基于RFID的處方藥品大數據管理系統設計

李鍵坤　黃鳳英　操寅達　張靖旋　賈秋玥

摘 要：近些年來，隨著科技發展以及人們對生活質量要求的提高，使得物聯網技術行業得到了迅速發展。RFID技術作為物聯網的核心技術之一，在很多行業得到應用，也不斷豐富人們生活的方方面面。但在醫藥行業，用RFID標簽管理處方藥品，國內并不十分普及。該文針對處方藥品的管理，設計了一套適合國內藥品市場大面積推廣應用的基于RFID的處方藥品大數據管理系統。該系統設計實現了通過讀寫器閱讀藥品包裝上的RFID標簽信息，然后上位機系統軟件通過串口獲取讀寫器讀取的標簽信息并與數據庫進行交互。此時，企業用戶可以在訪問客戶端網站查看標簽所屬藥品的相關信息，進而實現對藥品監管、銷售分析、藥品溯源、數據分析等，從而更好地保障消費者的權益。

關鍵詞：處方藥品;RFID技術;物聯網技術;標簽信息;大數據分析;數據庫交互

中圖分類號：TP311文獻標識碼：A文章編號：2095-1302（2020）03-00-03

0 引 言

隨著物聯網的快速發展，物聯網技術已經在很多行業得到廣泛應用。RFID技術作為物聯網核心技術之一，必將對物聯網產業發展產生重大影響，進而豐富人們生活的方方面面。RFID技術是一種通信技術，可通過無線電信號識別特定目標并讀寫相關數據，其涉及諸多高技術領域，涵蓋無線通信、標簽封裝、系統集成、信息安全等技術。RFID標簽技術現今已相當成熟，它在物流業、制造業、零售業、身份識別、醫療領域、交通領域、軍事領域等方面應用廣泛。目前在醫療領域方面，RFID技術多應用在母嬰識別、患者管理等方面，其在藥物防偽、追蹤、防盜及藥品大數據管理等方面仍然具有很大的應用潛力。并且相對于大多數行業來說，醫療行業對標簽的成本相對不敏感，運用RFID技術實現藥品的管理具有很大的市場空間[1-4]。目前，國內部分企業已將RFID應用于藥品供應鏈管理，例如華潤醫藥商業集團將RFID技術應用于冷鏈物流，通過GPS系統、RFID系統、無線通信技術等為醫藥冷鏈運輸車輛提供溫度監控管理，對藥品在物流環節中的低溫儲藏進行監管控制[5-9]。本文將RFID技術應用在醫療行業方面，著重實現更完備的處方藥品管理系統，構建處方藥大數據物聯網，使得藥品從生產線到出廠、物流、倉儲管理、銷售等環節均受到監管，通過數據分析，將結果反饋給企業用戶。

1 系統概覽

1.1 系統總體結構

基于RFID的處方藥品大數據管理系統由RFID信息采集部分和上位機部分組成。系統總體結構如圖1所示，信息采集部分主要由RFID電子標簽和讀寫器模塊組成，上位機部分包括中間件（系統軟件）、數據庫服務器、網站（信息發布服務）等。系統總體流程是從讀寫器模塊讀取藥品標簽信息開始的，讀取成功之后將數據模塊傳輸到系統軟件，系統軟件再將數據解析到數據庫，最后上傳到網頁，通過數據分析和整合將數據結果展示出來。

1.2 系統功能

圖2顯示了本系統的功能結構，企業用戶可以通過讀寫器讀取藥品包裝上的電子標簽信息，通過終端網頁查看顯示出來的藥品信息，后端管理員可以通過讀取的RFID藥品信息進行大數據分析，把結果及建議方案反饋給企業用戶，企業同時可以實時查看數據。

2 系統硬件

2.1 電子標簽

本設計使用的是符合ISO18000-6C標準的RFID標簽，采用860～960 MHz超高頻無源RFID電子標簽附著于藥品包裝上，利用每個電子標簽唯一的EPC碼作為每盒藥品的唯一標識碼，實現對每盒藥準確跟蹤管理，同時方便企業用戶訪問終端進行查詢數據。如圖3所示，標簽內部有4個存儲體，其中的USER可供用戶存入自行編寫的數據。本設計根據標簽所貼附藥品生產日期以及防偽碼寫入USER區為售后防偽識別提供有效解決方案。

