基于RFID技术的血液管理系统研究与开发.doc
基于RFID技术的血液管理系统研究与开发摘要：RFID(无线射频识别，Radio Frequency Identification)是一种自动识别技术，通过无线射频方式进行非接触双向数据通信从而对目标加以识别。血液管理和跟踪成为当前血站和医院的热点话题，针对现有条码系统暴露出的一些技术缺陷，本文研究了采用RFID技术的血液管理和跟踪系统，着重介绍了系统的架构、功能和开发实现过程。关键词：RFID，公共服务体系，血液管理，检索，跟踪R&D on Blood Management & Tracking System Based on RFID TechnologyAbstract: RFID (Radio Frequency Identification) is an automatic identification technology which identifies object via non-touching dual-directional data communication by using radio frequency technique. Blood management and traceability becomes a hot topic in blood banks and hospitals in those days, the existing barcode based systems have exposed certain technical weaknesses. This paper proposes and studies the Blood Management & Tracking System (BMTS) based on RFID technology, introduces its structure, function and implementation.Keywords: RFID, Public Service Infrastructure, Blood Management, Searching, Tracking1 引言RFID（无线射频识别，Radio Frequency Identification）是一种非接触式的自动识别技术，一个典型的RFID系统一般由RFID标签、读写器以及信息网络系统等部分组成。RFID标签中存储有约定格式的编码数据，用以唯一标识标签所附着的物体，利用无线射频方式在读写器和电子标签之间进行双向数据传输，达到目标识别和数据交换的目的1-3。与传统的识别方式相比，RFID技术无需直接接触、无需光学可视、无需人工干预即可完成信息输入和处理，并且操作方便快捷。能够广泛应用于生产、物流、交通、运输、医疗、防伪、跟踪、设备和资产管理等需要收集和处理数据的应用领域，被认为是21世纪最有前途的信息技术之一。目前在我国大多数血站都利用身份证来识别献血者和输血者的身份，用条形码来标识血液成份和相关信息。在管理系统上，很多血站已采用计算机联网、数据共享的方式，用数据库技术来管理血液信息。但现有系统暴露出一些技术缺陷4：1）数据库问题，现有系统过分依赖数据库，但是数据库的稳定性和安全性往往达不到要求。而且，数据库内的信息大多需要人工输入，工作烦琐，出错率大；2）条形码问题，条形码在血站、医院得到了大量的使用，但是条形码的信息存储量非常小，要完成对血液使用流程的管理和跟踪，可能要用十多枚条码，而将这些分布在各环节的条码关联归结为一个数据体，其集成代价不小。此外，条形码的可靠性也不尽如人意，受到潮湿或摩擦时，条形码可读性降低，甚至引起数据丢失；3）数据容量问题，有些系统在尝试采用人像摄影技术来辨别个人身份，但是这种技术设备造价高，人像数据存储空间大，比对识别的效率也不高； 4）可追溯问题，血液采集、存储、运输过程的质量没有得到监控，血液的来源难以考证，因此保证不了用血安全。本文依据我们提出的RFID公共服务体系理论9，将RFID技术应用于血液管理和跟踪，研究开发了一套基于RFID的血液管理系统，目的是跟踪血液在采血点、血库调动点及血液使用点的信息，保证对血液的流动过程进行全程跟踪，同时验证公共服务体系的原理及可行性。下面着重介绍系统的架构、功能和开发实现过程。2 系统架构利用RFID技术的优势，建立一个能确保合理采血、安全用血和科学管血的血液管理系统。出于对我国输血领域的现状、技术、资金等方面的考虑，我们的设计思路是：在现有常用的“条形码+分散数据库”基础上引入电子标签RFID技术，开发采血点、血站和供血医院的分布式的数据库，将新开发的RFID应用与现有系统集成，实现对血液信息及使用流程的跟踪记录。在此基础上建立RFID血液管理应用标准，依据标准开发出国家级的血液跟踪管理系统，逐步将全国分散的血液管理系统纳入到统一的框架中。图1 系统框架系统架构如图1。在采血后每袋血被贴上RFID标签，这个标签中包含一个RFID编码，用来唯一标识血液，可以通过这个RFID编码来查询血液的详细信息。工作人员将每袋血通过配有天线的读写器，经过中间件的处理RFID标签内包含的RFID编码就被自动读出，然后将采集到的血液信息存入到数据库中，同时将RFID编码与血库地址注册到本地编码解析服务器中，并将本地编码解析服务器和RFID编码注册到根编码解析服务器中，每个血库的数据库都要记录来源血库的地址和出库血库的地址5-7。