基于NFC的移動導(dǎo)醫(yī)系統(tǒng)設(shè)計

摘要：“掛號難、排隊久、單據(jù)繁多、找不到診室”等就醫(yī)問題日益凸顯。隨著NFC技術(shù)即近距離無線通訊技術(shù)的快速發(fā)展，加上Android手機(jī)的普及，移動醫(yī)療將成為改善目前就醫(yī)狀況的一種良好方式。將NFC技術(shù)與Android平臺相結(jié)合，利用M/M/c排隊模型設(shè)計最優(yōu)就診路線方案課實現(xiàn)就醫(yī)無卡化、無紙化、可視化地圖助行等，構(gòu)建移動醫(yī)療導(dǎo)醫(yī)平臺。

關(guān)鍵詞：NFC技術(shù)；Android；移動醫(yī)療；排隊模型

DOIDOI：10.11907/rjdk.151300

中圖分類號：TP319

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：16727800（2015）006010403

基金項目基金項目：

作者簡介作者簡介：辛卓（1994-），男，吉林白山人，中南財經(jīng)政法大學(xué)信心與安全工程學(xué)院學(xué)生，研究方向為管理信息系統(tǒng)。

0 引言

新醫(yī)改啟動以來，中國醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)信息化的需求和發(fā)展?jié)摿薮?。居民對醫(yī)藥衛(wèi)生服務(wù)和產(chǎn)品的需求彈性很低，且我國醫(yī)療衛(wèi)生體制中存在諸多問題。其中，以看病難的問題最為突出，集中體現(xiàn)為掛號難、排隊時間長、支付過程繁瑣、醫(yī)院大找不到診室、單據(jù)過多易丟失等，移動醫(yī)療將成為改善目前就醫(yī)狀況的一種良好方式。

移動醫(yī)療在國外發(fā)展迅猛，越來越多的醫(yī)療健康類App應(yīng)用走進(jìn)人們的生活。數(shù)據(jù)顯示，2013-2017年全球移動醫(yī)療市場規(guī)模預(yù)計由45億美元增至230億美元。目前顯著成果有：日本NTT DoCoMo研發(fā)的“智能管道”；卡塔爾電信的專用于用戶支付移動醫(yī)療費用的MobileHealth專用賬號等。而中國的“好大夫”網(wǎng)站，也推出了iPhone客戶端。用戶可以通過手機(jī)檢索到醫(yī)院、醫(yī)生的相關(guān)信息。在廣東，客戶可在12580預(yù)約掛號，用手機(jī)支付掛號費，在收到二維碼后，到醫(yī)院自助終端刷碼打印掛號憑證即可就診。與此同時，移動醫(yī)療在我國也存在局限性：3G網(wǎng)絡(luò)的不給力、互聯(lián)網(wǎng)帶寬限制的影響，以及基層醫(yī)院設(shè)備落后在一定程度上限制了移動醫(yī)療的發(fā)展。

然而隨著NFC手機(jī)的普及與信息技術(shù)的不斷發(fā)展，目前多款手機(jī)可以實現(xiàn)NFC標(biāo)簽功能的良好應(yīng)用，手機(jī)可在駕駛模式、靜音模式、臥室模式、會議模式、WLAN Display與應(yīng)用程序等不同的場景模式之中自如切換。在美國的菲利浦斯球館，顧客可以用 NFC手機(jī)在特許經(jīng)營店里買東西、下載電影、查看海報。在法國諾曼底的卡昂，居民可以使用NFC手機(jī)在選定的零售點、公園設(shè)備上進(jìn)行支付，下載著名旅游景點信息、電影宣傳片以及汽車班次表等。

因此，考慮將NFC技術(shù)與Android平臺相結(jié)合，將其應(yīng)用于移動醫(yī)療中。主要功能表現(xiàn)如下：預(yù)約掛號、支付醫(yī)藥費用、看地圖尋診室、查看醫(yī)院醫(yī)生信息、查看個人病歷、查看最佳就診方案路線、打印各類單據(jù)等。