2.2 讀寫器模塊

本設計選用KLM900s模塊，該模塊支持ISO18000-6C/EPC C1G2協議，通過其接口上的RS232-TTL管腳即可與計算機設備進行互聯通信。本讀寫器負責讀取電子標簽存儲數據，并與上位機服務器進行數據交流，由于模塊功耗低、體積小，且其單位時間讀取效率遠高于傳統條形碼，可應用于手持移動設備、物品及物流管理、倉儲管理、物品防偽、電子商品監視及制造與加工、生產自動化等各種無線RFID應用方案。

3 系統軟件設計

上位機管理系統軟件主要負責處方藥品的電子標簽信息處理、分析、展示等內容。圖4為RFID藥品管理系統框架圖，包括中間件（系統軟件）、數據庫服務器、網站（信息發布服務）等。中間件負責與讀寫器和數據庫通信，數據庫負責存儲數據，信息發布平臺負責信息分析和展示。

3.1 中間件

本系統中間件軟件是由C#語言編寫而成，中間件軟件承擔與讀寫器及服務器的數據庫進行交互的功能，可通過串口下發讀寫器讀取標簽命令，可動態操作數據庫內標簽的相關信息。當讀寫器正確連接上電腦，可通過計算機設備管理查看對應的端口號，然后在中間件軟件界面選擇對應的端口，并設置準確的波特率等，打開鏈接，點擊多標簽識別即可實現對藥品包裝上面RFID標簽信息的讀取，通過獲取RFID標簽的EPC碼，對EPC碼解析，管理員可將每個藥品標簽對應的唯一EPC碼添加到后臺數據庫中，如圖5所示。

3.2 數據庫

數據庫是由使用MySQL搭建大型關系的數據庫，它能對系統軟件讀取到的數據進行分類存儲和自動備份，并能根據定制條件進行查詢，能夠實現對藥品數據進行分析處理。利用動態網站連接數據庫，企業可以通過終端查詢有關藥品的信息和數據分析結果，實現對數據庫的實時訪問。

3.3 網頁設計

本設計是使用PHP與JavaScript語言開發動態網站，使用本系統網站可實時檢測下位機與MySQL數據庫進行的實時數據交流，快速獲取線下RFID電子標簽分布狀態。通過處理下位機傳輸過來的數據，對標簽位置、狀態等信息進行存取和分析處理，以及數據管理、可視化分析，進而給出預測性分析。該系統網頁可進一步將數據庫信息制成統計圖，可為商家提供藥品月銷售數據分析、倉儲數據分析、生產數據分析等。面向藥品供應商展示藥品銷售大數據分析結果和預測性分析可以協助商家進行倉儲管理及銷售戰略分析，為商家提供可靠的建議方案，優化企業的管理和銷售。

本網站系統可調用MySQL數據庫中所有RFID電子標簽基本信息，及其記錄的相關藥品信息，包括ID、藥品名稱、藥品廠家、標簽所在地等信息，并在頁面中進行展示，如

圖6所示。另外，可對大量電子標簽分布狀態進行數據統計并以折線圖、柱狀圖、3D柱狀圖展示統計結果。

折線圖界面可以根據后臺數據實時更新數據，對比各個城市的每個月份的銷售情況，通過折線統計可以非常直觀地觀察到有效數據，如圖7所示。

柱狀統計圖主要是對比企業每個月份藥品的出廠數量、倉儲數量、銷售數量以及失效數量的統計，數據統計同時也可以根據后臺數據實時更新數據，企業通過觀察數據報告可以為未來制定生產銷售計劃作為有效參考，如圖8所示。

3D柱狀統計圖如圖9所示，展示界面體現出的是各個藥品的種類在某個城市每個月份的銷量對比，企業可以根據數據分析結果決策藥品種類在每個月份的生產和投放。根據實時的數據更新，企業更能及時地把握藥品動態。

4 結 語

本文設計了一種基于RFID的處方藥品大數據管理系統，該系統通過采集藥品上的電子標簽信息，進行數據分析，通過折線圖、柱狀圖、3D柱狀圖等形式實時地把銷售統計、倉儲數量、出場數量、城市銷售對比等信息展示出來，分析出結果，進而反饋給企業用戶，可為企業提供下一步銷售方案建議以及生產規劃建議。企業可根據本系統所提供的服務進行實時查詢藥品數據情況，并進一步確定銷售及生產方案。本系統具有方便、實時、清晰、直觀的特點，為企業藥品生產銷售提供了可靠的數據和方案參考。

參 考 文 獻

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