隨著醫(yī)院規(guī)模的逐漸擴(kuò)大，醫(yī)院的建筑結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜。本文介紹的患者就醫(yī)導(dǎo)引系統(tǒng)，以嵌入式SQL和有源RFID技術(shù)為基礎(chǔ)，能夠在患者就醫(yī)的整個過程中提供就醫(yī)路線的導(dǎo)引，使患者就醫(yī)的體驗更人性化，同時可以提高醫(yī)生工作效率和各科室的協(xié)作化程度?，F(xiàn)階段綜合性醫(yī)院普遍使用的分診叫號系統(tǒng)[1-2]只能對科室內(nèi)部的就診患者進(jìn)行分流。
    智能導(dǎo)醫(yī)系統(tǒng)由導(dǎo)醫(yī)終端(圖1中終端控制核心、RFID閱讀器和LCD顯示器三部分)、局域網(wǎng)、服務(wù)器三部分組成。導(dǎo)醫(yī)終端配置若干個，分別安放于醫(yī)院走廊、過道、電梯、樓梯間等位置。整個系統(tǒng)的示意圖如圖1所示。

    構(gòu)建導(dǎo)醫(yī)系統(tǒng)的關(guān)鍵在于導(dǎo)醫(yī)終端的搭建和服務(wù)器上數(shù)據(jù)庫的建立，而系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)則可以依靠醫(yī)院原有的有線或無線局域網(wǎng)。就醫(yī)導(dǎo)引系統(tǒng)（以下簡稱導(dǎo)醫(yī)系統(tǒng)）的基本工作原理如下：
　病人掛號時領(lǐng)取一張有源射頻卡(閱讀距離大于1 m)，該卡周期性發(fā)射病人ID號。掛號的過程中，將病人ID號與所要就診的科室等信息在數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行關(guān)聯(lián)。當(dāng)病人行進(jìn)到導(dǎo)醫(yī)終端附近時，連接在導(dǎo)醫(yī)終端的射頻卡閱讀器將接收到病人ID號。導(dǎo)醫(yī)終端依據(jù)接收到的ID號發(fā)起數(shù)據(jù)庫檢索，檢索出病人掛號時建立的數(shù)據(jù)庫表項，如就診科室等相關(guān)信息。最后，綜合檢索到的信息將就醫(yī)導(dǎo)引信息顯示在LCD屏幕上。
1 硬件平臺構(gòu)建
    導(dǎo)醫(yī)系統(tǒng)終端硬件平臺包括四個主要部分：終端控制核心、RFID閱讀器、LCD顯示模塊和電源。其硬件框圖如圖2所示。

    終端控制核心采用廣州友善之臂的mini6410開發(fā)板，處理器內(nèi)核為ARM11。該處理器性能強(qiáng)勁，能處理較低分辨率的視頻。如果每個導(dǎo)醫(yī)系統(tǒng)終端控制核心都用PC機(jī)實現(xiàn)，雖然能夠換取更高的性能，但意味著每個終端的制作成本將大大增加。這將導(dǎo)致醫(yī)院的運(yùn)作成本和患者就醫(yī)成本增加。
    導(dǎo)醫(yī)終端采用臺式PC用的普通17英寸LCD作為顯示器，屏幕較大，用戶體驗良好。由于終端的控制核心只有并行的LCD數(shù)據(jù)線，所以需要LCD轉(zhuǎn)VGA模塊將視頻信號轉(zhuǎn)成VGA接口模式。這個模塊采用的是友善之臂提供的方案。
    RFID閱讀器模塊和病人攜帶的RFID標(biāo)簽是自行設(shè)計的一套有源RFID系統(tǒng)，閱讀距離1 m~5 m可調(diào)。有源RFID閱讀器與導(dǎo)醫(yī)系統(tǒng)終端控制核心采用UART串口連接。
    另外，直流電源采用普通的5 V開關(guān)電源。USB接口可以在單獨調(diào)試每個導(dǎo)醫(yī)終端上的程序時，外接USB鍵盤或鼠標(biāo)。RJ45是外接網(wǎng)線的物理接口，每個終端通過這個接口獲取患者的完整信息。目前市面上也有很多USB接口的無線網(wǎng)卡，也可以無線局域網(wǎng)的形式將導(dǎo)醫(yī)終端連接到局域網(wǎng)。如果采用USB無線網(wǎng)卡的方式，則需要通過USB Hub來擴(kuò)充核心控制板上的USB接口，并移植相應(yīng)的驅(qū)動。
2 軟件平臺構(gòu)建
    導(dǎo)醫(yī)終端的硬件平臺建立后需要構(gòu)建運(yùn)行于其上的軟件平臺，作為上層應(yīng)用程序運(yùn)行的基礎(chǔ)。由于導(dǎo)醫(yī)終端采用ARM-Linux嵌入式系統(tǒng)設(shè)計，除了OEM廠商提供的軟件包外，很多其他要用到的庫都需要自己修改或移植[3-4]。
