基于二維碼技術的健康證管理信息系統設計與實現

趙 一 李 鳳

(西安市疾病預防控制中心 西安 710054)

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?醫學信息技術?

基于二維碼技術的健康證管理信息系統設計與實現

趙 一 李 鳳

(西安市疾病預防控制中心 西安 710054)

在分析西安市服務行業從業人員健康證發放管理工作存在問題的基礎上，指出引入信息化手段輔助管理健康證數據的必要性，提出采用二維碼技術的管理系統對健康證信息進行管理的方案，就該系統設計與實現進行詳細描述。

二維碼；健康證；管理信息系統

1 引言

隨著現代科學技術的不斷發展，人類社會逐漸邁入信息化時代，信息技術的各類應用也逐步成熟起來。一個符合自身特點的管理信息系統能以更高的效率把管理內容有機地組織起來，完成數據處理、統計預測、計劃控制、輔助決策等工作內容[1]。安全、適用、先進的健康管理信息系統是實現現代化從業人員健康數據管理和信息服務的必要基礎和前提條件。目前，西安市從業人員健康證管理體系還是以手工化為主，已經無法滿足當前工作中要求的機構檢驗數據共享、健康證在線真偽查詢、區域數據統計分析等要求[2]，存在諸多弊端。如健康證采用普通紙質介質，制造的技術和成本不高，導致假證泛濫，監管部門不得不花費大量人力物力用于健康證的防偽、查偽[3]；由于各個管理部門之間沒有把從業人員的健康信息數據共享，從業人員更換就業區域或者健康證遺失、損壞，就不得不在有效期內重復辦理，付出高額的時間和金錢成本。因此迫切需要通過信息化的手段來進行輔助管理[4]。

二維碼技術作為一種新型的信息存取技術，可以在一個有限的區域內容納大量的信息，且可以和現有移動互聯及物聯網等新興技術緊密結合，在一些大型管理信息系統中已經嶄露頭角。本文開發一個基于二維碼技術的健康證管理信息系統，利用二維碼技術，配合相應的信息管理平臺，通過安卓手機完成健康證的查驗，解決西安市健康證管理中存在的諸多問題，降低整個健康證管理過程的人力、財力、時間成本[5]。

2 系統設計

2.1 框架設計

基于二維碼技術的健康證管理信息系統由3個子系統構成: (1)健康證查驗子系統，為監督執法用戶提供便捷的健康證查驗功能。(2)健康數據管理子系統，用于體檢發證用戶及衛生行政部門對健康體檢數據進行管理。(3)Web服務子系統，用于持證用戶查詢打印紙質健康證明及體檢預約。其中健康數據管理子系統與Web服務子系統采用B/S架構，服務端使用Jave Web(JSP、Servlet、Struts、AJAX)技術進行開發，數據庫采用Oracle11g；健康證查驗子系統采用C/S架構，客戶端運行在Android 4.1操作系統中，服務端采用Web Service提供網絡數據服務。體檢發證機構通過瀏覽器訪問健康數據管理子系統，進行健康體檢數據的錄入以及健康證的生成與管理；監督執法用戶通過安卓手機客戶端掃描二維碼查驗健康證；持證從業人員通過瀏覽器訪問查詢服務器，打印含有二維碼的紙質健康證；主服務器定時向查詢服務器推送數據[6-8]。系統業務框架[9]，見圖1。

2.2 功能模塊

2.2.1 健康數據管理子系統 整個系統的核心部分，所有從業人員的個人信息與健康證明發放信息都要通過該子系統錄入到數據庫中；同時，所有系統用戶的管理也都通過該子系統完成。該子系統的用戶群體為體檢發證機構、衛生行政管理部門以及系統管理人員，這些用戶的辦公地點相對固定，因此該子系統采用B/S架構進行設計，用戶使用個人計算機通過網頁瀏覽器即可訪問系統。健康數據管理子系統由用戶登錄模塊、用戶管理模塊、體檢數據錄入模塊、健康證明管理模塊、日志管理模塊、統計分析模塊、數據交換模塊共7個模塊構成[10-11]。

圖1 系統業務框架

2.2.2 健康證查驗子系統 為監督執法機構提供快捷的健康證查驗功能而設計。該子系統采用C/S架構，客戶端的主要功能包括：接收用戶登錄驗證信息，二維碼掃碼查驗，手動錄入查驗，查驗記錄管理；服務端的主要功能包括：對客戶端傳來的用戶驗證信息進行驗證并返回驗證結果，連接健康數據管理數據庫處理客戶端傳來的查詢請求并返回查詢結果，對客戶端的查詢動作進行記錄。

2.2.3 Web服務子系統 主要功能是為服務行業從業人員(以下簡稱從業人員)提供紙質健康證明的網上查詢、打印功能；同時，為了方便從業人員安排時間，合理分流體檢機構的體檢人群，在Web服務子系統中還提供健康體檢的預約功能。系統整體功能模塊設計，見圖2。

