物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在自動(dòng)發(fā)藥系統(tǒng)中的開(kāi)發(fā)應(yīng)用研究

尚廣偉 張志強(qiáng)

（北京信息科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院，北京100192）

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在自動(dòng)發(fā)藥系統(tǒng)中的開(kāi)發(fā)應(yīng)用研究

尚廣偉 張志強(qiáng)

（北京信息科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院，北京100192）

以目前醫(yī)院藥房工作效率低為背景，介紹了一種以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的自動(dòng)發(fā)藥系統(tǒng)，對(duì)其開(kāi)發(fā)應(yīng)用進(jìn)行了研究，旨在提升藥房的發(fā)藥工作效率。

物聯(lián)網(wǎng)；自動(dòng)發(fā)藥；開(kāi)發(fā)；流程

0 引言

隨著各種病癥和病患的增多，醫(yī)院的處方量也隨之增加，傳統(tǒng)的單純?nèi)斯ぐl(fā)藥模式已不能滿足大醫(yī)院藥房的工作效率需求。而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，為自動(dòng)發(fā)藥系統(tǒng)的研發(fā)帶來(lái)了新的機(jī)遇。為適應(yīng)現(xiàn)代化藥房的發(fā)展需求，通過(guò)對(duì)藥房融入PC、自動(dòng)化、物流聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)上藥、發(fā)藥、取藥等流程的全面機(jī)械自動(dòng)化[1]，以此提高藥房的管理水平和整體服務(wù)質(zhì)量。

1 發(fā)藥模式

一般配藥模式主要有兩種：一種是人工配藥，藥師到藥房手動(dòng)配藥，再拿到窗口給病人；另一種是半自動(dòng)配藥，系統(tǒng)出藥后，藥師整理到藥籃里送給病人[2]。

1.1 人工配藥

人工配藥模式，是在病人提交了處方之后，藥師去藥庫(kù)給病人找藥，再給病人。目前大部分醫(yī)院依然采用這種模式，只有在藥師非常熟悉藥房每個(gè)位置的對(duì)應(yīng)藥品的情況下，才能提高工作效率，這既增加了藥師的工作難度，又降低了藥師的工作效率。一旦換了新藥師，這種劣勢(shì)就更加明顯。

1.2 半自動(dòng)配藥

半自動(dòng)配藥模式，采用密集存儲(chǔ)和自動(dòng)出藥形式，當(dāng)病人刷卡取藥時(shí)，系統(tǒng)接收到HIS數(shù)據(jù)，給控制器發(fā)出相應(yīng)指令，出藥設(shè)備將藥品轉(zhuǎn)到出藥口，待藥師取完，送至患者[3]。半自動(dòng)出藥流程如圖1所示。

圖1 半自動(dòng)出藥流程示意圖

半自動(dòng)配藥模式雖然能夠滿足中型醫(yī)院需求，但是對(duì)于大型三甲醫(yī)院，它的工作效率依然稍顯不足，尤其是在醫(yī)院處方集中時(shí)，患者仍需等待較長(zhǎng)時(shí)間。藥師的既定取藥速度，限制了這個(gè)模式的工作效率。

因此，如果能夠融合物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)，就能促使藥房的出藥更加高效、智能、穩(wěn)定。

2 物聯(lián)網(wǎng)

2.1 特性

物聯(lián)網(wǎng)是在互聯(lián)網(wǎng)的概念基礎(chǔ)上提出的，它把網(wǎng)絡(luò)延伸到物與物之間，讓物與物進(jìn)行信息交換通信，對(duì)其進(jìn)行更細(xì)致的研究?jī)?yōu)化，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)物的智能控制、定位和管理。

2.2 結(jié)構(gòu)

物聯(lián)網(wǎng)囊括了很多關(guān)鍵技術(shù)，如圖2所示，它由3個(gè)部分組成：低層，即感知器層，通過(guò)射頻、智能傳感器和圖像采集技術(shù)時(shí)刻采集相關(guān)數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)傳輸層，通過(guò)有線和無(wú)線技術(shù)把底層數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器，保證數(shù)據(jù)傳輸及時(shí)、準(zhǔn)確；處理層，上位機(jī)利用云計(jì)算、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)的處理研究，掌控信息。

圖2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

3 自動(dòng)發(fā)藥體系

3.1 自動(dòng)發(fā)藥流程

HIS經(jīng)物聯(lián)網(wǎng)給系統(tǒng)管理軟件發(fā)出相應(yīng)指令并接到數(shù)據(jù)后，數(shù)據(jù)庫(kù)查出藥品所在位置，然后給下位機(jī)發(fā)出指令，經(jīng)系統(tǒng)處理后，將藥品通過(guò)運(yùn)輸通道傳送到自助取藥機(jī)柜。自動(dòng)發(fā)藥體系如圖3所示。

