SOA在内镜追溯系统中的应用

王 健 杨仕甫 罗学刚 何 东

（1．成都理工大学计算机科学与技术学院，四川 成都 610059；2．中国石油川庆钻探工程有限公司井下作业公司，四川 成都 610059；3．攀枝花学院数学与计算机学院，四川 攀枝花 617000）

SOA在内镜追溯系统中的应用

王 健1杨仕甫2罗学刚3何 东3

（1．成都理工大学计算机科学与技术学院，四川 成都 610059；2．中国石油川庆钻探工程有限公司井下作业公司，四川 成都 610059；3．攀枝花学院数学与计算机学院，四川 攀枝花 617000）

论文主要对内镜追溯系统进行论述，结合面向服务架构特点与实际系统需求设计出一种面向服务的数据中心系统。系统采用．NET平台的WCF服务技术，HTTP协议以及DES加密技术，不仅在软件结构层面达到面向服务目的，同时保证了系统通信的安全性。在软件详细设计阶段，利用了面向对象技术，定制服务契约，抽象服务接口，在保证系统横向伸缩性良好的同时完成解耦。目前系统已经完成，并得到了很好的实际应用。

面向服务；WCF；服务接口；DES；HTTP协议

1 引言

随着近年高新技术产业的快速发展,带动了其它行业的智能化、自动化、信息化发展趋势。相应的软件产品研发的复杂性逐渐增加,在进行大型应用系统的设计时,需要考虑到更高的可扩展性、伸缩性、可维护性、跨平台等特点。然而在当下流行的面向对象编程模型中，随着系统的复杂性提升，面向对象的耦合度也愈趋复杂，这给软件开发效率和软件维护带来巨大负担，而SOA系统的特点正好解决了对象之间的耦合度过于复杂的问题。虽然基于SOA的系统并不排除使用面向对象的设计来构建单个服务，但是其整体设计却是面向服务的。由于它考虑到了系统内的对象，所以虽然SOA是基于对象的，但是作为一个整体，它却不是面向对象的。

本文主要是论述如何通过面向服务的架构特点，设计一种面向数据中心的内窥镜追溯系统。根据数据流向抽象接口，使系统整体灵活性更强，可维护性更高。

2 系统介绍

内镜追溯系统是针对现有医院的内窥镜对其管理、清洗、消毒以及使用流程的信息化。主要包括：内镜管理，医护人员管理，病人管理，内镜清洗流程记录，内镜信息追溯，工作量统计等功能。追溯系统的自动化处理，可以节约人力成本，自动验证内镜清洗结果是否合格，确保清洗流程更加标准；系统的信息化管理，可以提高信息处理效率，有利于数据报表分析，进而提高工作效率，对于内镜追溯信息的查询也更加方便；系统的软件结构，结合了面向服务的特点，服务即功能，再以数据为中心，信息流作为数据流，使系统结构具有低耦合、易扩展、稳定性强等特点。

3 服务结构设计

3.1 面向服务架构（SOA）简介

面向服务的体系结构，是一种组件模型，它将应用系统的不同功能单元进行独立封装组装成服务，再对服务之间定义良好接口和契约。服务接口是采用中立的方式进行定义的，它独立于实现服务的硬件平台、操作系统和编程语言。SOA系统的服务接口可以采用可扩展标记语言作为基础对其行描述（如：WDSL），以使系统服务可以以一种统一和通用的方式进行交互。面向服务特征包括：

可重用：一个服务创建后，可以在多个业务流程和应用中进行使用。

松耦合：服务提供者和服务请求者之间是没有关系的，服务请求者只需要将每个服务提供的功能模块进行定制或者继承，而不需要关心服务提供者的平台、语言、技术细节；同时服务之间也是相互独立的，他们的关系仅存在于基础接口的使用。

开发标准：服务通信基于公开的W3C标准，Web服务定义的SOAP、WSDL以及WS-*协议。

伸缩性：服务平台搭建之后，如果需要添加其它服务，只需要提供服务公开的接口即可，不会干扰现有服务单元。如果需要移除某些服务单元也不会对其它服务单元产生影响。3.2 面向数据中心的服务

根据实际项目需求结合面向服务特点，设计了一种以数据流作为业务流，数据提取作为服务模块，数据类型作为接口约束的面向数据结构。服务请求者可以按照具体需求对数据提取模块进行定制，请求者只需要根据数据类型，添加引用接口，就可以获取相应数据。结构实现方式主要使用WCF技术以及部分的Web服务技术，采用了请求-响应和半双工混合的工作模式。当请求者需要访问数据的时候，只需要加载WCF服务引用即可调用数据服务接口，在请求者与服务之间的通信交互时，加入过滤层以保护交互数据的安全性。系统具体架构如图1所示：

