基于WiFi技术的医嘱执行实时自动提醒系统设计

陈祥等

摘 要：针对目前医嘱执行过程中存在因执行不及时而错失最佳治疗时间等问题，设计了一套基于WiFi技术的医嘱执行实时提醒管理系统。该系统基于联想A3000硬件平台、Web软件开发平台和WiFi无线通信技术，以Java作为主要开发语言，具有实时报警功能，保证了医嘱的及时有效执行，具有良好的应用前景。

关键词：联想A3000；医嘱执行；WiFi；实时报警

中图分类号：TP319

文献标识码：A 文章编号：1672-7800（2015）005-0087-03

作者简介：陈祥（1988-），男，江苏泰兴人，江苏大学计算机科学与通信工程学院硕士研究生，研究方向为嵌入式软件。

0 引言

医嘱的及时有效执行是患者快速康复的重要保障[1]。目前的医嘱执行过程通常是医生录入完医嘱后通过计算机网络传送到护理室的PC机，然后打印成医嘱单，护士拿着医嘱单到药房取药并按患者姓名将药品存放在护理室的药盒中。当医嘱执行时间到达时，护士取药执行医嘱。在医嘱执行过程中，护士打印医嘱、到药房取药、人工核对药品、医嘱执行时间确定等环节均是由人工操作与核算，这给医嘱执行带来了不确定性。为了减少医嘱执行过程中的不确定性因素，对药盒添加微控制单元，使其更加智能化，能自动核对药品和医嘱，当医嘱执行时间到达时发出报警讯号提示护士执行医嘱。同时，该系统设置用户身份验证、授权以及数据传输加密等功能，以保证系统的安全性[2]。该设计有效解决了医嘱执行过程中的不确定性，保证了医嘱的及时有效执行，对于病人快速康复和构建和谐医患关系具有重要意义。

1 无线通信技术选择与通信设计

在医嘱执行实时自动提醒系统中，医嘱信息的无线传送仅从同一楼层的医生值班室到护士护理室，因此采用短距离无线通信即可。常用的短距离无线通信技术有红外通信技术（IrDA）、蓝牙（Bluetooth）、紫蜂（ZigBee）技术、WiFi技术[3]。由于WiFi技术具有建网成本低、不会覆盖现有装修；覆盖范围广，半径可达100m；传输速度快，最高可达54Mbps；安装设置和接入网络都很方便等优点，因而本文选择WiFi技术。虽然WiFi技术功耗偏大、价格偏高，但随着节能技术的引进和芯片工艺的改进，功耗问题和性价比问题将会逐步得到解决[4]。

医嘱的及时正确执行是贯彻医生诊断救治的保证，是患者快速康复的重要措施，因此医嘱数据无差错及时传送非常重要。为保证医嘱信息的及时可靠传输，信息传送通道的畅通稳定必不可少。在无线WiFi通信中，Socket套接字是使用端口建立两个IP地址间的进程通信，是支持TCP/IP网络通信协议的基本操作单元，因此可以将套接字看作不同主机间的应用程序进行双向通信的端点[5]，只要通信设施能提供足够的通信能力，就能实现不同IP间的端到端的通信。

Socket通信的执行流程为：启动服务器，创建一个ServerSocket，服务器端程序调用ServerSocket类中的accept（）方法监听port端口是否有客户端请求，一旦accept（）接收了客户端连接请求，该方法返回一个与该客户端建立了专线连接的Socket对象，不用程序去创建该Socket对象。客户端通过构造函数Socket（String host，int port）构建Socket实例，在构造Socket实例时要知道链接的服务器IP、PORT，通过建立的Socket，获取输出流对象。建立连接的两个Socket以IO流的方式进行数据交换，Java提供了Socket类中的getInputStream（）返回Socket的输入流对象，getOutputStream（）返回Socket的输出流对象。当客户端和服务器端医嘱数据传输完毕，调用Socket类的close（）方法关闭Socket。其工作流程如图1所示。

2 医嘱执行实时自动提醒系统设计

通常情况下，医嘱是在医生检查病人情况后根据病情和治病需要对病人在饮食、用药、化验等方面下达的医学指令。医生将医嘱直接书写在医嘱本上或者计算机内。医生开出医嘱后护士应及时、准确、严格执行医嘱，不得擅自更改。执行完医嘱后，在医嘱执行单上签署执行时间和执行人姓名。

根据上述医嘱执行流程，医嘱执行实时自动提醒。系统由医生值班室内的医嘱数据管理系统和护理室内的医嘱执行提醒系统（智能终端）两部分组成，这两部分通过WiFi无线网络相连接[5]。医嘱数据管理系统用于医生对病患医嘱数据进行录入、管理、推送；智能终端通过WiFi模块接收来自医生值班室的医嘱数据，实时监控医嘱执行时间，当医嘱执行时间到达时启动报警装置。

2.1 医嘱数据管理系统设计

医嘱数据管理系统主要实现医嘱信息的编辑、管理、推送等功能。医生可以通过该系统编辑医嘱信息并且能够向护理室发送医嘱数据，系统的医嘱编辑栏内可以观察医嘱信息执行情况。应有效统计出医嘱信息完成情况，当医嘱执行出错时，明确责任。患者编辑栏有助于医生管理病患信息，在编辑医嘱信息时可直接选择对应的病患，方便医生输入，减少医嘱出错率[5]。医生信息、科室信息、药物信息都在系统中实现初始化，编辑医嘱需要用到相关信息时直接勾选，提高了医嘱的输入速度也大大提高了信息的准确性，工作流程如图2所示。