1 NFC技術(shù)

1.1 NFC基本概念

NFC（Near Field Communication）即近距離無線通訊技術(shù)，由非接觸式射頻識別（RFID）演變而來，在單一芯片上結(jié)合感應(yīng)式讀卡器、感應(yīng)式卡片和點對點的功能，是一種短距高頻的無線電技術(shù)，能在短距離內(nèi)與兼容設(shè)備進(jìn)行識別和數(shù)據(jù)交換。在13.56MHz頻率運(yùn)行于10cm距離內(nèi)，允許電子設(shè)備之間進(jìn)行非接觸式點對點數(shù)據(jù)傳輸。

NFC終端主要有3種工作模式，其通訊過程如圖1所示[1]。

（1）主動模式。NFC終端可以作為一個讀卡器，發(fā)出射頻場去識別、讀/寫其它NFC設(shè)備信息。

（2）被動模式。NFC終端被模擬成一張卡，在其它設(shè)備發(fā)出的射頻場中被動響應(yīng)，被讀或者寫信息。

（3）雙向模式。NFC終端雙方都主動發(fā)出射頻場來建立點對點的通信，相當(dāng)于兩個NFC設(shè)備都處于主動模式。

1.2 Android與NFC

Android是由Google設(shè)計的開源智能操作系統(tǒng)，在移動設(shè)備領(lǐng)域有著普遍應(yīng)用。據(jù)艾媒咨詢《2013Q2中國智能手機(jī)市場操作系統(tǒng)分布狀況》數(shù)據(jù)顯示（見圖2），Android份額擴(kuò)大至74.5%，目前占據(jù)了最大的市場份額。Android不僅提供了基于Java開發(fā)的SDK，而且源代碼是開放。

NFC則提供了一種簡單、非觸控式的解決方案，可以讓消費者快捷交換信息、訪問其內(nèi)容與服務(wù)[2]。手機(jī)和NFC技術(shù)的結(jié)合，將會給消費者的生活帶來極大便利，如移動支付、身份識別、移動醫(yī)療等。同時，Android系統(tǒng)的開放性及其強(qiáng)大的通信功能，使得NFC的各種應(yīng)用能在Android上便捷實現(xiàn)。據(jù)中國行業(yè)資訊統(tǒng)計顯示，如圖2所示，2012年全球NFC手機(jī)出貨量約為1.25億，2013年將達(dá)到2.85億，增速達(dá)到128%，而未來兩年NFC手機(jī)數(shù)量將會快速增長，2015年NFC手機(jī)市場滲透率將達(dá)到51%。而且，現(xiàn)在很多三星、小米、黑莓、索尼等手機(jī)均帶NFC功能。

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.1 總體架構(gòu)設(shè)計

整個系統(tǒng)采用客戶機(jī)/服務(wù)器（Client/Server）模式，如圖4所示，系統(tǒng)前端包括客戶端和系統(tǒng)后臺?？蛻舳酥饕鞘謾C(jī)端，本文采用普及最廣的Android系統(tǒng)作為平臺，用于向用戶提供整個服務(wù)。同時，系統(tǒng)還采用熱門的NFC技術(shù)，移動端和NFC讀寫設(shè)備之間采用NFC 15693協(xié)議，以確保信息能快速在手機(jī)端和PC端上進(jìn)行傳輸，完成各種業(yè)務(wù)需求。醫(yī)院PC端則用于維護(hù)系統(tǒng)信息以及完成前臺信息對接工作，采用J2EE框架進(jìn)行開發(fā)。移動端和醫(yī)院后臺端，都采用TCP通信協(xié)議，以保障通信的穩(wěn)定與快速。

系統(tǒng)后端服務(wù)器采用Windows server 2003+Apache+PHP+Mysql的經(jīng)典組合進(jìn)行搭建，PHP和Mysql的開源性降低了系統(tǒng)開發(fā)成本，同時兩者間的無縫銜接為前端提供穩(wěn)定而高效的服務(wù)。同時后端還包含醫(yī)療平臺的數(shù)據(jù)庫以及各醫(yī)院私有數(shù)據(jù)庫，保證了醫(yī)院隱私信息的安全，而平臺服務(wù)器和醫(yī)院私有服務(wù)器的的分離則保證了醫(yī)院數(shù)據(jù)庫的安全，同時也保證了醫(yī)院業(yè)務(wù)信息的私有化。

