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《無線通信技術(shù)雜志》2014年第二期

醫(yī)囑執(zhí)行實時提醒系統(tǒng)主要有上位機和下位機兩部分組成，這兩部分通過wifi無線網(wǎng)絡(luò)相連接［4］。上位機位于醫(yī)生值班室，主要用來對醫(yī)生輸入的醫(yī)囑數(shù)據(jù)進行管理并將醫(yī)囑數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)卡傳輸?shù)阶o士值班室的下位機上。下位機固定在護士值班室的藥盒上，通過WIFI模塊接收來自醫(yī)生值班室的醫(yī)囑數(shù)據(jù)，并對醫(yī)囑數(shù)據(jù)做相關(guān)處理后實時監(jiān)控醫(yī)囑執(zhí)行時間，當醫(yī)囑執(zhí)行時間到達時啟動報警裝置。系統(tǒng)總體框架如圖1所示。

1醫(yī)囑執(zhí)行實時提醒系統(tǒng)上位機設(shè)計

上位機主要是醫(yī)囑管理系統(tǒng)的設(shè)計，以VS2005作為開發(fā)平臺、C#作為主要開發(fā)語言，并用該語言完成數(shù)據(jù)庫和VS軟件的鏈接，醫(yī)囑管理系統(tǒng)基于SQLServer2005數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建，并由其對醫(yī)囑相關(guān)數(shù)據(jù)進行管理。同時在醫(yī)囑管理系統(tǒng)中開發(fā)數(shù)據(jù)傳輸模塊，完成醫(yī)囑數(shù)據(jù)的傳輸。醫(yī)囑管理系統(tǒng)具有醫(yī)囑信息、已執(zhí)行醫(yī)囑信息、患者信息、醫(yī)生信息、科室信息和藥物信息等功能塊。醫(yī)囑信息管理是對醫(yī)生錄入醫(yī)囑數(shù)據(jù)的管理，是整個系統(tǒng)核心的管理模塊。已執(zhí)行醫(yī)囑信息可以有效統(tǒng)計醫(yī)囑的執(zhí)行情況，當醫(yī)囑執(zhí)行出錯時，明確責任，還可以打印該病人住院期間所有的醫(yī)囑數(shù)據(jù)供病人查看;患者信息管理有助于當醫(yī)生輸入醫(yī)囑時核對患者信息，減少醫(yī)囑出錯率;醫(yī)生信息、科室信息和藥物信息提前輸入到數(shù)據(jù)庫中可以減少敲鍵量，當醫(yī)生輸入醫(yī)囑時選擇下拉菜單的方式，提高醫(yī)囑的輸入速度，大大提高信息的準確性。

2醫(yī)囑執(zhí)行實時提醒系統(tǒng)下位機設(shè)計

下位機是整個醫(yī)囑執(zhí)行實時提醒系統(tǒng)的核心，以WINCE6．0作為操作系統(tǒng)，C#作為應(yīng)用程序開發(fā)語言，C++作為下層驅(qū)動程序開發(fā)語言，通過WIFI接收醫(yī)囑數(shù)據(jù)，并從內(nèi)存中讀取WIFI接收的醫(yī)囑數(shù)據(jù)，然后對讀取的醫(yī)囑數(shù)據(jù)進行存儲、排序、LCD顯示和實時監(jiān)控執(zhí)行時間，當執(zhí)行時間到達時，通過I/O口發(fā)出高電平觸發(fā)報警裝置。總的來說下位機部分包括硬件層、硬件驅(qū)動層、應(yīng)用軟件層，以及上位機和下位機通信的通訊層。下位機功能流程圖如圖2所示。

2．1硬件層設(shè)計硬件層包括S3C6410微處理器、WIFI模塊、LCD顯示屏、4GSD卡、電源、I/O口已經(jīng)通過I/O口擴展的包含蜂鳴器和LED燈的外接報警裝置電路［5］。硬件結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。WIFI模塊主要完成醫(yī)囑數(shù)據(jù)的傳輸;S3C6410微處理器負責對各個單元模塊的控制、運算和處理等;存儲單元為Flash和SDROM;LCD顯示屏主要用來顯示接收到的醫(yī)囑數(shù)據(jù);報警裝置主要作用是當醫(yī)囑執(zhí)行時間到達時發(fā)出報警信號;4GSD卡主要用來存放醫(yī)囑數(shù)據(jù)、歷史醫(yī)囑數(shù)據(jù)、病人信息和護士信息等相關(guān)信息;電源為5V直流電，為MCU和其他單元供電。由蜂鳴器、LED燈和4－16譯碼器作為主要組成部分的報警裝置是醫(yī)囑實時提醒功能的核心組成部分，其電路圖如圖4所示

2．2硬件驅(qū)動程序設(shè)計嵌入式系統(tǒng)要實現(xiàn)與外圍設(shè)備通信，就必須開發(fā)驅(qū)動程序?qū)⒉僮飨到y(tǒng)和設(shè)備聯(lián)系起來，使得操作系統(tǒng)能夠識別設(shè)備，并為應(yīng)用程序提供接口［6，7］。流式接口驅(qū)動程序的主要任務(wù)是把外設(shè)的使用傳遞給應(yīng)用程序，這是通過把設(shè)備表示為文件系統(tǒng)的一個特殊文件實現(xiàn)，應(yīng)用程序通過文件系統(tǒng)特殊文件的操作從而完成對設(shè)備的操作。下位機中WINCE操作系統(tǒng)通過I/O口控制外設(shè)報警裝置，本系統(tǒng)編寫基于I/O口的流式接口驅(qū)動程序?qū)INCE操作系統(tǒng)和報警裝置聯(lián)系起來以實現(xiàn)系統(tǒng)對報警裝置的控制。流式接口驅(qū)動通過實現(xiàn)流接口函數(shù)，供WINCE內(nèi)核使用，如果設(shè)備以GPIO作為前綴，所要實現(xiàn)的主要函數(shù)及函數(shù)功能如表1所示:完成上述配置之后，對驅(qū)動程序進行編譯，生成動態(tài)鏈接庫GPIO．dll自動加載到操作系統(tǒng)內(nèi)核映像中，最終生成NK．bin文件。

