基于RFID的中药生产管理系统设计与开发

江西中医药大学计算机学院 彭 琳 李 栋

1 前言

我们根据中药饮片生产的相关知识，利用基于物联网的RFID射频技术和最新的J2EE的SSM（Spring、SpringMVC、Mybatis）框架，设计和开发了中药饮片生产管理系统。通过该系统对饮片整个生产流程的监控，来获取生产过程的详细信息，实现中药饮片生产的实时监控和质量追溯。在中药生产过程中，从原料采购到成品入库，企业都能进行实时监控与溯源查看。这样既实现了对中医药饮片生产任务流程实时追踪及溯源，也营造了一个安全有保障的药品销售市场环境。

2 相关技术

2.1 RFID技术

RFID（Radio Frequency Identification）无线射频识别技术，是一种通信技术，可通过读写器和标签实现对目标的非接触式读写操作。

RFID技术被广泛应用于各个领域，如在生产中，将标签贴于装有原料的小推车上，厂方就可以追踪流水线上的生产进度。在中药饮片生产过程中，给原药附着射频标签，就可以实时追踪这一批饮片处在哪一个生产工序，同样也可以了解在某一环节的具体生产情况。

2.2 中药饮片生产工艺

中药饮片生产工艺指的是对采集得到的人工或者天然种植、养殖的植物类及动物类中草药进行处理、加工的活动。其中包括各种各样的中药材经过炮制、加工后制作成的中药饮片以及运用其他方法提取中药有效成分的加工。例如：干燥、焙制、净制、蜜制、润药、洗药、切制、酒制、包装、炙制、砂制、粉碎、微波干燥、煅制、脱皮、蒸煮等。

2.3 SSM框架

SSM(Spring、SpringMVC、Mybatis)框架在现阶段使用不算广泛，目前多数管理系统采用SSH(Struts2、Spring、Hibernate)框架开发。这种框架虽然具有一定的便捷性，但也存在许多的问题。

SSH框架是典型的J2EE分层结构，分为数据持久层、中间层（业务逻辑层、控制层）和表现层。三层体系将合法性校验、业务规则、以及数据访问等工作放在中间层处理。客户端不直接与数据库交互，而是通过组件与中间层建立连接，再由中间层与数据库交互。但是在SSH框架的开发中，开发者们发现Struts2在处理多参数传递的时候会使代码非常臃肿，开发人员自己也会很混乱；Hibernate则对于批量的数据库操作优化不佳，而且Hibernate虽然封装的很完整，开发者可以节省很多时间，但并不灵活，当项目需要灵活操作数据库时，重写Hibernate底层方法代价略大，于是便出现了SSM(Spring、SpringMVC、Mybatis)这一新型的开发结构，它与SSH同样是J2EE分层架构（如图1），在项目开发中起到的作用几乎没有区别，只是SpringMVC和Mybatis分别对Struts2及Hibernate的缺点进行了优化，使得项目的开发变得更加的人性化，也更加灵活多变。

图1 SSM框架的分层结构

2.4 JQUERY

jQuery是一个简洁、快速的JavaScript框架。它封装了JavaScript常用的功能代码，提供一种简便的JavaScript设计模式，优化HTML文档操作、Ajax交互、事件处理和动画设计。

2.5 BOOTSTRAP与EASYUI

Bootstrap是目前很受欢迎的前端框架，由著名的Twitter公司提供。Bootstrap是基于HTML5和CSS3.0开发的，它在jQuery的基础上进行了更为人性化和个性化的完善，形成一套自己独有的简介明了的网站设计风格，并且兼容大多数jQuery插件。

jQuery EasyUI是一组基于jQuery的UI插件集合体，而jQuery EasyUI的目标就是帮助web开发者更轻松的打造出功能丰富并且美观的UI界面。

2.6 JSON

JSON(JavaScript Object Notation, JS 对象标记) 是一种轻量级的数据交换格式。使人容易阅读和编写，同时也方便系统生成和解析，数据传输效率较高。

3 系统设计

3.1 系统业务流程

中药饮片生产管理系统是基于RFID射频标签系统的基础上，将中药饮片生产流程中采集到的信息实时录入到数据库中，并与任务单内容进行比对和存档，信息正确的产品进入下一步工序，信息错误的产品进行显示和剔除生产线并自动向管理人员发出预警。

图2 中药饮片生产管理系统整体处理流程

图3 中药饮片生产线模拟图

3.2 功能模块

本系统具有以下功能：

1)生产工序设定与控制。可对具体中药材进行生产工序设定，下达具体任务单，并对生产工序进行严格控制，实现中药饮片的自动化生产。

2)监测数据采集与写入。通过读取RFID标签，将实时采集到的生产信息存入数据库中，并与任务单内容进行比对，定时将历史信息存档，便于管理人员查询。对已完成此工序的中药饮片的RFID标签进行数据写入。

3)智能预警。实时监控生产流程，将出现操作失误或生产工序错误的产品进行显示和及时剔除，并根据拟定的报警功能向管理人员发出警报，并自动启动应急处理程序或紧急停止生产。

4)统计分析。对已完成生产的中药饮片的种类、数量等信息进行统计，并定时将历史信息存档，便于管理人员查询。

4 系统实现

下面主要展示生产流程的智能预警功能：所示为生产任务清单管理页面，点击操作栏的查看进入任务单详情。在详情页点击进度追踪按钮，展开生产任务追踪信息，追踪信息根据RFID标识（工序id）在数据库各表中的联系，判断此时进行的工序是否符合生产流程。

5 总结

本课题旨在通过RFID技术和SSM框架设计一个可以提高中药饮片生产效率，保证饮片的良好品质，对中药饮片的生产过程可以实时监控的中药生产管理系统。用户提出的基本的需求和功能都能得到满足。系统整体在界面设计上使用了BootStrap和EasyUI两种简约风格，相互搭配，相得益彰。在用户操作方面，通过Ajax、Mybatis、PageInfo等技术的支持，实现了一定程度上的优化，大大降低了用户熟悉系统的难度，同时也在很大程度上简化了用户的操作，使用户体验得到了提高。