基于RFID的医院药品物资条码库房管理系统

宗佳惠

（联勤保障部队第九〇四医院，江苏 无锡 214000）

1 引言

医院药品物资种类丰富、数量巨大，加上人们的生活水平提高，国家医疗保障工作进一步发展，人们面对病痛时，都选择来到医院及时治疗，因此医院药品物资的日常存储量与使用量不断增加，需要依靠先进的管理系统对医院药品物资进行一体化智能管理。为此文献[1]基于HIS 设计药品信息管理系统，通过对使用来源、使用过程的监控，管理药品物资的使用情况[1]。文献[2]按照药品物资的批号、生产日期等内容建立分类标签，通过监控算法掌握不同药品的实际使用情况[2]。目前国内随着物流行业的进步，提升医疗保障运输速度，在物流行业中也广泛使用RFID技术，尤其在集装箱、供应链等领域市场在极兔集成模块使用RFID技术，并且在物流领域取得一定成效。国外物流行业发展较早，医疗库存管理也更加完备，大多数物流运输公司已经在使用RFID技术并且取得可观成效[3-4]。

此次研究在管理系统中融入RFID技术，该技术利用阅读器实现数据在标签之间的匹配分析，实现快速、精确识别的系统工作目的。目前RFID技术的应用范围十分广泛，可用于参考的数据较多，此次研究利用该技术优化现有的管理系统，为医院的药品物资提供更加科学的管理技术支持。

2 基于RFID的医院药品物资条码库房管理系统硬件设计

2.1 选取RFID硬件

根据医院库房管理基本流程，选取RFID 硬件。RFID是一种射频识别技术，将电子标签中存储的电子信息储存在芯片之内，所以当药品物资的标签被遮挡或污染时，数据识别很少受到影响。RFID 阅读器作为采集医院药品物资的关键设备之一，利用该设备建立其与条码之间的通信关系，实现对货物数据的写入和读出。选择的RFID阅读器由通信单元、接口以及逻辑中心共同组成。此次设计结合医院库房相关工作，选择固定式阅读器采集信息，该阅读器的型号为U5802，全面支持GB/T29768-2013、ISO18000-6B/C等主流UHF RFID空中接口协议[5-7]。当工作频率在900～925MHz 之间时，该阅读器采用广谱跳频的方式执行各项任务，此时其读取时间的平均值小于10ms，但识别速度最大值为300s。结束RFID硬件选取工作，设计对应的信号调理电路。

2.2 设计前端信号调理电路

信号调理电路可以调整模拟信号，满足A/D转换条件。信号调理电路主要由输入电路、衰减电路、放大电路和运算电路组成，图1是前端信号调理电路中的部分电路结构图。

图1 前端信号调理电路

根据电阻值、电容值建立滤波器仿真电路，实现对药品物资信号的采集，防止噪声干扰导致数据采集精确度降低。而图1设计的放大电路为四级放大规格，利用该电路放大滤波器获得的电信号，为软件运行提供一致性的数据，至此系统硬件设计完毕[8]。

2.3 软件设计

2.3.1 设计出入库管理模块

医院药品物资条码库房管理系统中，入库、在库、出库模块，是整个管理系统的核心工作单元。其中入库管理模块，主要处理各项药品物资的入库业务。管理人员将医院药品以及物资信息，通过信息采集硬件上传到中央数据库中，生成条码。管理人员根据生成的条码录入各项物品的位置信息，实现对物品的入库管理。当验货或者查找某项药品或物资时，利用RFID 终端设备扫描物品，就可以获得完整的物品信息，实现与入库数据之间的信息核对[9]。通过上述分析获得入库管理界面、验货管理以及入库单管理之间的业务关系，生成入库管理模块类图。该模块的核心工作是货物验证，防止入库的货物数量出现与入库单不一致的问题，同时在验货过程中，若出现缺损信息，需要及时查询入库单，通过中央控制单元反馈完整验货信息，补充完毕后，系统将原始的缺损信息，存放到缺损信息管理数据库中，用于后续的各项查询工作。在库管理模块用于盘点药品和物资，同时获取每项货物的存放地点，是提升系统管理效率的重要环节[8]。设计的在库管理模块由查询、盘点、移库三个子模块组成，图2为在库管理模块类图。

图2 在库管理模块

上述模块执行具体任务时，可以利用条码号查询药品物资的在库情况，根据查询结果提取或移动货物位置。该模块的具体操作任务为：查询在库货物登记单；校验用户权限；生成等待移库、等待提取的货物清单；核对完成移库、提取任务的清单；反馈最终操作数据。出库管理模块负责处理药品出库任务，该任务包含需求计划、货物出库以及出库信息审核等三方面主要功能，模块根据需求计划搜索系统中存在的在库信息，根据获得的结果给出对应的货物出库单，将输入的货物清单与生成的货物出库单进行对比审核，检验信息是否一致。当检验结果一致时，说明此事的库房中存在相应数量和规格的药品物资；当检验结果不一致时，根据缺少的部分进行出库备注[10]。上述为根据库房管理系统的使用目的，设计的出入库管理模块。