圖3 自動(dòng)發(fā)藥體系

自動(dòng)發(fā)藥體系的信息識(shí)別過(guò)程（圖4）是通過(guò)RFID讀取卡上的信息，查出藥品位置，病人刷卡取藥，使得藥房的發(fā)藥工作更加靈活和人性化。

3.2 發(fā)藥系統(tǒng)模塊

自動(dòng)發(fā)藥體系包含3個(gè)模塊：數(shù)據(jù)采集、控制硬件、信息管理軟件。

3.2.1 數(shù)據(jù)采集

低頻（13.65 MHz）與高頻（2.45 GHz）讀寫(xiě)器采集電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)，與病人信息綁定。上位機(jī)給下位機(jī)發(fā)出指令后，數(shù)據(jù)通過(guò)RS485協(xié)議和無(wú)線模塊傳給上位機(jī)[4]。

圖4 自動(dòng)發(fā)藥體系的信息識(shí)別過(guò)程

讀寫(xiě)工作規(guī)律如圖5所示，讀寫(xiě)器與電子標(biāo)簽之間的射頻信號(hào)傳輸通過(guò)耦合元件在空間中實(shí)現(xiàn)，依據(jù)時(shí)序關(guān)系，實(shí)現(xiàn)能量傳輸、信息互換。信號(hào)耦合分為兩種：

（1）電感耦合，如變壓器；

（2）電磁反向散射耦合，如雷達(dá)。

3.2.2 硬件控制

RC522低頻讀卡模塊，與控制器之間以SPI模式通訊，讀卡模塊和控制器有主次之分，所需電壓為3.3 V；MSP430F149芯片，有64個(gè)I/O端口，采取時(shí)鐘8M，P3端口以第二功能與RC522傳輸數(shù)據(jù)。

上位機(jī)通過(guò)RS485或無(wú)線模塊通訊，RS485傳輸穩(wěn)定，PC機(jī)最多帶256個(gè)控制器，控制器由撥碼器設(shè)置單獨(dú)地址；無(wú)線模塊采用AT86RF231系列。

3.2.3 信息管理軟件

發(fā)藥信息管理系統(tǒng)分為管理級(jí)和執(zhí)行級(jí)。管理級(jí)作為信息管理中樞，負(fù)責(zé)取藥信息的存儲(chǔ)，接收HIS信息，進(jìn)行邏輯處理，得到加密數(shù)據(jù)，傳送給執(zhí)行層處理，反饋管理層解密后的數(shù)據(jù)，管理層和執(zhí)行層之間得以進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。

3.3 定位的原理

RFID定位方法包括TDOA、TOA、RSSI和AOA。無(wú)線射頻識(shí)別不用人工編寫(xiě)，能通過(guò)無(wú)線訊號(hào)精準(zhǔn)定位識(shí)別并讀寫(xiě)數(shù)據(jù)，主要用于管理定位方面，流行較晚，但在很多領(lǐng)域得到了應(yīng)用。

自動(dòng)發(fā)藥體系采用了標(biāo)簽有源、非接觸式、高頻RFID技術(shù)，能夠同時(shí)識(shí)別多個(gè)電子標(biāo)簽。

圖5 讀寫(xiě)工作規(guī)律

4 結(jié)語(yǔ)

本文根據(jù)國(guó)內(nèi)醫(yī)院藥房的工作現(xiàn)狀，有策略性地選擇了基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的現(xiàn)代化藥房系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了發(fā)藥全自動(dòng)化。

該系統(tǒng)的應(yīng)用能夠有效減少藥師壓力，節(jié)約成本，解決了藥房工作效率低、病人候藥時(shí)間長(zhǎng)等問(wèn)題，提高了藥房的整體管理水平。

[1] 韓美林，劉有耀.RFID定位技術(shù)和常見(jiàn)算法比較[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2014，12（1）：89-91.

[2] 梁必勇，史潤(rùn)琴.微機(jī)在藥品效期管理中的應(yīng)用[J].中華醫(yī)藥雜志，2003，3（9）：1.

[3] 張斐.藥房全自動(dòng)發(fā)藥系統(tǒng)[J].物流技術(shù)：裝備版，2013（5）：93-95.

[4] 楊江兵，劉曉平，金輝.自動(dòng)化藥房中RFID定位技術(shù)的研究[J].湖北民族學(xué)院學(xué)報(bào)，2014，9（3）：68-71.

2015-11-20

尚廣偉（1990—），男，河南人，碩士研究生，研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)及理論。