯燥[2] ,造成了人力资源的严重浪费,也无法实现对库房设备进行高效地管理和使用。

基于目前医院库房设备管理现状,本文引进物联网中的射频技术(Radio Frequency Identification,RFID)用以探究其在医院库房设备清点管理中的应用[3] 。

将原先由人工完成的仪器清点工作转换为由管理人员借助 RFID 识别功能对设备进行扫描可读取储存在标签中的设备信息,由计算机自动完成库房数据查找与管理。

满足库房建设管理过程中对设备的实时追踪记录、统计和核对,减少操作人员的工作量,从而提高医用耗材的有效利用率,提升医院的综合管理水平,加快医院的信息化、数字化建设[4] 。

本文拟设计一套库房管理系统,在传统医用耗材医疗设备管理系统的基础上,将手持终端设备的数据采集技术、RFID 技术以及计算机技术结合起来[5];将 RFID 读取的电子标签数据与仓库管理系统结合,实现对医院医用耗材的出入库、库存清点的智能化高效管理[6] 。

1 RFID系统硬件设计1.1 RFID系统组成RFID 技术是近年来新兴起的一种利用射频通信实现的非接触式自动识别技术。

我国近年来在 RFID 方面的研究也取得了长足进步,政府部门也给予了大力支持。

RFID 电子标签具有体积小、容量大、寿命长、可重复使用等特点,可支持快速读写、非可视识别、移动识别、多目标识别、定位及长期跟踪管理等优点,且价格较低。

RFID 技术与互联网、通讯等技术相结合,可实现一定范围内物品跟踪与信息共享,提高管理效率,降低人力成本[7] 。

本课题中的RFID 系统由电子标签和阅读器及后台系统组成,见图 1。

计算机终端通过 RJ45 网线口接入医院局域网,进而完成与系统数据库的连接。

后台数据库可接受每一个电子标签的状态和位置。

库房管理人员也可以利用计算机对每一个电子标签进行读取信息和清点[8] 。

1.2 阅读器本系统阅读器为东芯科技有限公司开发的 RMU900 超高频阅读器,里面集成了 PLL、发射、接收、射频耦合器件以及 MCU 等部件。

为保证 RMU900 正常稳定工作,需保证与 RMU900 匹配的天线在 915 MHz、915 MHz~250 kHz两个频点上的驻波比 <1.3。

RMU900 与电子标签通讯时,电子标签的下行数据传输速率为 40 kBits/s,RMU900 输出功率可调,范围为 10~30 dBm。

RMU900 的内部微处理器支持看门狗功能,死机的情况下,RUM900 会重启。

1.3 电子标签电子标签采用东芯科技有限公司开发的 ISO18000-6C电子标签。

电子标签数据存储空间根据协议规定,从逻辑上将标签存储器分为 4 个存储体,每个存储体可以由一个或一个以上的存储器组成(图 2)。

(1)保留内存。

保留内存应包含杀死口令和访问口令。

杀死口令应存储在 00 h~1 Fn 的存储地址内 ;访问口令应存储在 20 h~3 Fn 的存储地址内。

(2)EPC 存储器。

EPC 为识别标签对象的电子产品码,是对每个单品都赋予一个全球唯一编码,EPC 编码 96 位(二进制)方式的编码体系。

96 位的 EPC 码,可以为 2.68 亿公司赋码,每个公司可以有 1600 万产品分类,每类产品有680 亿的独立产品编码,形象的说可以为地球上的每一粒大米赋一个唯一的编码。

EPC 存储器应包含在 00 h~1 Fn存储位置的 CRC-16、在 10 h~1 Fh 存储地址的协议 - 控制(PC)位和在 20 h 开始的 EPC。

PC 被划分成 10 h~14 Fh存储位置的 EPC 长度、15 h~17 Fh 存储位置的 RFU 位和在 18 h~1 Fh 存储位置的编号系统识别(NSI),CRC-16、PC、EPC 应优先存储 MSB(EPC 的 MSB 应存储在 20 h 的存储位置)。

询问机可以发出选择命令,包括全部或部分规范的 EPC。

询问机可以发出 ACK 命令,使标签反向散射其 PC、EPC 和 CRC-16(在特定情况下该标签可以截断应答)。

最后,询问机可以发出 Read 命令,读取整个或部分EPC。

(3)TID 存 储 器。

TID 存 储 器 应 包 含 00 h~07 n 存储位置的 8 位 ISO15963 分配类识别(对于 EPCglobal 为111000102)、08 h~13 n 存储位置的 12 位任务掩模设计识别(EPCglobal 成员免费)和 14 h~1 Fn 存储位置的 12 位标签型号。