通过读写器读出的RFID编码首先到根编码解析服务器中找到本地编码解析服务器，在到本地编码解析服务器中查找注册的IP地址，找到IP地址并获取该地址中存放的相关的血液信息，再通过血库中记录的血液出库的地址顺序找到其他地址的信息，依此类推，直到找到的地址中没有记录血液出库地址，此时说明血液已被使用或者报损，然后再找到血液使用者的全部信息，到此血液信息跟踪完成。3 系统功能采用RFID技术进行血液管理，在如图2所示血液管理的流程示意图中，献血者登记、体检后，在每一袋合格的血液上都贴上RFID标签，自此血液跟踪开始，无论这袋血在血库的库房，还是被其他血库调入、调出，还是被医院使用都始终跟随着唯一的标识RFID标签。图1 血液管理流程示意图系统实现以下主要功能：（1) 采集血液：在每一袋合格血液的外包装上都贴上电子标签，这样每一袋血都有一个唯一的RFID编码。同时将血液基本信息（如血型、RH值、采血量、采血时间等信息）和献血者基本信息（如姓名、身份证号、性别等信息）存入采血点数据库中。并将采血地址和RFID编码注册到公共服务体系的根编码解析服务器数据库中。（2) 血液入库：将血液信息存入数据库中做备份，同时记录血液的入库时间、库存中的位置和入库工作人员。（3) 血液出库：记录血液出库信息，可以是血液报废、血液报损或血液使用，也可以是血液调配到其它的血库，记录血液出库的地址、出库时间和血液出库工作人员。（4）血液使用：将血液使用者的信息和使用时间存入数据库，此时没有记录血液的出库地址，则表明血液已经被使用。（5) 库存管理：对存放在库房的血液进行管理，主要包括库存盘点，查询血液在库房中的位置，通过读写器扫描实现到期血液自动报警。（6）血液信息跟踪：从读写器读出RFID编码，根据RFID编码到根编码解析服务器数据库查询注册的地址，然后根据这个地址找到血液存入的信息，再根据出库的地址顺序找到其它地址的信息，从而跟踪出血液的全程流动信息。（7）血站监测：对整个公共服务体系中的血站服务器进行监测，实时监测各个血站服务器是否正常在线，如果没有在线可以通知其重新启动，以便使失效节点迅速恢复，对血液的信息跟踪不会产生断链现象。（8）查询血液：对特殊血型的血液在整个公共服务体系中进行查询，并将其所在的血站显示出来，以便及时地调用血液，尤其是快速找到稀有血型的血液。4 系统实现4.1 程序流程（1）血站注册图3 信息注册如图3，要加入公共服务体系的血站先要申请，申请通过后分配一个唯一的血站编码，每个血站内部再对自己的血液类别编码，同时将血站的信息服务地址和检索与备份服务地址一起注册到本地编码解析服务中，并将血站编码和对应的本地编码解析服务注册到根编码解析服务中。（2）信息查找图4 信息查找如图4，每个检索与备份服务负责自己管理范围内的RFID编码，定期地去执行检索任务，将跟踪信息备份在数据库中。要想查找每袋血的跟踪信息，只要找到血袋上RFID标签对应的检索与备份服务就可以查找到血液的跟踪信息。4.2 数据结构（1）根编码解析服务：RootCodeService血站信息注册合理后会被分配一个血站编码，一个血站编码对应一个本地编码解析服务器地址，血站编码和对应的本地编码解析服务器地址都会注册在根编码解析服务器中。CREATE TABLE dbo.Registry (Code char (15) COLLATE Chinese_PRC_CI_AS NOT NULL ,Register bigint NOT NULL ,Enterprise varchar (100) COLLATE Chinese_PRC_CI_AS NOT NULL ,Region char (3) COLLATE Chinese_PRC_CI_AS NOT NULL ,Industry char (4) COLLATE Chinese_PRC_CI_AS NOT NULL ,LocalCodeService varchar (100) COLLATE Chinese_PRC_CI_AS NOT NULL ,Linkman varchar (20) COLLATE Chinese_PRC_CI_AS NOT NULL ,Address varchar (100) COLLATE Chinese_PRC_CI_AS NOT NULL ,Postcode varchar (20) COLLATE Chinese_PRC_CI_AS NOT NULL ,Phone varchar (30) COLLATE Chinese_PRC_CI_AS NOT NULL ,Fax varchar (30) COLLATE Chinese_PRC_CI_AS NULL ,Email varchar (50) COLLATE Chinese_PRC_CI_AS NULL ,Website varchar (100) COLLATE Chinese_PRC_CI_AS NULL ) ON PRIMARY（2）本地编码解析服务：LocalCodeService本地编码解析服务器中根据血站的编码和血液的类别号记录血液采血点的地址，同时记录采血点对应的检索备份数据库服务器的地址，以便以后检索起来方便，也保证了跟踪信息不会断链。