SOA在內鏡追溯系統中的應用

王 健 楊仕甫 羅學剛 何 東

（1．成都理工大學計算機科學與技術學院，四川 成都 610059；2．中國石油川慶鉆探工程有限公司井下作業公司，四川 成都 610059；3．攀枝花學院數學與計算機學院，四川 攀枝花 617000）

SOA在內鏡追溯系統中的應用

王 健1楊仕甫2羅學剛3何 東3

（1．成都理工大學計算機科學與技術學院，四川 成都 610059；2．中國石油川慶鉆探工程有限公司井下作業公司，四川 成都 610059；3．攀枝花學院數學與計算機學院，四川 攀枝花 617000）

論文主要對內鏡追溯系統進行論述，結合面向服務架構特點與實際系統需求設計出一種面向服務的數據中心系統。系統采用．NET平臺的WCF服務技術，HTTP協議以及DES加密技術，不僅在軟件結構層面達到面向服務目的，同時保證了系統通信的安全性。在軟件詳細設計階段，利用了面向對象技術，定制服務契約，抽象服務接口，在保證系統橫向伸縮性良好的同時完成解耦。目前系統已經完成，并得到了很好的實際應用。

面向服務；WCF；服務接口；DES；HTTP協議

1 引言

隨著近年高新技術產業的快速發展,帶動了其它行業的智能化、自動化、信息化發展趨勢。相應的軟件產品研發的復雜性逐漸增加,在進行大型應用系統的設計時,需要考慮到更高的可擴展性、伸縮性、可維護性、跨平臺等特點。然而在當下流行的面向對象編程模型中，隨著系統的復雜性提升，面向對象的耦合度也愈趨復雜，這給軟件開發效率和軟件維護帶來巨大負擔，而SOA系統的特點正好解決了對象之間的耦合度過于復雜的問題。雖然基于SOA的系統并不排除使用面向對象的設計來構建單個服務，但是其整體設計卻是面向服務的。由于它考慮到了系統內的對象，所以雖然SOA是基于對象的，但是作為一個整體，它卻不是面向對象的。

本文主要是論述如何通過面向服務的架構特點，設計一種面向數據中心的內窺鏡追溯系統。根據數據流向抽象接口，使系統整體靈活性更強，可維護性更高。

2 系統介紹

內鏡追溯系統是針對現有醫院的內窺鏡對其管理、清洗、消毒以及使用流程的信息化。主要包括：內鏡管理，醫護人員管理，病人管理，內鏡清洗流程記錄，內鏡信息追溯，工作量統計等功能。追溯系統的自動化處理，可以節約人力成本，自動驗證內鏡清洗結果是否合格，確保清洗流程更加標準；系統的信息化管理，可以提高信息處理效率，有利于數據報表分析，進而提高工作效率，對于內鏡追溯信息的查詢也更加方便；系統的軟件結構，結合了面向服務的特點，服務即功能，再以數據為中心，信息流作為數據流，使系統結構具有低耦合、易擴展、穩定性強等特點。

3 服務結構設計

3.1 面向服務架構（SOA）簡介

面向服務的體系結構，是一種組件模型，它將應用系統的不同功能單元進行獨立封裝組裝成服務，再對服務之間定義良好接口和契約。服務接口是采用中立的方式進行定義的，它獨立于實現服務的硬件平臺、操作系統和編程語言。SOA系統的服務接口可以采用可擴展標記語言作為基礎對其行描述（如：WDSL），以使系統服務可以以一種統一和通用的方式進行交互。面向服務特征包括：

可重用：一個服務創建后，可以在多個業務流程和應用中進行使用。

松耦合：服務提供者和服務請求者之間是沒有關系的，服務請求者只需要將每個服務提供的功能模塊進行定制或者繼承，而不需要關心服務提供者的平臺、語言、技術細節；同時服務之間也是相互獨立的，他們的關系僅存在于基礎接口的使用。

開發標準：服務通信基于公開的W3C標準，Web服務定義的SOAP、WSDL以及WS-*協議。

伸縮性：服務平臺搭建之后，如果需要添加其它服務，只需要提供服務公開的接口即可，不會干擾現有服務單元。如果需要移除某些服務單元也不會對其它服務單元產生影響。3.2 面向數據中心的服務

根據實際項目需求結合面向服務特點，設計了一種以數據流作為業務流，數據提取作為服務模塊，數據類型作為接口約束的面向數據結構。服務請求者可以按照具體需求對數據提取模塊進行定制，請求者只需要根據數據類型，添加引用接口，就可以獲取相應數據。結構實現方式主要使用WCF技術以及部分的Web服務技術，采用了請求-響應和半雙工混合的工作模式。當請求者需要訪問數據的時候，只需要加載WCF服務引用即可調用數據服務接口，在請求者與服務之間的通信交互時，加入過濾層以保護交互數據的安全性。系統具體架構如圖1所示：

圖1 系統架構圖

4 服務請求

服務請求是指通過添加服務引用，實例化接口對象，根據接口契約進行數據請求的通信過程。服務請求者（B/S、C/ S）首先根據服務接口地址進行訪問，訪問數據采用DES加密，經過身份驗證有效后，系統會將接口自描述的元數據信息公布給請求者，同時會返回一條攜帶身份認證公鑰的響應信息，公鑰用于請求者身份驗證，以便于請求者不用每次使用用戶名和密碼進行驗證，增加了安全性，公鑰的有效時間可以自由設定，初始為20分鐘。在請求者獲取服務接口信息以后可以添加服務引用，根據具體需求接口描述，請求者創建服務引用對象實例向服務端請求數據。服務請求通信標準采用HTTP協議，工作模式采用單工/半雙工混合模式。具體的數據請求過程參見圖2：