圖2 系統功能模塊

2.3 系統數據庫設計

2.3.1 實體屬性分析[12](1)體檢機構{機構編號、機構名稱、地址、聯系電話、負責人}。(2)體檢數據錄入人員{用戶ID、用戶姓名、用戶角色、所屬機構、聯系方式}。(3)監督執法機構用戶{用戶ID、用戶姓名、用戶單位、用戶手機ID、聯系方式}。(4)持證從業人員{姓名、身份證號}。(5)健康體檢數據{體檢人員姓名、性別、年齡、工作崗位、體檢結果(合格/不合格)、身份證號、體檢機構、體檢時間}。(6)數字健康證{證件編號、持證人姓名、性別、年齡、工種、發證日期、體檢單位、二維碼}。(7)預約體檢信息{預約編號、體檢人員姓名、性別、年齡、工作崗位、身份證號、照片、預約時間}。

2.3.2 部分實體之間的關系 (1)一個體檢機構內有多個體檢數據錄入人員，一個體檢錄入人員只能屬于一家體檢機構。(2)一個體檢錄入人員可輸入且僅能輸入所屬體檢機構的多條體檢數據。(3)一條體檢數據對應一個數字健康證。(4)一個從業人員在一個證件有效期內只有一條有效體檢數據。(5)監督執法機構用戶可查詢所有的數字健康證信息。通過分析實體間的關系，繪制系統E-R圖[13]，見圖3。

圖3 系統E-R圖

3 系統實現

3.1 健康數據管理子系統的實現(圖4)

圖4 健康數據管理子系統工作流程

3.1.1 健康數據錄入模塊的實現 用于體檢發證機構將用戶所在機構完成的從業人員健康體檢信息錄入本系統中。該模塊包含數據錄入與數據審核兩個工作步驟。其中，數據錄入部分包括：(1)用戶基本信息的錄入及照片上傳功能。(2)驗證錄入信息合法性及完整性。(3)按照當前日期及錄入順序生成健康證編號，編號格式實例(XAHC-201406020148，表示2014年6月2日錄入的第148個用戶信息)。(4)根據用戶身份證號碼，判斷用戶年齡及性別。(5)Excel表格批量導入用戶基本信息。數據審核部分包括：(1)顯示錄入的用戶信息。(2)回退需要修改的用戶信息編號。系統中的流程控制通過在數據表中設立流程位(dateflow)字段來實現，從數據錄入到健康證的打印/歸檔共需5個流程，分別用1-5來表示。dateflow的值是多少，那么該用戶編號中的數據只能在該值所代表的流程中進行顯示，如編號為XAHC-201411210013的用戶數據行中的dateflow字段的值為2，則該用戶數據只能顯示在數據審核流程中。本系統所有的流程控制都通過修改dateflow來實現。本系統的用戶界面具有較強的一致性[14]：左側為功能選擇樹，右側為操作區。各個功能模塊的操作區基本相同，主要由3部分組成：功能按鈕區、數據選擇區和數據編輯/顯示區。

3.1.2 健康證明管理模塊的實現 用來實現電子健康證的生成及管理，其主要功能包括：(1)即時生成二維碼，二維碼中包含健康證明的唯一性編號、持證者體檢日期、發證日期、發證機構。本系統中涉及二維碼的部分分別采用了兩種不同技術的JAR包來完成：PC平臺上的二維碼生成模塊采用日本Denso公司的QRCode.jar包來開發，Android平臺上的二維碼讀取模塊采用Google公司的ZXing.jar包來開發。系統生成的二維碼圖像為139×139像素，容錯率為15%。(2)電子健康證明的管理及打印，電子健康證明文件中含有用戶姓名、性別、年齡、照片信息、體檢日期、發證日期、有效日期、發證機構及發證機構的電子簽章、二維碼等信息。由于西安市從業人口數量多，健康證有效期短，若生成的健康證采用靜態HTML網頁格式存儲必然會產生海量數據；同時，在查詢過程中由于數據傳輸量較大，當網絡條件不好時，會導致查詢緩慢，影響用戶體驗。因此本系統將從業人員的照片文件保存在文件服務器上，照片文件的儲存路徑及其他健康證相關數據保存在數據表中，當用戶觸發查詢請求時，使用CSS+HTML+JS彈窗與二維碼生成模塊動態生成電子健康證明，這種方式節省大量存儲空間，同時可以精確、快速地顯示格式化的電子健康證明，而不受用戶瀏覽器限制。(3)健康證明的有效期管理。健康證明的有效期為1年，系統對發證日期超過1年的記錄自動歸檔，歸檔后的記錄只能以數據表形式查看信息內容，不能再生成健康證樣式的HTML文件。

