基于RFID的中藥生產管理系統設計與開發

江西中醫藥大學計算機學院 彭 琳 李 棟

1 前言

我們根據中藥飲片生產的相關知識，利用基于物聯網的RFID射頻技術和最新的J2EE的SSM（Spring、SpringMVC、Mybatis）框架，設計和開發了中藥飲片生產管理系統。通過該系統對飲片整個生產流程的監控，來獲取生產過程的詳細信息，實現中藥飲片生產的實時監控和質量追溯。在中藥生產過程中，從原料采購到成品入庫，企業都能進行實時監控與溯源查看。這樣既實現了對中醫藥飲片生產任務流程實時追蹤及溯源，也營造了一個安全有保障的藥品銷售市場環境。

2 相關技術

2.1 RFID技術

RFID（Radio Frequency Identification）無線射頻識別技術，是一種通信技術，可通過讀寫器和標簽實現對目標的非接觸式讀寫操作。

RFID技術被廣泛應用于各個領域，如在生產中，將標簽貼于裝有原料的小推車上，廠方就可以追蹤流水線上的生產進度。在中藥飲片生產過程中，給原藥附著射頻標簽，就可以實時追蹤這一批飲片處在哪一個生產工序，同樣也可以了解在某一環節的具體生產情況。

2.2 中藥飲片生產工藝

中藥飲片生產工藝指的是對采集得到的人工或者天然種植、養殖的植物類及動物類中草藥進行處理、加工的活動。其中包括各種各樣的中藥材經過炮制、加工后制作成的中藥飲片以及運用其他方法提取中藥有效成分的加工。例如：干燥、焙制、凈制、蜜制、潤藥、洗藥、切制、酒制、包裝、炙制、砂制、粉碎、微波干燥、煅制、脫皮、蒸煮等。

2.3 SSM框架

SSM(Spring、SpringMVC、Mybatis)框架在現階段使用不算廣泛，目前多數管理系統采用SSH(Struts2、Spring、Hibernate)框架開發。這種框架雖然具有一定的便捷性，但也存在許多的問題。

SSH框架是典型的J2EE分層結構，分為數據持久層、中間層（業務邏輯層、控制層）和表現層。三層體系將合法性校驗、業務規則、以及數據訪問等工作放在中間層處理。客戶端不直接與數據庫交互，而是通過組件與中間層建立連接，再由中間層與數據庫交互。但是在SSH框架的開發中，開發者們發現Struts2在處理多參數傳遞的時候會使代碼非常臃腫，開發人員自己也會很混亂；Hibernate則對于批量的數據庫操作優化不佳，而且Hibernate雖然封裝的很完整，開發者可以節省很多時間，但并不靈活，當項目需要靈活操作數據庫時，重寫Hibernate底層方法代價略大，于是便出現了SSM(Spring、SpringMVC、Mybatis)這一新型的開發結構，它與SSH同樣是J2EE分層架構（如圖1），在項目開發中起到的作用幾乎沒有區別，只是SpringMVC和Mybatis分別對Struts2及Hibernate的缺點進行了優化，使得項目的開發變得更加的人性化，也更加靈活多變。

圖1 SSM框架的分層結構

2.4 JQUERY

jQuery是一個簡潔、快速的JavaScript框架。它封裝了JavaScript常用的功能代碼，提供一種簡便的JavaScript設計模式，優化HTML文檔操作、Ajax交互、事件處理和動畫設計。

2.5 BOOTSTRAP與EASYUI

Bootstrap是目前很受歡迎的前端框架，由著名的Twitter公司提供。Bootstrap是基于HTML5和CSS3.0開發的，它在jQuery的基礎上進行了更為人性化和個性化的完善，形成一套自己獨有的簡介明了的網站設計風格，并且兼容大多數jQuery插件。

jQuery EasyUI是一組基于jQuery的UI插件集合體，而jQuery EasyUI的目標就是幫助web開發者更輕松的打造出功能豐富并且美觀的UI界面。

2.6 JSON

JSON(JavaScript Object Notation, JS 對象標記) 是一種輕量級的數據交換格式。使人容易閱讀和編寫，同時也方便系統生成和解析，數據傳輸效率較高。

3 系統設計

3.1 系統業務流程

中藥飲片生產管理系統是基于RFID射頻標簽系統的基礎上，將中藥飲片生產流程中采集到的信息實時錄入到數據庫中，并與任務單內容進行比對和存檔，信息正確的產品進入下一步工序，信息錯誤的產品進行顯示和剔除生產線并自動向管理人員發出預警。

圖2 中藥飲片生產管理系統整體處理流程

圖3 中藥飲片生產線模擬圖

3.2 功能模塊

本系統具有以下功能：

1)生產工序設定與控制。可對具體中藥材進行生產工序設定，下達具體任務單，并對生產工序進行嚴格控制，實現中藥飲片的自動化生產。

2)監測數據采集與寫入。通過讀取RFID標簽，將實時采集到的生產信息存入數據庫中，并與任務單內容進行比對，定時將歷史信息存檔，便于管理人員查詢。對已完成此工序的中藥飲片的RFID標簽進行數據寫入。

3)智能預警。實時監控生產流程，將出現操作失誤或生產工序錯誤的產品進行顯示和及時剔除，并根據擬定的報警功能向管理人員發出警報，并自動啟動應急處理程序或緊急停止生產。

4)統計分析。對已完成生產的中藥飲片的種類、數量等信息進行統計，并定時將歷史信息存檔，便于管理人員查詢。

4 系統實現

下面主要展示生產流程的智能預警功能：所示為生產任務清單管理頁面，點擊操作欄的查看進入任務單詳情。在詳情頁點擊進度追蹤按鈕，展開生產任務追蹤信息，追蹤信息根據RFID標識（工序id）在數據庫各表中的聯系，判斷此時進行的工序是否符合生產流程。

5 總結

本課題旨在通過RFID技術和SSM框架設計一個可以提高中藥飲片生產效率，保證飲片的良好品質，對中藥飲片的生產過程可以實時監控的中藥生產管理系統。用戶提出的基本的需求和功能都能得到滿足。系統整體在界面設計上使用了BootStrap和EasyUI兩種簡約風格，相互搭配，相得益彰。在用戶操作方面，通過Ajax、Mybatis、PageInfo等技術的支持，實現了一定程度上的優化，大大降低了用戶熟悉系統的難度，同時也在很大程度上簡化了用戶的操作，使用戶體驗得到了提高。