圖2 數據請求流程圖

5 服務接口

服務請求者根據服務接口請求數據，服務接口具有自描述、可定制、相互獨立等特點。接口模塊包括身份驗證、用戶管理、內鏡管理、數據提取、追溯數據更新等。

5.1 身份驗證

對請求者身份有效性確認，將請求者提供的賬號信息進行安全性過濾。安全性過濾首先要對得到的請求進行SQL注入過濾，再進行DES解密獲取明文，將明文和密碼進行有效性驗證，如果身份確認，數據中心會生成一個全局唯一公鑰KEY作為會話密鑰返回給請求者。請求者在獲得密鑰后，再對數據中心發出數據請求時，只需要在信息頭部加入公鑰KEY即可。但注意公鑰KEY的有效時間有限，失效以后請求者要重新獲取才可進行數據請求。

5.2 用戶管理

擁有最高權限的用戶才可以進行用戶信息管理。用戶信息管理分為醫院醫護人員信息管理和病人信息管理。醫護人員信息指的是醫護人員身份基本信息，就診工作量統計；病人信息管理包括病人基本資料，病人病史，就診醫生，就診結果以及就診數量的統計。科室主任可以根據問診醫生的問診數量對其工作進行可視化地、有效地評估，可以根據病人就診的數據統計圖來確定病人就診高峰時段，以便更合理地安排問診醫生和問診時間。

5.3 內鏡管理

內鏡信息管理是對內鏡基本信息，內鏡狀態的管理。內鏡基本信息包含了內鏡類型，內鏡串號，鋼印號，維修次數，使用年限，損壞程度，使用量統計等資料信息。

5.4 數據提取

數據提取分為清洗數據、追溯數據、內鏡報表、醫護人員工作量統計等功能。追溯數據由清洗數據和檢查室數據共同組成，清洗數據來源于清洗工的清洗操作步驟，檢查室數據是醫護人員對病人進行檢查診療的數據，這部分數據包括醫護人員信息、病人信息、診療結果，將這兩種信息關聯在一起就組成了追溯數據，追溯方法可以分別按照內鏡、醫生、病人三種角色進行追溯。檢查室數據在某些情況下由第三方系統提供，在這部分需要公布第三方數據接口，第三方系統會通過數據接口定時將檢查室數據寫入系統視圖，在請求者每次提取追溯數據時，會自動加載視圖數據。清洗工作量會在每次進行清洗內鏡后自動入庫并完成工作量統計，醫護人員工作量也是通過檢查室內部生成報告的數量自動統計。內鏡報表是對內鏡使用情況的統計，包括內鏡的使用頻率、內鏡在儲存柜中的狀態、內鏡損壞情況。

5.5 工作量統計

根據內鏡使用情況，清洗工清洗內鏡數量，醫生問診數量等信息統計工作量。

5.6 數據更新

由于在清洗流程中會出現流程誤操作或者操作數據不正確的情況，所以需要提供數據修改功能。部分服務接口設計如圖3所示：

圖3 部分接口設計結構圖

6 總結

此系統已經投入使用，設計思想基本滿足用戶需求。系統具有易維護、可擴展、安全性高、服務穩定等特點。用戶可以根據自己的需求對客戶進行權限分配，功能模塊之間相互獨立，在添加需求服務模塊時不會對正常運行系統有所影響，服務托管于Web服務器上，穩定性相對較高，服務間通信采用加密及身份驗證技術提高了信息的安全性。

[1]梁愛虎．SOA思想、技術與系統集成應用詳解[M]．北京：電子工業出版，2007．

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[3]毛新生．SOA原理·方法·實踐[M]．北京：電子工業出版，2007．

[4]張海藩．軟件工程導論．北京：清華大學出版社，2003．

[5]Juual Lowy．WCF服務編程．北京：機械工業出版社，2008．

[6]普雷斯曼．軟件工程．北京：機械工業出版社，2006．

SOAApplication in Endoscopic Traceable System

Wang Jian1Yang ShiFu2Luo Xuegang3He dong3
(1.College of Computer Science and Technology,Chengdu University of Technology,Chengdu 610059,Sichuan; 2.CNPC Chuanqing Drilling Engineering Company Limited Downhole Service Company,Chengdu 610059,Sichuan; 3.School of Mathematics and Computer Science,Panzhihua University,Panzhihua 617000,Sichuan)

act】The article introduces the endoscopic traceable system and combines with the service-oriented structural characteristics and the system requirement to design a real service-oriented data center system.The system adopts WCF technology of.NET platform service,HTTP protocol and DES encryption technology.It not only can achieve the purpose in service-oriented on software structure layer,but also ensure the safety of communication system.In the software detailed design stage,it makes full use of objectoriented technology,customizes service contract and abstracts service interfaces to guarantee the system transverse expansion very well and completes the object directly decoupling.The current system has been completed,and obtains very good practical application.

service-oriented;WCF;service interface;DES;HTTP protocol

TP311.52

：A

1008-6609(2015)03-0034-03

王健，男，吉林四平人，碩士，研究方向：計算機應用技術。

四川省大學生創新創業訓練項目，項目編號：201311360030。