3.2 健康證查驗子系統的實現

3.2.1 結構及工作流程 采用C/S架構，其客戶端通過Eclipse開發，部署在基于Android 4.1的操作系統智能手機上；服務端部署在Tomcat服務器上，手機和服務器端之間通過 Http完成JSON格式的數據交換。手機端與服務端的結構，見圖5。

圖5 健康證查驗子系統的架構

安卓客戶端的工作流程為：用戶登錄——檢查更新——掃描二維碼/錄入查詢信息——獲取查詢結果——管理查詢結果，其中的每一個流程都由相應的功能模塊完成。服務端被動響應客戶端的請求，將查詢結果返回客戶端。

3.2.2 用戶驗證模塊 安卓客戶端的用戶驗證頁面包含3個文本輸入框，用于接收用戶輸入的用戶名、密碼、驗證碼信息，當用戶輸入完成并點擊登錄按鈕后，會激發登錄處理依次處理以下步驟：對用戶輸入內容的格式及合法性進行校驗并使用android.provider.*包獲取Android_ID及DEVICE_ID；通過工具類將用戶名和密碼及獲取的設備識別碼向服務端URL發送請求；通過Json解析程序獲取服務器響應，進行解析和判斷，如果用戶輸入的用戶名、密碼錯誤，系統調用錯誤顯示類來顯示對話框，提示登錄失?。蝗绻卿洺晒?，系統啟動主界面，用戶通過主界面提供功能列表使用各個功能。

3.2.3 二維碼掃碼查詢模塊 主要由兩個用于與用戶交互的Activity和若干工具類構成。兩個Activity為PScanActivity和PViewActivity，其中PScanActivity用于調用手機攝像頭進行掃碼，PViewActivity用于顯示服務端返回的電子健康證信息。PScanActivity由下列功能部件構成：(1)通過com.Zxing.*包中提供的函數進行掃碼、解碼。(2)用1個TextView存放并顯示解碼獲得的信息。(3)用1個ImageView存放和顯示掃碼成功后截取到的圖像。(4)用3個按鈕分別實現查詢結果、繼續掃碼和返回主界面。

3.2.4 查驗記錄管理 手機客戶端的所有查詢記錄都存儲在SQLite數據庫中。SQLite是一個部署在本地的輕量級數據庫，在安卓系統中為某個應用程序創建的數據庫，只有它可以訪問，其他應用程序是不能訪問的，數據庫位于安卓設備/data/databases文件夾中。本文創建一個輔助類DBAdapter，在DBAdapter中定義SQLite數據庫的創建、打開、關閉和使用方法，封裝所有對數據庫的復雜訪問。查驗記錄管理模塊通過對DBAdapter進行實例化來實現對SQLite數據庫中數據的查詢。

3.3 Web服務子系統的實現

Web服務子系統的功能比較簡單，單次查詢的數據量少，但該子系統需要直接為服務業從業人員提供服務，查詢并發數大。為了保證系統的可靠性，該子系統采用標準的MVC設計模式進行開發。在該子系統中需要實現的功能由健康證查詢和健康體檢預約兩部分組成，其中健康證查詢功能相對簡單，通過調用健康數據管理子系統中相應的數據查詢模塊就可以完成。體檢預約功能的實現過程略復雜，其工作流程及需要實現的功能組件間的關系,見圖6。

圖6 體檢預約功能工作流程及組件關系

4 結語

本文按照軟件開發流程，詳細闡述了基于二維碼技術的健康證明管理信息系統的設計、開發過程。本系統將目前非常流行的二維碼技術引入到健康證明管理工作中，利用信息化手段解決當前從業人員健康證明管理工作中存在的一些問題。系統具有實用性強、實時性好、工作效率高等特點。本系統的實施，能夠提高監督執法人員的工作效率，減輕體檢發證部門的工作壓力，方便從業人員辦理健康證明，具有良好的社會效益。Web服務子系統還可以進一步擴展，除了為用戶提供健康證打印及體檢預約功能外，在條件允許的情況下還可以增加網上繳費、體檢結果查詢等服務功能。

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Design and Realization of the Health Certificate Management Information System Based on Two-dimensional Code Technology

ZHAOYi，LIFeng,Xi′an

CenterforDiseaseControlandPrevention，Xi′an710054，China

The paper analyzes problems existed in health certificate issuing management among employees in the service industries in Xi'an and points out the necessity of using informatization means to assist health certificate data management. It proposes the scheme of using the management system based on two-dimensional code technology to manage health certificate information and makes detailed description of design and realization of the system.

QR code；Health certificate；Management information system

2015-03-26

趙一，工程師，發表論文4篇。

R-058

A 〔DOI〕10.3969/j.issn.1673-6036.2015.08.004