2.1 數(shù)據(jù)庫訪問
    應(yīng)用程序訪問數(shù)據(jù)庫的方式如圖3所示。在ARM硬件平臺、Linux操作系統(tǒng)下也不例外。

    本文介紹的導(dǎo)醫(yī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫是用Microsoft SQL Server建立的。SQL Server(及SyBase)使用TDS(Tabular_
Data_Stream)作為其數(shù)據(jù)庫現(xiàn)客戶端傳輸?shù)膮f(xié)議，它對應(yīng)于圖中的ODBC驅(qū)動。Linux下有此協(xié)議的免費(fèi)版——freetds，將其移植到ARMLinux平臺作為訪問SQL Server的ODBC驅(qū)動。ODBC可以移植unixODBC和QT自帶的ODBC庫。
2.2 ODBC庫及其驅(qū)動移植
    系統(tǒng)中帶有相應(yīng)的ODBC驅(qū)動和ODBC庫文件，是以O(shè)DBC方式在嵌入式系統(tǒng)中訪問SQL數(shù)據(jù)庫的必需條件。這些庫和驅(qū)動可以通過下載相應(yīng)軟件包，經(jīng)過交叉編譯并拷貝到ARM-Linux平臺相應(yīng)目錄來實現(xiàn)移植。而在交叉編譯之前必須對其進(jìn)行重新配置，否則無法生成合適的庫或驅(qū)動。
2.2.1 unixODBC-2.2.12的交叉編譯（arm體系）
    配置選項如下：（--prefix選項指定把編譯好的包釋放到什么地方）
    ./configure --host=arm-linux --prefix=/usr/local/arm/unixODBC-arm-iconv-2.2.12 --disable-gui --enable-iconv --enable-static
然后make & make install。
    另外還要編譯一個x86體系的unixODBC-2.2.12，因為交叉編譯freetds-0.82時要用到。
2.2.2 unixODBC-2.2.12的x86體系編譯
    配置選項如下：（與上面不同的是去掉了--host=arm-linux 選項）
    ./configure --prefix=/usr/local/arm/unixODBC-x86-2.2.12 --disable-gui --disable-iconv --enable-static
    然后make & make install。
2.2.3 交叉編譯freetds-0.82
    配置選項如下：
    ./configure --prefix=/usr/local/arm/freetds --with-tdsver=8.0 --disable-libiconv --host=arm-linux --with-unixodbc=/usr/local/arm/unixODBC-x86-2.2.12 --with-gnu-ld --enable-shared --enable-static  --enable-msdblib --enable-dbmfix
    將arm體系unixODBC目錄下的庫lib文件夾拷貝到x86體系unixODBC目錄下，替換x86下的庫，然后make & make install。
2.2.4 QT ODBC庫的移植
    如果需要在QT下直接通過ODBC方式訪問SQL Server，則開發(fā)板中還必需含有QODBC，這需要在交叉編譯QT4的庫時候加上配置選項-qt-sql-odbc 或者如下配置：
    ./configure -opensource -embedded arm -xplatform qws/linux-arm-g++  -no-webkit -qt-libtiff -qt-libmng  -qt-mouse-tslib -qt-mouse-pc -no-mouse-linuxtp -iconv -qt-sql-odbc -I/usr/local/arm/unixODBC-x86-2.2.12/include -L/usr/local/arm/unixODBC-x86-2.2.12/lib
    然后make & make install，再將新編譯得到的lib目錄下的 *Sql*文件拷貝到開發(fā)板下，替換原來的文件。如果配置時添加的是 -plugin-sql-odbc 選項，需要將plgins/Sqldrivers/目錄下的所有文件拷貝到開發(fā)板相同目錄下。