2.2 Android支持下的NFC架構(gòu)

該系統(tǒng)在窗口掛號、診室就診、繳費取藥、打印單據(jù)等環(huán)節(jié)利用NFC技術(shù)，進(jìn)行快速數(shù)據(jù)傳輸及身份驗證，由于作用距離短、響應(yīng)時間快，使用NFC通信更加安全、簡便、快速。可用手機(jī)代替現(xiàn)有的“就醫(yī)卡”，實現(xiàn)病例、藥單等單據(jù)的無紙化。

Android系統(tǒng)自2.3版本開始支持NFC技術(shù)，在4.0、4.1和4.2版本中都進(jìn)行了更新，SDK中增加了一些接口。為了支持NFC功能，Android允許應(yīng)用程序讀取標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)，并以NDEF（NFC Data Exchange Format）格式進(jìn)行交互。Android系統(tǒng)支持下的NFC功能實現(xiàn)采用的是封裝調(diào)用的分層架構(gòu)模型。

3 系統(tǒng)功能設(shè)計

移動導(dǎo)醫(yī)系統(tǒng)基于NFC技術(shù)和Android系統(tǒng)而建立，針對醫(yī)療行業(yè)所研發(fā)的解決患者在尋診、就診過程中所面臨的問題，達(dá)到高效、方便、靈活就醫(yī)，實現(xiàn)病歷“無紙化”。

該系統(tǒng)前端主要實現(xiàn)患者瀏覽醫(yī)院信息、查詢最近醫(yī)院、一鍵撥號、在線掛號、利用NFC窗口掛號、查詢電子病歷、查詢藥單、利用NFC打印藥單、在線支付、詳細(xì)就診路線、最優(yōu)路線方案等；系統(tǒng)后端為醫(yī)生端，可以實現(xiàn)病歷錄入、開藥單、查詢患者歷史病歷等功能，而對于平臺管理員端，則可以進(jìn)行醫(yī)院管理、用戶管理、病歷管理及地圖管理等。系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)如圖5所示。

4 最優(yōu)就診路線方案實現(xiàn)

患者到達(dá)醫(yī)院是隨機(jī)的、相互獨立的[3]，相繼到達(dá)的間隔也是隨機(jī)的，患者到達(dá)過程一般服從Poisson流，即到任一時刻到達(dá)的患者數(shù)都是參數(shù)為λt（λ為平均到達(dá)率）的泊松分布。

M/M/c排隊模型則正是指患者的到達(dá)規(guī)律服從泊松分布即患者的到達(dá)間隔時間分布服從負(fù)指數(shù)分布，服務(wù)時間服從負(fù)指數(shù)分布，服務(wù)機(jī)構(gòu)為c個服務(wù)臺。該系統(tǒng)利用M/M/c模型，分時間段收集數(shù)據(jù)，模型擬合，應(yīng)用Excel 程序中加載宏QueueingToolPack進(jìn)行參數(shù)估計，得出每個時間段、每個診室的的擬合指標(biāo)。

通過對數(shù)據(jù)的采集，集合M/M/c排隊模型，分時間段算出待估參數(shù)。再根據(jù)患者就診時所要前往檢查診室的等候人數(shù)及相應(yīng)診室服務(wù)時間，動態(tài)計算出每個診室的等候時間，為患者提供最優(yōu)就診路線方案。

5 結(jié)語

該系統(tǒng)所提供的功能，能夠在很大程度上解決目前普遍存在的就診問題，患者借助該軟件可以實現(xiàn)輕松就醫(yī)問診。目前，NFC技術(shù)逐漸趨于成熟，且其在智能手機(jī)上的應(yīng)用日益廣泛，移動醫(yī)療與NFC技術(shù)的緊密結(jié)合，使得該系統(tǒng)具有廣闊的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙特木.基于 Android 平臺的NFC信息管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D].大連：大連理工大學(xué)， 2013.

[2]石旭東.基于Android平臺的NFC技術(shù)的研究與實現(xiàn)[J].軟件， 2013， 34（1）：6468.

[3]王瑩.排隊論模型求解就醫(yī)排隊問題[J].科技資訊， 2010（17）：238239.

責(zé)任編輯（責(zé)任編輯：孫 娟）