2．3應(yīng)用層程序設(shè)計應(yīng)用程序的開發(fā)采用多線程模塊化的程序設(shè)計方案，將設(shè)備的各功能根據(jù)其完成的特定任務(wù)、任務(wù)性質(zhì)和實時性要求，結(jié)合數(shù)據(jù)流程，詳細開發(fā)出各功能模塊［5］。應(yīng)用程序主程序包含數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建線程、數(shù)據(jù)通信線程、醫(yī)囑排序線程和醫(yī)囑報警線程［8］。系統(tǒng)啟動執(zhí)行主程序，系統(tǒng)進行初始化，配置WIFI模塊，在系統(tǒng)啟動過程中開啟數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建線程創(chuàng)建醫(yī)囑數(shù)據(jù)庫，系統(tǒng)啟動成功后，開啟網(wǎng)絡(luò)通信線程接收醫(yī)囑數(shù)據(jù)，當打開醫(yī)囑信息管理子界面時，開啟醫(yī)囑排序線程進行醫(yī)囑數(shù)據(jù)排序和醫(yī)囑報警線程實時監(jiān)測醫(yī)囑執(zhí)行時間。在數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建線程中首先判斷系統(tǒng)中Doctor-Advice．sdf數(shù)據(jù)庫是否存在，如果不存在則創(chuàng)建DoctorAdvice．sdf數(shù)據(jù)庫，否則，線程退出。網(wǎng)絡(luò)通信線程負責醫(yī)囑數(shù)據(jù)的接收工作，線程啟動后，實時接收來自醫(yī)生值班室的醫(yī)囑信息，并把接收到的醫(yī)囑數(shù)據(jù)存儲在本地醫(yī)囑數(shù)據(jù)庫DoctorAdvice．sdf中。醫(yī)囑排序線程啟動后，循環(huán)讀取醫(yī)囑數(shù)據(jù)庫中醫(yī)囑的執(zhí)行時間，并按執(zhí)行時間的先后順序?qū)⑨t(yī)囑顯示在LCD顯示屏上。醫(yī)囑報警線程實時監(jiān)測LCD顯示屏上醫(yī)囑執(zhí)行時間，當某條醫(yī)囑執(zhí)行時間到達時使該醫(yī)囑在LCD顯示屏上高亮顯示，并觸發(fā)報警裝置發(fā)出報警信號。

3WIFI數(shù)據(jù)傳輸設(shè)計

醫(yī)囑數(shù)據(jù)的可靠傳輸對病人的快速康復(fù)至關(guān)重要，故而在本系統(tǒng)WIFI數(shù)據(jù)傳輸設(shè)計中，采用基于TCP協(xié)議的Socket編程。Socket套接字是支持TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的基本操作單元，可以將套接字看作不同主機間的應(yīng)用程序進行雙向通信的端點。Socket的工作流程為:服務(wù)器啟動，調(diào)用Socket類的構(gòu)造函數(shù)Socket()創(chuàng)建一個Socket實例，然后調(diào)用實例方法Bind()將該Socket實例與本地IP地址和端口綁定，再調(diào)用實例方法Listen()使該Sock-et實例處于監(jiān)聽狀態(tài)，監(jiān)聽來自客戶端的連接請求，并定義請求隊列的最大長度N，最后再調(diào)用實例方法Accept()接收客戶端連接請求。客戶端調(diào)用Socket類的構(gòu)造函數(shù)Socket()創(chuàng)建一個Socket實例后，直接調(diào)用實例方法Connect()向服務(wù)器發(fā)送連接請求，當客戶端和服務(wù)器建立連接后，雙方就可以調(diào)用實例方法Send()和Receive()對醫(yī)囑數(shù)據(jù)進行收發(fā)。當客戶端服務(wù)器雙方的醫(yī)囑數(shù)據(jù)傳送完畢后，調(diào)用Close()方法關(guān)閉Socket套接字。Socket的工作流程圖如圖4。

4結(jié)束語

醫(yī)囑執(zhí)行實時提醒系統(tǒng)醫(yī)生值班室醫(yī)囑管理系統(tǒng)通過WIFI模塊將醫(yī)囑數(shù)據(jù)傳給護士值班室系統(tǒng)終端，系統(tǒng)終端通過對醫(yī)囑數(shù)據(jù)的接收、存儲、排序、監(jiān)控報警、執(zhí)行等一系列的功能實現(xiàn)，實現(xiàn)了醫(yī)囑執(zhí)行的實時提醒功能，保證了醫(yī)囑及時有效的執(zhí)行，有助于提高醫(yī)院護理質(zhì)量和幫助病人快速康復(fù)。

作者：袁修賓茅建華吳占傲單位：江蘇大學計算機科學與通信工程學院南京軍區(qū)總醫(yī)院鎮(zhèn)江三五九醫(yī)院