2.3.2 构建药品物资条码管理规则

高品质的药品物资条码，是上述模块稳定与准确运行的基础，为此构建医院药品物资条码管理规则。条形码的条码宽度不是固定不变的，因此条码本身的反射率并不一致，可以通过一定的生成规则，形成具有自个独特性质的编码，描述一项药品物资的基本信息。常见的条形码由黑色、白色组成，两种线条部分反射率存在极大差异[11]。根据色彩识别相关内容可知，不同颜色的反射光存在差异较大差的波长。当光源通过凸透镜A 照射到条形码上时，凸透镜B 聚焦反射光，将形成的光点照射到转换器上，此时的条形码通过不同程度的吸收与反射，给转换器传递强弱程度不一、波长不同的光信号。由于黑条、白条之间存在尺寸差异，所以电信号在系统工作条件下，持续的时间存在差异，但能够输出的电信号约为10mV，需要利用放大器放大电信号后才能使用。放大电路调整下的脉冲数字信号，被转换为数字或字符信息，通过不同的测量标准，识别条形码的线条数量，根据得到的对应的编码规则，实现系统管理模块，对于条形码的解读。因此在设计条形码规则时，需要满足两点规则：第一点是唯一性规则[12]。由于同种规格的药品或物资对应一个代码，而不同规格的药品或物资对应不同的代码，所以构建药品物资条码管理规则时，可以根据包装、重量、尺寸、厂家以及生产批次等，给药品物资设置不同的条码。第二点要求满足永久性规则。药品物资的代码一旦确定就不能更改，当某一条码对应的产品不再生产时，则该代码需要搁置到原始数据库中，不能用于新的药品物资管理上。目前经常被使用的条码约为20 种，从医院的工作性质来看，CODE128 与CODE39 条码的应用最为便利。但两个编码上存在些许差别，其中CODE128条码能够表现的字符更多，而医院药品物资的名称通常复杂且长，可以利用CODE128 条码更为完整地反馈数据。

2.3.3 基于RFID设置模块管理功能

RFID技术按照上述构建的规则，设置RFID条码，利用RFID 阅读器读取与识别入库、在库以及出库模块中的数据。按照上一节构建的药品物资条码管理规则，设计医院药品物资条码，如图3所示。

图3 医院药品物资条码

该条码由3个条、3个空、11个单元构成[13]。生成对应的条码后，为了第一节中三组模块之间能够顺利传输数据，利用式(1)设置RFID技术的数据读写功能：

公式中：s表示不同两个物品之间的相似性指数；n表示待获取的信息数量；ai、bi表示n个信息中，满足第i个条码的药品物资信息；μ表示数据属性挖掘结果；wm表示m个包含ai、bi的数据集合。RFID 技术将根据公式(2)得数据上传到管理系统的核心控制单元，系统根据μ的数据特征，利用检索算法在数据库中进行检索，获得对应的药品物资信息及所在位置。检索算法的计算方程为：

公式中：c表示待检索数据在数据库中的出现频次；γ表示检索约束条件，也就是筛选指标；|φ|表示符合要求的条码总数；ω表示对应的筛选权重。通过上述算法获得需要的药品物资数据，满足提货清单上的要求。至此基于RFID 技术，医院药品物资条码库房管理系设计完毕。

3 测试与分析

3.1 系统调试

为了验证此次设计的库房管理系统，能够适用于医院药品物资条码的各项工作，提出对比测试实验，将此次研究设计的系统作为实验组，将传统设计下的管理系统A和管理系统B，分别作为对照A 组和对照B 组，比较三组系统的应用效果。正式开始实验前，需要对此次设计的管理系统进行调试，防止实验测试过程中出现系统失稳或者是崩溃等问题。

选择W 医院2018年的药品清单作为测试背景，利用设计的系统录入药品清单中的各项药品和物资信息，表1是根据药品清单，随机挑选的12类药品的基本信息。

表1 系统调试参考数据表

利用此次设计的管理系统，根据表1 显示的药品编号，查找对应的药品实际库存，图4 为系统完成查询任务后，生成的查询清单。

图4 系统调试测试

对比表1 与图4 中的数据，没有差异证明该系统运行稳定，可应用于实际测试任务中。

3.2 对比分析

同样以表1为对比测试的基础数据来源，分别用两组传统系统，查询表1 显示的数据，图5 为两个对照组的药品查询结果。

图5 对照组数据查询结果

仔细观察图5显示的两组查询结果可知，两个对照组的库存量查询结果，与表1 给出的真实数据之间存在巨大出入。为了便于比较和方便观察，实验将图5、图6以及表1的库存数据进行汇总，得到的汇总数据如下表2所示。

表2 库存量查询结果汇总表

根据表2 显示的内容可知，分别利用三组系统查询表1中的药品信息时，只有实验组得到了与实际库存一致的查询结果，而对照A组则丢失了少部分数据。但对照B组在查询药品编号为021046和203591的药品时，得到的结果为空，但实际上这两种药品的数量相对较少，实际库存并不为空。为了进一步证实上述实验测试结果是真实准确的，在W 医院2018年的药品清单中，再次随机选择药品，建立5 组每组12项的查询内容，得到的测试结果如下表3所示。

表2 不同模型的事业单位财务信息吸收比率对比结果

表3 系统分类查询结果对比

上表3 显示的测试结果，证明了在同样的测试条件下，此次设计的管理系统分类查询功能，要明显好于两个传统系统，说明RFID 技术在库房管理系统中，能够更好地筛选与查询药品物资条码。

4 结束语

此次研究在两种传统方法的基础上，结合RFID的技术特点优化了库房管理系统，为医院的药品物资存储、流转、添加等各项工作，提供更加智能化的技术支持。但综合文中系统整体设计过程，发现此次设计只针对于入库、在库以及出库模块进行了详细设计，对于数据采集、清洗、数据挖掘以及通信模块等，没有详细说明。今后可以将研究重点放在上述模块设计中，通过优化系统的数据采集、挖掘以及传输等功能，进一步加强系统的工作效果，为医院今后的发展提供更加智能与科学的技术支持。