CREATE TABLE dbo.Model (Provider char (15) COLLATE Chinese_PRC_CI_AS NOT NULL ,Code char (13) COLLATE Chinese_PRC_CI_AS NOT NULL ,Model varchar (100) COLLATE Chinese_PRC_CI_AS NOT NULL ) ON PRIMARYCREATE TABLE dbo.Provider (Code char (15) COLLATE Chinese_PRC_CI_AS NOT NULL ,Enterprise varchar (100) COLLATE Chinese_PRC_CI_AS NOT NULL ,Linkman varchar (20) COLLATE Chinese_PRC_CI_AS NOT NULL ,Address varchar (100) COLLATE Chinese_PRC_CI_AS NOT NULL ,Postcode varchar (20) COLLATE Chinese_PRC_CI_AS NOT NULL ,Phone varchar (30) COLLATE Chinese_PRC_CI_AS NOT NULL ,Fax varchar (30) COLLATE Chinese_PRC_CI_AS NULL ,Email varchar (50) COLLATE Chinese_PRC_CI_AS NULL ,Website varchar (100) COLLATE Chinese_PRC_CI_AS NULL ) ON PRIMARYCREATE TABLE dbo.Registry (ProviderCode char (15) COLLATE Chinese_PRC_CI_AS NOT NULL ,ModelCode char (13) COLLATE Chinese_PRC_CI_AS NOT NULL ,InfoService varchar (100) COLLATE Chinese_PRC_CI_AS NOT NULL ,SearchEngine varchar (100) COLLATE Chinese_PRC_CI_AS NOT NULL ) ON PRIMARY（3）信息服务：InfoService每个血站都属于信息服务这一点，它用来存储血液的基本信息，和血液入库时间、出库时间及血液下一个出库点地址。CREATE TABLE dbo.ProductInfo (ID bigint IDENTITY (1, 1) NOT NULL ,ProviderCode char (15) COLLATE Chinese_PRC_CI_AS NOT NULL ,ModelCode char (13) COLLATE Chinese_PRC_CI_AS NOT NULL ,SerialBegin bigint NOT NULL ,SerialEnd bigint NOT NULL ,ProductInfo varchar (8000) COLLATE Chinese_PRC_CI_AS NULL ,ArriveTime datetime NULL ,LeaveTime datetime NULL ,NextIsUri varchar (100) COLLATE Chinese_PRC_CI_AS NULL ,CustomerInfo varchar (8000) COLLATE Chinese_PRC_CI_AS NULL ,SystemTime datetime NOT NULL ,Depth int NOT NULL ) ON PRIMARY （4）检索与备份服务：SearchEngine每个检索与备份服务器都会有一个编码管理范围，在此范围内的血液的跟踪信息会保存在检索与备份服务器中，此服务定时的运行一次将跟踪到的血液的信息更新并保存到数据库中。CREATE TABLE dbo.CodeRange (ProviderCode char (15) COLLATE Chinese_PRC_CI_AS NOT NULL ,ModelCode char (13) COLLATE Chinese_PRC_CI_AS NOT NULL ) ON PRIMARYCREATE TABLE dbo.ErrorLog (ID bigint IDENTITY (1, 1) NOT NULL ,Error varchar (8000) COLLATE Chinese_PRC_CI_AS NOT NULL ,SystemTime datetime NOT NULL ) ON PRIMARYCREATE TABLE dbo.InfoLog (ID bigint IDENTITY (1, 1) NOT NULL ,待添加的隐藏文字内容3ProviderCode char (15) COLLATE Chinese_PRC_CI_AS NOT NULL ,ModelCode char (13) COLLATE Chinese_PRC_CI_AS NOT NULL ,SerialBegin bigint NOT NULL ,SerialEnd bigint NOT NULL ,CorporationInfo varchar (8000) COLLATE Chinese_PRC_CI_AS NULL ,ProductInfo varchar (8000) COLLATE Chinese_PRC_CI_AS NULL ,ArriveTime datetime NULL ,LeaveTime datetime NULL ,NextIsUri varchar (100) COLLATE Chinese_PRC_CI_AS NULL ,CustomerInfo varchar (8000) COLLATE Chinese_PRC_CI_AS NULL ,SystemTime datetime NOT NULL ) ON PRIMARY4.3 模块开发我们开发出一个基于RFID的血液管理系统原型，系统以C#.NET为开发平台11，数据库采用SQL Server。