医学微生物实验室设备预约管理系统设计

张 晨

(蚌埠医学院 科研中心，安徽 蚌埠 233030)

随着智能医疗设备管理技术的发展，需要结合信息化管理系统进行智能医疗设备管理，提高医学微生物实验室设备预约管理能力，采用智能化的信息管理和监测技术进行医学微生物实验室设备的过程监测，建立医学微生物实验室设备的监测系统控制模型，提高对医学微生物实验室设备的现代化信息管理能力[1]。国内外学者对该领域也进行了研究，陈依松[2]结合日常设备管理工作经验，研发了一套拥有自主知识产权的医疗设备全生命周期追溯及管理系统。此系统可追溯医疗设备生命全过程的管理、维护、质控检测以及不良事件上报等工作的功能，整合各项资源，提高医院对医疗设备的管理、使用效率。但是该方法响应时间较长；高菲等[3]提出基于无线传感器网络设计了办公室设备信息管理系统，系统采用B/S模式，分成三层节点层、传输层、服务层，通过布设的传感器实时采集办公室设备信息，该系统的应用优化了办公室设备管理，全面提升了设备管理工作效率，但是该系统可操作性较差。Reza等[4]设计了预约调度系统，该系统可以提高患者满意度的潜在有用工具。旨在检查患者的需求以及对门诊诊所预约计划系统当前状态的满意度。该系统提高了预约管理效率，但是响应时间较长。

针对上述问题，采用物联网技术进行医学微生物实验室设备预约管理系统网络节点设计，在物联网体系结构下实现医学微生物实验室设备远程监测，提高医学微生物实验室设备预约管理的智能性。构建医学微生物实验室设备预约管理组网分布模型，采用自适应轮换调度方法进行医学微生物实验室设备预约管理，首先进行系统的总体设计构架，然后进行系统的功能模块设计，最后进行仿真测试分析，展示该方法在提高医学微生物实验室设备预约管理能力方面的优越性能。

1 系统总体构架和功能模块分析

1.1 系统的总体设计构架

为了实现医学微生物实验室设备预约管理系统设计，首先进行系统的总体设计构架，采用Revit软件进行医学微生物实验室设备预约管理系统的嵌入式开发设计，在ARM模块下进行医学微生物实验室设备预约管理系统的软件开发，构建医学微生物实验室设备的信息处理终端和数据主动检测模块，在Visual DSP(Digital Signal Processing)++4.5开发平台中进行医学微生物实验室设备预约管理系统的软件开发设计，系统主要分为医学微生物实验室设备的信息采集模块、设备信息数据库管理模块、数据输出控制模块、信息处理终端模块、上位机通信模块、人机交互模块以及网络总线模块等。系统的总体设计构架如图1所示。

根据图1的总体构架设计，以ADSP-BF537作为核心处理器进行物联网环境下的医学微生物实验室设备预约管理系统开发设计，在集成DSP环境下，建立医学微生物实验室设备预约管理的信息采集模块，采用RFID(Radio Frequency Identification)射频标签识别技术进行的医学微生物实验室设备预约管理的原始信息采集。采用ARM Cortex-M0 处理器内核实现医学微生物实验室设备预约管理系统的AP(Application)开发，在ZigBee物联网组网模块中进行嵌入式设计，构建嵌入式医学微生物实验室设备预约管理系统的软件开发环境，在数字转换器中实现对医学微生物实验室设备预约管理信息的集成信息处理[5]。根据上述总体设计构架，进行医学微生物实验室设备预约管理系统的功能组件分析和软件开发。

图1 系统的总体设计构架

1.2 系统功能模块分析

对医学微生物实验室设备预约管理系统进行集中信息控制，在嵌入式的Linux环境中实现对医学微生物实验室设备信息管理和集成控制，在操作系统层和应用软件层分别配置医学微生物实验室设备APP控制模块，结合人机交互控制协议进行医学微生物实验室设备管理系统的APP开发。采用物联网和ZigBee组网技术，进行医学微生物实验室设备预约管理的网络组网设计，在MCU(Microcontroller Unit)控制单元进行医学微生物实验室设备APP控制[6]，采用ADSP21160作为核心处理器，进行医学微生物实验室设备预约管理系统的集成信息处理，在后端控制显示单元进行交叉编译和人机交互模块设计，根据上述分析，构建医学微生物实验室设备预约管理系统的功能组件结构体系如图2所示。

结合ZigBee组网方案构架医学微生物实验室设备预约管理系统的网络通信协议，采用嵌入式的交叉编译技术进行APP控制，采用物联网技术进行医学微生物实验室设备预约管理的扩展信息融合和RFID组网控制，在智能信息处理终端中进行医学微生物实验室设备预约信息的实时数据开发和检索，在Compact PCI(Peripheral Component Interconnect)总线协议控制环境中进行医学微生物实验室设备预约管理系统的时延转换控制，选择无线通信网络作为医学微生物实验室设备预约管理系统的网络模块，根据上述分析，进行医学微生物实验室设备预约管理系统的软件开发设计。