2.3 SQL Server數(shù)據(jù)庫構(gòu)建[5]
    導(dǎo)醫(yī)系統(tǒng)終端接收到病人ID號后將檢索數(shù)據(jù)庫。這個數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建直接關(guān)系到給出的導(dǎo)醫(yī)信息是否正確。試驗階段采用如圖4的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)。該數(shù)據(jù)庫一共由5個表組成：(1)Patient表。記錄病人姓名，將要前往就診的科室等信息；(2)Department表。記錄醫(yī)院科室名稱及所在物理位置等信息；(3)Terminal表。記錄終端機(jī)IP地址及所在物理位置等信息；(4)Position表。表示綜合終端機(jī)與科室相對位置關(guān)系，它的表項直接關(guān)系到導(dǎo)醫(yī)終端給出的方向指引是否正確；(5)Information表。綜合上述所有表給出導(dǎo)醫(yī)所需的信息：病人姓名、將要去往的就診科室和相對方向（將要去往就診的科室的方向）。應(yīng)用程序只要依據(jù)病人ID檢索到information表即可獲取就醫(yī)導(dǎo)引所需的完整信息。

    SQL Server數(shù)據(jù)庫在試驗階段能夠比較完整地實現(xiàn)系統(tǒng)功能，實際使用時需要依據(jù)每個醫(yī)院的實際情況進(jìn)行調(diào)整。導(dǎo)醫(yī)系統(tǒng)應(yīng)用于實際醫(yī)院時可能需要另外構(gòu)建一個數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，并與醫(yī)院現(xiàn)有的HIS系統(tǒng)進(jìn)行連接，以共享一套病人掛號科室等其他信息。
3 應(yīng)用程序
    導(dǎo)醫(yī)終端上的應(yīng)用程序采用QT4編程實現(xiàn)[6]。QT是一個基于C++的圖形用戶界面庫。它的跨平臺特性比較好，編輯好的程序代碼幾乎不需做修改就可以編譯出運(yùn)行于其他平臺的可執(zhí)行程序。應(yīng)用程序的核心是檢測串口接收緩沖區(qū)，當(dāng)串口接收緩沖區(qū)存在有效的病人ID號，即依據(jù)該ID號發(fā)起一次數(shù)據(jù)庫連接與檢索。不同于普通PC環(huán)境，在ARMLinux平臺下，需要解決三個核心問題：ARM-Linux下串口通信、漢字字符集兼容和SQL Server數(shù)據(jù)庫連接等。
3.1 ARM-Linux下串口通信
    QT下沒有提供串口通信的控件，但是提供了第三方的串口通信類qextserialport。本系統(tǒng)即是采用該類完成了ARM-Linux下的串口通信。該類繼承自QIODevice類，可分為Win_QextSerialPort和Posix_QextSerialPort，分別支持Windows和Linux兩種環(huán)境下的編譯。在Linux下需要添加 #define _TTY_POSIX_宏定義，以確保選擇正確的條件編譯。通過以下代碼即可打開串口ttySAC3，并設(shè)置波特率為9 600 Kb/s，無流控制和奇偶校驗， 8位數(shù)據(jù)位，1位停止位。
    port=new Posix_QextSerialPort("/dev/ttySAC3",
QextSerialBase::EventDriven);
    port->setBaudRate(BAUD9600);
    port->setFlowControl(FLOW_OFF);
    port->setParity(PAR_NONE);
    port->setDataBits(DATA_8);
    port->setStopBits(STOP_1);
3.2 字符集的轉(zhuǎn)換
    Linux系統(tǒng)下漢字一般采用Unicode編碼，而Windows系統(tǒng)下漢字一般采用GBK編碼。如果將檢索的結(jié)果做了不正確的轉(zhuǎn)化，則顯示的漢字將出現(xiàn)亂碼。這個問題可從以下兩個方面來解決：
    (1)移植freetds和unixODBC時，要將配置選項iconv設(shè)置為disable。具體來說，unixODBC的配置選項中一定要有--disable-iconv，freetds的配置選項中一定要有--disable-libiconv。這樣做可以避免ODBC和ODBC驅(qū)動進(jìn)行字符集的自動轉(zhuǎn)換，從而避免出現(xiàn)無法預(yù)見的字符集不兼容問題。