标签可以在 1 Fn 以上的 TID 存储器中包含标签指定数据和提供商指定数据(如标签序号)。

(4)用户存储器。

用户存储器允许存储用户指定数据。

该存储器组织为用户定义。

2 系统各模块的设计2.1 开发环境系统软件除具有普通数据库管理软件的基本功能外(如数据的添加、删除、修改等),通过串口及读写标签子程序还很好地实现了电子标签与数据库信息的连接,满足了医院库房设备高效的动态化管理的需要。

在软件的设计中,重点解决了数据库访问、RFID 读写器的控制等技术问题。

后台数据库系统使用 Microsoft SQL Server 2008 作为数据库管理系统,前台开发工具使用 Microsoft Visual Studio 2010.Net,程序设计语言为 VC++。

2.2 系统总体方案设计基于 RFID 的医院库房设备清点管理系统主要包括基本信息管理、设备入库、RFID 清点库房设备、设备查询几大模块[9] ,系统总功能构架图,见图 3。

图 3 中 RFID 清点设备模块为本系统的核心模块[10] ,该模块的设计涉及到硬件与软件的连接,连接方框图,见图 4。

2.3 模块功能描述(1)基本信息管理模块。

首先将基本信息管理输入计算机终端,包括操作人员的基本信息 ;耗材设备的基本信息包括 :名称、型号、价格、生产厂家、供应商、供应商电话。

(2)入库管理模块。

根据每一样设备或者耗材将其相关数据输入计算机,生成一个 RFID 电子标签,电子标签内存储有该设备或者耗材的数据。

将电子标签贴于设备或者耗材上,使其拥有自己的识别码,分放置自不同的库房。

(3)出库管理模块。

医院临床科室向医院库房申请领使用设备或者耗材,只需医护人员在病区电脑里输入要领取的医用耗材或设备,库房工作人员收到科室领用的信息后,对需要领用的物资建立出库资料并核对信息,使用阅读器扫描该耗材或者设备的电子标签,执行出库。

扫描后库存自动减少。

(4)使用科室管理模块。

是指耗材或设备进入使用科室后的管理,物资进入科室时对其进行转入信息确认,或者各使用科室间耗材或设备进行调剂时候需要进行电子标签的扫描以此来进行更改及重新确认,这样可以使科室之间因为失误领取错误的或者闲置的耗材和设备转让给有需要的科室使用,以提高耗材和设备的利用率。

(5)库存管理模块。

库存管理模块将对系统下的所有耗材和设备进行抽样盘点[11] 。

以往每到季度末库房都会安排人工盘点,通常需要大半天时间,而且盘点的时间段,临床科室都无法申领物品,为此库房没有少挨临床使用科室的投诉。

而使用了 RFID 的库房管理系统,只需要由制定盘点计划,在统一的指挥下,由工作人员手持阅读器将库房内的电子标签扫描一遍。

其具体过程是盘点人员将进行扫描获得信息向系统反馈,数据则自动录入库房盘点列表。

并通过数据库现有理论库存对盘点信息进行核对,不符的内容需查明原因,及时进行更正。

3 系统调试3.1 系统登录及管理系统登录是对登录本系统的用户进行安全检查,判断进入系统的操作员是否合法,防止非法用户进入系统。

通过数据表 tb_operator 查询,结合 if 语句判断登录的用户名及密码是否与数据库查询所得一致,如果一致则允许登录,否则退出。

对设备信息、库存信息以及供应商信息的查询、增加、修改、删除,只有操作员等级为 4 级的用户(医院内定)才有此权限,而权限为 4 级以下的用户只能进行信息的查询。

系统基本信息管理及入库管理操作界面,见图 5~6。

3.2 库存管理系统的每个设备的电子标签都有唯一的标签 ID 号,通过 RFID 读写器读取电子标签信息,操作员可对仓库分别进行清点,并将清点数据保存为 .xls 文件,以方便数据的核对、查看及处理。

在设备清点过程中,RFID 识别反应灵敏、准确,不受方向影响。

RFID 清点库房设备界面见图 7。

4 结论RFID 技术是 21 世纪初兴起的非接触自动识别技术。

现阶段在国内由于受到多方面限制[12] ,主要应用于政府项目,医疗方面应用较少,但其优越的性能决定了它在医疗领域应用的巨大前景[13] 。

而医院的库房管理一直是难点 [14] ,很多医疗单位仍停留在手工做账,管理库存耗费大量人力物力而且错误率很高。

因此广大医院库房管理人员对改善这一现状的愿望十分强烈。

本文尝试设计一套基于 RFID 技术的医院库房管理系统,虽然针对医院库房管理的特点设计[15] ,但仍有许多不足,需要在后续的工作中不断完善,使其尽快正式运行于医院的各库房管理中[16] ,将大大提升医院的综合管理水平,促进医院的信息化、数字化建设。

 


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