此原型系统共设5个点，分别是根编码解析服务器、本地编码解析服务器、采血点、调动点血库、使用点医院，5个点分别设置在5台机器上，目前已经实现了局域网上查询跟踪血液信息的功能，在给定一个正确的血液RFID编码后，就会按照系统设计思路将这袋血流动各点的信息跟踪出来，验证了RFID公共服务体系的思想。（1）采血点管理如图5，打开读写器扫描到血袋上的RFID标签，采集到RFID编码血液的唯一标识，将血液信息录入保存到采血点数据库中。同时统计出采血点今日采血数量，点击“显示”可以查看每袋血的详细信息。图5 采血点管理 图6 入库管理图7 库存管理图 图8 血站监测（2）入库管理如图6，此部分体现了RFID技术的优越性，实行批量入库，打开读写器后，推一车血液经过读写器采集范围，读写器会将推车中的血液标签分别扫描出来，录入人员经过确认后同时存储在数据库中，提高了录入的效率。如果有个别血液标签没有扫描出来，我们也设计了补救方法，点击“手工录入”可以单独录入血液信息。（3）库存管理如图7，对现有库存进行管理，首先统计现有库存各种类型血液的数量，还可以查看详情，对于失效的超过有效期的血液会以红色突出显示。还可以按今日入库、今日出库类别分别统计血液数量。点击某一袋血后，会显示出这袋血液的基本信息以及其他经过血站的跟踪信息。（4）血站监测如图8，监测各点血站的在线状态，定时的对各血站做一下监测工作，在线的血站显示亮点，不在线的血站为灰色，这样可以通知血站使其服务器正常运行，保证信息链畅通。5 结束语采用RFID技术进行血液管理，可以带来明显的好处：1）非接触式识别技术，减少对血液的污染；2）通过RFID技术自动盘点库存，通过设置血液的有效日期，可以实现自动报废报警；3）多标签识别，提高数据采集效率；4）方便查询血液相关信息，实现血液信息实时跟踪。本文系统采用了先进的.NET技术，而且真正实现了采血点、血站、医院等相关单位之间的信息共享，解决了信息孤岛问题，并且成功地实现了对血液“采存调用弃”的全流程管理，为建设国家级输供血体系打下了技术基础。本系统既为血站内部信息管理系统使用，同时也为RFID公共服务体系提供数据，以便对血液信息跟踪。对公共服务体系提供数据都是通过调用web服务实现的8-10，按照统一的接口函数标准提供数据，这样将系统做成相对通用的，其他行业的系统只要也按照这种标准提供数据，就可以通过公共服务体系来跟踪产品的基本信息及运输过程。RFID的应用不仅仅限制在血液管理方面，它作为对现实世界物体标识与信息传播相结合的一种手段将对社会各个方面产生重要作用，如物流管理、工业生产控制、个人身份识别、活动目标监测等等。只需结合行业特点稍作调整，本文系统就可以应用于对其它行业，形成其它行业的RFID应用解决方案。我们在承担的863计划课题中，对RFID公共服务体系做了研究和探讨，并结合血液管理系统对公共服务体系进行了验证。但由于时间和研究深度的限制，目前系统还存在有待修改完善的地方，而且开发的血液管理系统还没有应用于实际中，因此在实践中检查系统的实际效果还留有一些问题需要解决。目前我们的公共服务体系只在血液管理中得以初步验证，还需要在多个行业中得以应用和实践，为形成国家RFID技术体系的标准而努力。参考文献1 Harrison, M., McFarlane, D., Parlikad, A.K., Wong，C.Y., Information management in the product lifecycle The role of networked RFID, 2004 2nd IEEE International Conference on Industrial Informatics，June 24-26, 2004，507-5122 Krikke, J, T-Engine: Japans Ubiquitous Computing Architecture Is Ready for Prime Time, IEEE Pervasive Computing, vol. 4, Iss. 2, 2005 Jan.-Mar., 4-93 游战清，李苏剑等编著，无线射频识别技术（RFID）理论与应用，电子工业出版社，2004年10月4 孙海东，新型血液跟踪管理信息系统概述，2002.85 PML Core Specification 1.0 Auto-ID Center Recommendation 15 September 20036 Auto-ID Savant Specification 1.0 2 Version of 1 September 20037 Brock, D. L, The Electronic Product Code A Naming Scheme for Physical Objects, Auto-ID White Paper, WH-002, Jan 2001. 8 Bob Violino，Linking RFID with Web Services，RFID Journal，20039 杨一平，徐波，构筑无所不在服务的基因RFID公共服务体系，计算机世界报，2005.7.1810 曾隽芳，水乳交融探讨RFID供应链应用的信息整合问题，计算机世界报，2005.7.1811 Kevin Hoffman,Jeff Gabriel著，.NET Framework高级编程，清华大学出版社，2002年5月，5-7