    (2)QT為世界上多數(shù)語系提供廣泛支持。在編寫QT程序時一定要在主程序中添加相關(guān)代碼，定義好程序的字符編碼類型。如果希望應(yīng)用程序用UTF8編碼，可以添加如下代碼：
    QTextCodec::setCodecForLocale(QTextCodec::codecForName
("UTF8"));
    QTextCodec::setCodecForCStrings(QTextCodec::codecForName
("UTF8"));
    QTextCodec::setCodecForTr (QTextCodec::codecForName
("UTF8"));
3.3 數(shù)據(jù)庫的連接與檢索
    為了實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的連接，需對freetds和unixODBC進(jìn)行必要的配置。這可以通過修改freetds.conf文件、odbc.ini和odbcinst.ini文件來實現(xiàn)，這些文件分別在各自的安裝目錄下。有了unixODBC和freetds的支持，通過QT的ODBC庫QODBC就可以訪問Windows XP下的SQL Server數(shù)據(jù)庫了。
    QSqlDatabase db=QSqlDatabase::addDatabase("QODBC");
    db.setDatabaseName("dbHospital");
    db.setUserName(QString("BME"));
    db.setPassword(QString("123456"));
    db.setConnectOptions("SQL_ATTR_ODBC_VERSION=
SQL_OV_ODBC3");
    由于QODBC會自動調(diào)用unixODBC和freetds的配置文件，所以不用調(diào)用setHostName()函數(shù)單獨設(shè)置數(shù)據(jù)主機(jī)名。實現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫的連接，數(shù)據(jù)庫的檢索就相對簡單了。QSqlQuery提供了一套檢索數(shù)據(jù)庫的簡單方式。
4 實驗與討論
    經(jīng)實驗驗證，該導(dǎo)醫(yī)系統(tǒng)能夠正確接收有源RFID標(biāo)簽發(fā)射的病人ID號，并以此發(fā)起數(shù)據(jù)庫檢索，檢索得到病人就醫(yī)的相關(guān)信息后在終端上顯示導(dǎo)引信息。
    該導(dǎo)醫(yī)系統(tǒng)不僅可以完成就醫(yī)導(dǎo)引的任務(wù)，還可以擴(kuò)展其他功能。例如，可以修改終端程序，使系統(tǒng)空閑時插播藥品廣告，這可以進(jìn)一步減小系統(tǒng)成本。
    另外，可以修改導(dǎo)醫(yī)系統(tǒng)終端上的應(yīng)用程序，使RFID閱讀器實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。例如遠(yuǎn)程控制閱讀器的開啟和關(guān)閉、增益設(shè)置等。實現(xiàn)方式是在導(dǎo)醫(yī)終端的后臺運(yùn)行一個服務(wù)程序。該程序一直監(jiān)聽一個socket端口，當(dāng)收到有效的RFID控制指令時，將該控制指令寫入到UART發(fā)送緩沖區(qū)。RFID閱讀器上的程序收到命令后將執(zhí)行相關(guān)操作。
    該智能導(dǎo)醫(yī)系統(tǒng)整合了有源RFID技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫等軟硬件技術(shù)，能夠為患者提供友好的就醫(yī)導(dǎo)引信息，也可以間接為醫(yī)院提供信息發(fā)布平臺，有較好的實用價值。整個系統(tǒng)還處于試驗、設(shè)計階段，應(yīng)用于實際還需要較長時間的完善與驗證。后續(xù)的工作將集中于功能的整合、完善和儲存導(dǎo)醫(yī)信息數(shù)據(jù)庫建設(shè)。
參考文獻(xiàn)
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