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

尚廣偉 張志強

（北京信息科技大學(xué)機電學(xué)院，北京100192）

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

尚廣偉 張志強

（北京信息科技大學(xué)機電學(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)的自動發(fā)藥系統(tǒng)，對其開發(fā)應(yīng)用進行了研究，旨在提升藥房的發(fā)藥工作效率。

物聯(lián)網(wǎng)；自動發(fā)藥；開發(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，為自動發(fā)藥系統(tǒng)的研發(fā)帶來了新的機遇。為適應(yīng)現(xiàn)代化藥房的發(fā)展需求，通過對藥房融入PC、自動化、物流聯(lián)網(wǎng)等先進技術(shù)，可以實現(xiàn)上藥、發(fā)藥、取藥等流程的全面機械自動化[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，藥師到藥房手動配藥，再拿到窗口給病人；另一種是半自動配藥，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位置的對應(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，這種劣勢就更加明顯。

1.2 半自動配藥

半自動配藥模式，采用密集存儲和自動出藥形式，當病人刷卡取藥時，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]。半自動出藥流程如圖1所示。

圖1 半自動出藥流程示意圖

半自動配藥模式雖然能夠滿足中型醫(yī)院需求，但是對于大型三甲醫(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，患者仍需等待較長時間。藥師的既定取藥速度，限制了這個模式的工作效率。

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，讓物與物進行信息交換通信，對其進行更細致的研究優(yōu)化，以此實現(xiàn)對物的智能控制、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個部分組成：低層，即感知器層，通過射頻、智能傳感器和圖像采集技術(shù)時刻采集相關(guān)數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)傳輸層，通過有線和無線技術(shù)把底層數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器，保證數(shù)據(jù)傳輸及時、準確；處理層，上位機利用云計算、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，對數(shù)據(jù)進行詳細的處理研究，掌控信息。

圖2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

3 自動發(fā)藥體系

3.1 自動發(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)庫查出藥品所在位置，然后給下位機發(fā)出指令，經(jīng)系統(tǒng)處理后，將藥品通過運輸通道傳送到自助取藥機柜。自動發(fā)藥體系如圖3所示。

圖3 自動發(fā)藥體系

自動發(fā)藥體系的信息識別過程（圖4）是通過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

自動發(fā)藥體系包含3個模塊：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）讀寫器采集電子標簽數(shù)據(jù)，與病人信息綁定。上位機給下位機發(fā)出指令后，數(shù)據(jù)通過RS485協(xié)議和無線模塊傳給上位機[4]。

圖4 自動發(fā)藥體系的信息識別過程

讀寫工作規(guī)律如圖5所示，讀寫器與電子標簽之間的射頻信號傳輸通過耦合元件在空間中實現(xiàn)，依據(jù)時序關(guān)系，實現(xiàn)能量傳輸、信息互換。信號耦合分為兩種：

（1）電感耦合，如變壓器；

（2）電磁反向散射耦合，如雷達。

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I/O端口，采取時鐘8M，P3端口以第二功能與RC522傳輸數(shù)據(jù)。

上位機通過RS485或無線模塊通訊，RS485傳輸穩(wěn)定，PC機最多帶256個控制器，控制器由撥碼器設(shè)置單獨地址；無線模塊采用AT86RF231系列。

3.2.3 信息管理軟件

發(fā)藥信息管理系統(tǒng)分為管理級和執(zhí)行級。管理級作為信息管理中樞，負責(zé)取藥信息的存儲，接收HIS信息，進行邏輯處理，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。無線射頻識別不用人工編寫，能通過無線訊號精準定位識別并讀寫數(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。

自動發(fā)藥體系采用了標簽有源、非接觸式、高頻RFID技術(shù)，能夠同時識別多個電子標簽。

圖5 讀寫工作規(guī)律

4 結(jié)語

本文根據(jù)國內(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)，實現(xiàn)了發(fā)藥全自動化。

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、病人候藥時間長等問題，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，史潤琴.微機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.自動化藥房中RFID定位技術(shù)的研究[J].湖北民族學(xué)院學(xué)報，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：機械設(shè)計及理論。