基于RFID的处方药品大数据管理系统设计
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摘 要：近些年来，随着科技发展以及人们对生活质量要求的提高，使得物联网技术行业得到了迅速发展。RFID技术作为物联网的核心技术之一，在很多行业得到应用，也不断丰富人们生活的方方面面。但在医药行业，用RFID标签管理处方药品，国内并不十分普及。该文针对处方药品的管理，设计了一套适合国内药品市场大面积推广应用的基于RFID的处方药品大数据管理系统。该系统设计实现了通过读写器阅读药品包装上的RFID标签信息，然后上位机系统软件通过串口获取读写器读取的标签信息并与数据库进行交互。此时，企业用户可以在访问客户端网站查看标签所属药品的相关信息，进而实现对药品监管、销售分析、药品溯源、数据分析等，从而更好地保障消费者的权益。
关键词：处方药品;RFID技术;物联网技术;标签信息;大数据分析;数据库交互
中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2020）03-00-03
0 引 言
随着物联网的快速发展，物联网技术已经在很多行业得到广泛应用。RFID技术作为物联网核心技术之一，必将对物联网产业发展产生重大影响，进而丰富人们生活的方方面面。RFID技术是一种通信技术，可通过无线电信号识别特定目标并读写相关数据，其涉及诸多高技术领域，涵盖无线通信、标签封装、系统集成、信息安全等技术。RFID标签技术现今已相当成熟，它在物流业、制造业、零售业、身份识别、医疗领域、交通领域、军事领域等方面应用广泛。目前在医疗领域方面，RFID技术多应用在母婴识别、患者管理等方面，其在药物防伪、追踪、防盗及药品大数据管理等方面仍然具有很大的应用潜力。并且相对于大多数行业来说，医疗行业对标签的成本相对不敏感，运用RFID技术实现药品的管理具有很大的市场空间[1-4]。目前，国内部分企业已将RFID应用于药品供应链管理，例如华润医药商业集团将RFID技术应用于冷链物流，通过GPS系统、RFID系统、无线通信技术等为医药冷链运输车辆提供温度监控管理，对药品在物流环节中的低温储藏进行监管控制[5-9]。本文将RFID技术应用在医疗行业方面，着重实现更完备的处方药品管理系统，构建处方药大数据物联网，使得药品从生产线到出厂、物流、仓储管理、销售等环节均受到监管，通过数据分析，将结果反馈给企业用户。
1 系统概览
1.1 系统总体结构
基于RFID的处方药品大数据管理系统由RFID信息采集部分和上位机部分组成。系统总体结构如图1所示，信息采集部分主要由RFID电子标签和读写器模块组成，上位机部分包括中间件（系统软件）、数据库服务器、网站（信息发布服务）等。系统总体流程是从读写器模块读取药品标签信息开始的，读取成功之后将数据模块传输到系统软件，系统软件再将数据解析到数据库，最后上传到网页，通过数据分析和整合将数据结果展示出来。
1.2 系统功能
图2显示了本系统的功能结构，企业用户可以通过读写器读取药品包装上的电子标签信息，通过终端网页查看显示出来的药品信息，后端管理员可以通过读取的RFID药品信息进行大数据分析，把结果及建议方案反馈给企业用户，企业同时可以实时查看数据。
2 系统硬件
2.1 电子标签
本设计使用的是符合ISO18000-6C标准的RFID标签，采用860～960 MHz超高频无源RFID电子标签附着于药品包装上，利用每个电子标签唯一的EPC码作为每盒药品的唯一标识码，实现对每盒药准确跟踪管理，同时方便企业用户访问终端进行查询数据。如图3所示，标签内部有4个存储体，其中的USER可供用户存入自行编写的数据。本设计根据标签所贴附药品生产日期以及防伪码写入USER区为售后防伪识别提供有效解决方案。
2.2 读写器模块