2.2 智能终端设计

智能终端是整个医嘱执行实时自动提醒系统的核心部分，是基于ANDROID 4.3操作系统开发，通过WiFi接收医嘱数据，并从内存中读取WiFi接收的医嘱数据，然后对读取的医嘱数据进行存储、显示并实时监控执行时间，当执行时间到达时发出报警讯号。智能终端主要包括3大模块，如图3所示，使用较为经典的MVC架构进行开发。

待执行医嘱模块主要包括医嘱数据的接收、存储、显示、定时提醒、医嘱详情查看等。医嘱数据接收是通过WiFi接收医嘱数据管理系统推送的医嘱信息，然后将数据持久化到数据库中，同时将医嘱信息显示到待执行医嘱一栏并设置定时任务，启动监听程序，当执行时间到达时，启动报警系统。已执行医嘱模块用于显示执行完成的医嘱信息，便于护理人员查看执行完成的医嘱信息。“关于我们”模块包括开发者简介、联系方式、版本检测、帮助信息等。智能终端功能流程如图4所示。

当医嘱信息执行时间到达时，智能终端报警提示护士执行医嘱，因此需要智能终端提供定时功能。通常情况下，安卓开发中定时运行任务常用方法主要有2种，一种方法用 Timer（定时器），另一种是用AlarmManager（全局定时器）。由于Timer 需要用 WakeLock 让CPU保持唤醒状态，这样会大量消耗智能终端电量，大大缩短智能终端的待机时间，因而这种方式不符合要求。AlarmManager是安卓封装的用于管理 RTC 的模块。RTC （Real Time Clock） 是一个独立的硬件时钟，可以在CPU休眠时正常运行，在预设时间到达时，通过中断唤醒 CPU。这意味着使用AlarmManager来设置定时提醒任务，CPU可以正常休眠，只在需要运行任务时醒来很短的一段时间。

2.3 数据库设计

Android提供了5种数据存储方式，分别为SharedPreferences类存储、文件存储、SQLite数据库存储、ContentProvider 存储、网络存储[7]。考虑到SQLite健壮性强，并且它还是一款轻型的数据库，具有资源占用少、性能良好、支持事务性等特点[8]，因而用SQLite数据库存储医嘱数据最佳。智能终端需要构建一套与医嘱数据管理系统完全相同的数据库，所以SQLite中数据库表的各字段与医嘱管理系统数据库中数据库表一致。在智能终端建立数据库是为了方便数据读写，在读取数据时不需要每次都从服务端读取数据，减少了系统开销和耗时操作，提升了系统性能。

数据库由17张关系型数据表组成，分别为医嘱信息表、医嘱种类信息表、患者信息表、医生信息表等、分别用于存储医嘱详细信息、医嘱种类信息、患者信息、医生信息等。医生给病患看病并确定患者的医嘱信息，一个医生对应多位病人，这是一对多的关系；而每位病患只有一份病历，所以病历与病患之间是一对一的对应关系；不同的病患可能共有一个医生，故病历与医生之间是多对一的对应关系；科别与护士、科别与医生都是一对多的对应关系；每个病患对应多条医嘱信息，所以病患与医嘱之间是一对多的对应关系；医嘱和饮食、检查治疗、护理常规、护理级别、卧位、用药之间都是一对多的对应关系；用药与给药途径、药品之间是一对多的对应关系。根据以上所述，可以构建如图5所示的关系图。

2.4 测试结果

启动药品盒中的智能终端，将服务器端医嘱数据管理系统部署到一台计算机的Tomcat 服务器软件上，在无线网络覆盖区域进行医嘱数据发送、查看及定时任务测试。结果表明，整个系统运行流畅，达到了预期效果。

3 结语

本文系统利用WiFi网络实现了PC和智能药盒的互联。医生可以通过医嘱数据管理系统直接向护理室推送医嘱信息，同时护理室内的智能终端可实现对医嘱数据的接收、存储、排序、监控报警，并提醒护理人员定时执行医嘱信息，保证了医嘱的及时有效执行，提高了医护质量和医院整体服务效率，在一定程度上促进了医院的建设和发展。

参考文献：

[1] 茅建华，郑宜平，吴占敖，等.基于蓝牙技术的医嘱执行自动提醒及管理系统[J].东南国防医药，2012，14（1）：78-79.

[2] 王会华，王永坚，李昆鹏.基于WiFi的船舶机舱综合信息系统[J].集美大学学报：自然科学版，2013，18（3）：198-201.

[3] 张和平.浅析短距离无线通信技术[J].天津科技，2012（3）：53-54.

[4] 肖宛昂，苏高民，陆廷，等.一种由WiFi智能插座构成的智能家居[J].单片机与嵌入式系统应用，2014（5）：46-48.

[5] 袁修宾，茅建华，吴占敖.基于WiFi技术的实时提醒系统的设计[J].无线通信技术，2014，23（2）：34-37.

[6] WANG HONG-JIN，YANG SHI，ZHAO DAN.Automatic reminder system of medical orders based on Bluetooth[C].Wuhan：WICOM2011，2011：2917-2920.

[7] 张富，江冰，黄佳，等.基于Android的个人云安全存储系统[J].科学技术与工程，2012，12（27）：7100-7108.

[8] POZAR D M.微波工程[M].第3版.北京：电子工业出版社，2006.

（责任编辑：孙 娟）