图2 系统的功能组件结构体系

2 预约管理系统设计

在上述总体设计构架的基础上，进行医学微生物实验室设备预约管理系统的软件开发设计，以SQLServer数据库作为物联网医学微生物实验室设备预约管理系统的数据管理引擎，对数据库模块、总线控制模块进行优化控制设计，在人机交互模块中进行物联网医学微生物实验室设备预约管理系统的总线开发控制[7]。系统主要分为医学微生物实验室设备的信息采集模块、设备信息数据库管理模块、数据输出控制模块、信息处理终端模块、上位机通信模块、人机交互模块以及网络总线模块等，对各个模块开发设计描述如下。

2.1 设备信息采集模块

设备信息采集模块是实现对医学微生物实验室设备预约管理信息采集功能，采用MVB总线控制技术在医学微生物实验室设备预约管理系统的信息处理终端进行数据信息采样，采用传感网设计的方法进行医学微生物实验室设备预约管理系统的信息采样，在AD模块中进行设备信息采样后的数据转换和存储扩展控制，在智能信息处理终端进行信息交互，在医学微生物实验室设备预约管理系统的终端产生帧同步脉冲，配置发送寄存器，实现生物实验室设备的预约管理，得到设备信息采集的实现流程如图3所示。

图3 设备信息采集的实现流程

2.2 设备信息数据库管理模块

医学微生物实验室设备预约管理系统的数据库管理模块是整个系统的数据处理中心，以Linux2.6.32内核为平台，进行医学微生物实验室设备预约管理的数据库构造，采用Qt/Embedded 4.6创建医学微生物实验室设备预约管理系统的数据信息处理传输总线，在嵌入式设备上进行医学微生物实验室设备预约管理系统的用户接口设计，实现医学微生物实验室设备预约的可视化控制，设置医学微生物实验室设备预约管理系统的MXI总线控制D/A转换速率为200 kHz，采用Make menuconfig 进行医学微生物实验室设备预约管理系统内核的配置[8]，得到设备信息数据库管理模块的交叉编译界面如图4所示。

图4 设备信息数据库管理的交叉编译界面

在医学微生物实验室设备预约管理系统的嵌入式模块中，使用make menuconfig命令进行系统的交叉编译配置，配置完成后，进行医学微生物实验室设备预约管理系统的嵌入式Linux定制，编译代码描述为：

Generates Settings ->

equipment database management filesystem ->

[*]downloaded /实验室设备的预约管理交叉下载

Applets equilibrium configuration (soft-links) ->

(/home/ Communication /nfs) linux-quilibrium configuration Installation prefix

[*]Lash(arm- communication network -linux)// lib目录下提供内核

2.3 关键模块设计

在上述进行了数据库模块设计的基础上，进行数据输出控制模块、信息处理终端模块、上位机通信模块、人机交互模块以及网络总线模块等关键模块的设计。设计的医学微生物实验室设备预约管理系统建立在软件开发环境下，以ARM Cortex-M0 处理器内核构建医学微生物实验室设备预约管理系统的交叉编译模块，在交叉编译模块进行医学微生物实验室设备预约管理系统的原始数据信息编译和控制指令加载，通过AD转换控制模块进行医学微生物实验室设备预约管理系统的信息转换控制，结合物联网组网和ZigBee协议，采用PXI触发总线进行医学微生物实验室设备信息的时钟采样控制，提高医学微生物实验室设备APP控制信息采集的完整性和可靠性，在ROM中实现医学微生物实验室设备管理系统APP终端的人机交互接口设计。通过VME总线发送控制指令到医学微生物实验室设信息管理系统的上位机中，在状态监控器中实现医学微生物实验室设备信息的主动加载，在程序交叉编译控制的基础上，进行医学微生物实验室设备预约管理系统的时钟复位控制，通过工业标准级的六线同步串口实现医学微生物实验室设备信息写入，综上分析，得到医学微生物实验室设备预约管理系统的总线传输设计如图5所示。

图5 医学微生物实验室设备预约管理系统的总线传输设计

3 仿真测试分析

为了测试本文设计的医学微生物实验室设备预约管理系统的应用性能，进行了仿真实验，在ARM嵌入式微处理器环境下进行医学微生物实验室设备预约管理系统的AD转换控制，在Matlab环境下进行系统的程序写入，得到系统的信息采集界面如图6所示。

图6 系统的信息采集界面

根据信息采集结果，进行医学微生物实验室设备预约管理系统测试，对比陈依松[2]、高菲等[3]传统系统的时间响应。

本文系统的响应时间最短，具有较明显的优势，见图7。

图7 系统的响应时间测试

为了验证测试系统的预约管理准确性，与陈依松[2]、高菲等[3]系统进行了对比，系统预约准确性对比结果如图8所示。

图8 系统准确性对比

分析图8可知，采用本文系统进行医学微生物实验室设备预约管理的系统准确性较高，具有较高的实际应用性。

4 结语

建立医学微生物实验室设备的监测系统控制模型，提高对医学微生物实验室设备的现代化信息管理能力。采用MVB总线控制技术，对信息处理终端进行数据信息采样，在嵌入式设备上，设计医学微生物实验室设备预约管理的用户接口，实现医学微生物实验室设备预约的可视化控制，通过VME总线发送控制指令到医学微生物实验室设信息管理系统的上位机中，实现医学微生物实验室设备预约管理系统的硬件开发。分析得知，设计系统的响应能力较好，准确率较高。