本设计选用KLM900s模块，该模块支持ISO18000-6C/EPC C1G2协议，通过其接口上的RS232-TTL管脚即可与计算机设备进行互联通信。本读写器负责读取电子标签存储数据，并与上位机服务器进行数据交流，由于模块功耗低、体积小，且其单位时间读取效率远高于传统条形码，可应用于手持移动设备、物品及物流管理、仓储管理、物品防伪、电子商品监视及制造与加工、生产自动化等各种无线RFID应用方案。
3 系统软件设计
上位机管理系统软件主要负责处方药品的电子标签信息处理、分析、展示等内容。图4为RFID药品管理系统框架图，包括中间件（系统软件）、数据库服务器、网站（信息发布服务）等。中间件负责与读写器和数据库通信，数据库负责存储数据，信息发布平台负责信息分析和展示。
3.1 中间件
本系统中间件软件是由C#语言编写而成，中间件软件承担与读写器及服务器的数据库进行交互的功能，可通过串口下发读写器读取标签命令，可动态操作数据库内标签的相关信息。当读写器正确连接上电脑，可通过计算机设备管理查看对应的端口号，然后在中间件软件界面选择对应的端口，并设置准确的波特率等，打开链接，点击多标签识别即可实现对药品包装上面RFID标签信息的读取，通过获取RFID标签的EPC码，对EPC码解析，管理员可将每个药品标签对应的唯一EPC码添加到后台数据库中，如图5所示。
3.2 数据库
数据库是由使用MySQL搭建大型关系的数据库，它能对系统软件读取到的数据进行分类存储和自动备份，并能根据定制条件进行查询，能够实现对药品数据进行分析处理。利用动态网站连接数据库，企业可以通过终端查询有关药品的信息和数据分析结果，实现对数据库的实时访问。
3.3 网页设计
本設计是使用PHP与JavaScript语言开发动态网站，使用本系统网站可实时检测下位机与MySQL数据库进行的实时数据交流，快速获取线下RFID电子标签分布状态。通过处理下位机传输过来的数据，对标签位置、状态等信息进行存取和分析处理，以及数据管理、可视化分析，进而给出预测性分析。该系统网页可进一步将数据库信息制成统计图，可为商家提供药品月销售数据分析、仓储数据分析、生产数据分析等。面向药品供应商展示药品销售大数据分析结果和预测性分析可以协助商家进行仓储管理及销售战略分析，为商家提供可靠的建议方案，优化企业的管理和销售。 本网站系统可调用MySQL数据库中所有RFID电子标签基本信息，及其记录的相关药品信息，包括ID、药品名称、药品厂家、标签所在地等信息，并在页面中进行展示，如
图6所示。另外，可对大量电子标签分布状态进行数据统计并以折线图、柱状图、3D柱状图展示统计结果。
折线图界面可以根据后台数据实时更新数据，对比各个城市的每个月份的销售情况，通过折线统计可以非常直观地观察到有效数据，如图7所示。
柱状统计图主要是对比企业每个月份药品的出厂数量、仓储数量、销售数量以及失效数量的统计，数据统计同时也可以根据后台数据实时更新数据，企业通过观察数据报告可以为未来制定生产销售计划作为有效参考，如图8所示。
3D柱状统计图如图9所示，展示界面体现出的是各个药品的种类在某个城市每个月份的销量对比，企业可以根据数据分析结果决策药品种类在每个月份的生产和投放。根据实时的数据更新，企业更能及时地把握药品动态。
4 结 语
本文设计了一种基于RFID的处方药品大数据管理系统，该系统通过采集药品上的电子标签信息，进行数据分析，通过折线图、柱状图、3D柱状图等形式实时地把销售统计、仓储数量、出场数量、城市销售对比等信息展示出来，分析出结果，进而反馈给企业用户，可为企业提供下一步销售方案建议以及生产规划建议。企业可根据本系统所提供的服务进行实时查询药品数据情况，并进一步确定销售及生产方案。本系统具有方便、实时、清晰、直观的特点，为企业药品生产销售提供了可靠的数据和方案参考。
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