图1 系统架构图

4 服务请求

服务请求是指通过添加服务引用，实例化接口对象，根据接口契约进行数据请求的通信过程。服务请求者（B/S、C/ S）首先根据服务接口地址进行访问，访问数据采用DES加密，经过身份验证有效后，系统会将接口自描述的元数据信息公布给请求者，同时会返回一条携带身份认证公钥的响应信息，公钥用于请求者身份验证，以便于请求者不用每次使用用户名和密码进行验证，增加了安全性，公钥的有效时间可以自由设定，初始为20分钟。在请求者获取服务接口信息以后可以添加服务引用，根据具体需求接口描述，请求者创建服务引用对象实例向服务端请求数据。服务请求通信标准采用HTTP协议，工作模式采用单工/半双工混合模式。具体的数据请求过程参见图2：

图2 数据请求流程图

5 服务接口

服务请求者根据服务接口请求数据，服务接口具有自描述、可定制、相互独立等特点。接口模块包括身份验证、用户管理、内镜管理、数据提取、追溯数据更新等。

5.1 身份验证

对请求者身份有效性确认，将请求者提供的账号信息进行安全性过滤。安全性过滤首先要对得到的请求进行SQL注入过滤，再进行DES解密获取明文，将明文和密码进行有效性验证，如果身份确认，数据中心会生成一个全局唯一公钥KEY作为会话密钥返回给请求者。请求者在获得密钥后，再对数据中心发出数据请求时，只需要在信息头部加入公钥KEY即可。但注意公钥KEY的有效时间有限，失效以后请求者要重新获取才可进行数据请求。

5.2 用户管理

拥有最高权限的用户才可以进行用户信息管理。用户信息管理分为医院医护人员信息管理和病人信息管理。医护人员信息指的是医护人员身份基本信息，就诊工作量统计；病人信息管理包括病人基本资料，病人病史，就诊医生，就诊结果以及就诊数量的统计。科室主任可以根据问诊医生的问诊数量对其工作进行可视化地、有效地评估，可以根据病人就诊的数据统计图来确定病人就诊高峰时段，以便更合理地安排问诊医生和问诊时间。

5.3 内镜管理

内镜信息管理是对内镜基本信息，内镜状态的管理。内镜基本信息包含了内镜类型，内镜串号，钢印号，维修次数，使用年限，损坏程度，使用量统计等资料信息。

5.4 数据提取

数据提取分为清洗数据、追溯数据、内镜报表、医护人员工作量统计等功能。追溯数据由清洗数据和检查室数据共同组成，清洗数据来源于清洗工的清洗操作步骤，检查室数据是医护人员对病人进行检查诊疗的数据，这部分数据包括医护人员信息、病人信息、诊疗结果，将这两种信息关联在一起就组成了追溯数据，追溯方法可以分别按照内镜、医生、病人三种角色进行追溯。检查室数据在某些情况下由第三方系统提供，在这部分需要公布第三方数据接口，第三方系统会通过数据接口定时将检查室数据写入系统视图，在请求者每次提取追溯数据时，会自动加载视图数据。清洗工作量会在每次进行清洗内镜后自动入库并完成工作量统计，医护人员工作量也是通过检查室内部生成报告的数量自动统计。内镜报表是对内镜使用情况的统计，包括内镜的使用频率、内镜在储存柜中的状态、内镜损坏情况。

5.5 工作量统计

根据内镜使用情况，清洗工清洗内镜数量，医生问诊数量等信息统计工作量。

5.6 数据更新

由于在清洗流程中会出现流程误操作或者操作数据不正确的情况，所以需要提供数据修改功能。部分服务接口设计如图3所示：

图3 部分接口设计结构图

6 总结

此系统已经投入使用，设计思想基本满足用户需求。系统具有易维护、可扩展、安全性高、服务稳定等特点。用户可以根据自己的需求对客户进行权限分配，功能模块之间相互独立，在添加需求服务模块时不会对正常运行系统有所影响，服务托管于Web服务器上，稳定性相对较高，服务间通信采用加密及身份验证技术提高了信息的安全性。

[1]梁爱虎．SOA思想、技术与系统集成应用详解[M]．北京：电子工业出版，2007．

[2]蒋金楠．WCF全面解析[M]．北京：电子工业出版，2012．

[3]毛新生．SOA原理·方法·实践[M]．北京：电子工业出版，2007．

[4]张海藩．软件工程导论．北京：清华大学出版社，2003．

[5]Juual Lowy．WCF服务编程．北京：机械工业出版社，2008．

[6]普雷斯曼．软件工程．北京：机械工业出版社，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，硕士，研究方向：计算机应用技术。

四川省大学生创新创业训练项目，项目编号：201311360030。