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基于TCP/IP的醫(yī)學(xué)檢驗儀器聯(lián)機通信論文
摘 要:基于HIS系統(tǒng)的引入,醫(yī)學(xué)檢驗儀器聯(lián)機通信的兼容性、可靠性對于醫(yī)院信息系統(tǒng)的有效運行尤為重要。相比較傳統(tǒng)的串口方式,網(wǎng)絡(luò)接口(RJ45)由于更加高效便捷,以此為對外通信接口的檢驗儀器備受矚目,并越來越多的被生產(chǎn)使用,應(yīng)用前景廣闊。本文針對網(wǎng)絡(luò)接口的穩(wěn)定性和兼容性進行研究開發(fā),實現(xiàn)了基于網(wǎng)絡(luò)接口的醫(yī)學(xué)檢驗儀器的聯(lián)機通信,為進一步研究做了準備。
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關(guān)鍵詞:醫(yī)學(xué)檢驗儀器 聯(lián)機通信 網(wǎng)絡(luò)接口(RJ45) 通信模式
為了提高醫(yī)院,尤其是數(shù)據(jù)量巨大的檢驗科的工作效率,醫(yī)院信息系統(tǒng)HIS 及LIS 系統(tǒng)被廣泛采用和普及。在引入信息系統(tǒng)后,采集到的檢驗數(shù)據(jù)需要通過計算機通信上傳,因此需要可聯(lián)機的配套檢驗儀器。然而,由于檢驗儀器生產(chǎn)自不同的廠商,且采集所需的數(shù)據(jù)種類和通信編碼也隨樣本種類的變化而變化。因此,建立業(yè)內(nèi)的統(tǒng)一標準,使醫(yī)學(xué)檢驗儀器聯(lián)機通信標準化、規(guī)范化是當前醫(yī)療信息化的重中之重。
目前,按對外通信接口類型來看,醫(yī)院可聯(lián)機通信的檢驗儀器分為以下兩類:一是基于串行通信接口的檢驗儀器,也稱串口檢驗儀器,符合RS232接口協(xié)議,儀器數(shù)量占所有檢驗儀器的 80%以上,且可供參考的串口通信實現(xiàn)方法已相當成熟;二是基于網(wǎng)絡(luò)接口(RJ45)的檢驗儀器,采用TCP/IP協(xié)議,比第一類串口通信速率高,操作簡單,使用方便,近年來中外廠商越來越多的生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)接口的檢驗儀器,其應(yīng)用前景必然會更加廣闊。鑒于目前基于網(wǎng)絡(luò)接口的檢驗儀器聯(lián)機編程相關(guān)研究較少,本文就其通信模型的建立及程序的實現(xiàn)進行探討。
1 通信模型的構(gòu)建
在構(gòu)建檢驗儀器聯(lián)機的通信過程中,本文設(shè)計采用四層結(jié)構(gòu)的通信模型,如圖 1所示, 由下至上分別為物理層、低層、高層和應(yīng)用層。其通信原理為:發(fā)送方通過應(yīng)用層將應(yīng)用需求傳遞到高層,高層將需求分解為消息傳送到低層,低層將消息處理成數(shù)據(jù)幀格式后轉(zhuǎn)發(fā)物理層進行傳輸,由接收方的低層接收并一步步反向操作,從數(shù)據(jù)幀格式逐步還原成應(yīng)用需求傳達給接收方。
在通信的四層結(jié)構(gòu)中,最為重要的是應(yīng)用需求到數(shù)據(jù)幀的編碼解碼,因此編寫程序時按照通信結(jié)構(gòu)將分為兩個部分:高層程序模塊和低層程序模塊,分別用來構(gòu)建和解構(gòu)通信消息。
圖1 四層結(jié)構(gòu)通信模型
2 編程及程序?qū)崿F(xiàn)
2.1 消息的構(gòu)建與解構(gòu)
消息由多條記錄組成,通常以“消息頭記錄”開始,并以“消息結(jié)束記錄”結(jié)束,記錄是傳送信息的最小單位;每條記錄由構(gòu)成信息的最小單位——域組成,域是解釋說明消息屬性的部分,比如表明所發(fā)送的消息屬于檢驗請求,還是已經(jīng)得到的檢驗結(jié)果。
構(gòu)建消息由構(gòu)建單條記錄開始,其編碼流程及規(guī)則如下,圖2為記錄構(gòu)建流程圖。首先,在首字符寫入記錄 ID。接著,按以下規(guī)則編碼每個規(guī)定域:首先寫入域分隔符, 接著輸入數(shù)據(jù),無數(shù)據(jù)則不寫入,直接結(jié)束;若有寫入值且寫入值無效,則寫入雙引號并跳轉(zhuǎn)結(jié)束;若輸入的是元素域, 則編碼規(guī)則如下:若輸入的是兩個以上元素則用元素分隔符隔開,若寫入無效值則寫入雙引號跳轉(zhuǎn)結(jié)束;若沒有域存在,則元素域為空;若出現(xiàn)重復(fù)域則寫入重復(fù)分隔符進行分隔。若記錄中仍有域,則重復(fù)步驟2直到數(shù)據(jù)全部錄入。在記錄數(shù)據(jù)完全寫入后,寫入回車符CR結(jié)束記錄。
消息的解析是其構(gòu)建的反向操作,其解碼規(guī)則如下:忽略不必要的重復(fù);沒有有效記錄時認為無數(shù)據(jù);有效記錄中若存在無效域或元素,則認為其不存在;在無法判斷數(shù)據(jù)有效性時認為是無效值。最終接收并解析已通過程序的有效數(shù)據(jù)。
圖2 單條記錄構(gòu)建流程圖示
2.2 數(shù)據(jù)的接收與分析
數(shù)據(jù)的接收與分析過程如下所示。第一,將BC5500和LIS網(wǎng)絡(luò)用直通網(wǎng)線連接。第二,將BC5500設(shè)置為服務(wù)器端,聯(lián)機計算機設(shè)置為客戶端。進入BC5500的設(shè)置界面,選擇“通信”選項,以管理員權(quán)限更改BC5500的IP地址和默認網(wǎng)關(guān),分別設(shè)置為192.168.0.1,和192.168.0.2,見圖3。同理將聯(lián)機計算機的IP地址和網(wǎng)關(guān)分別設(shè)置為192.168.0.2和192.168.0.1。第三,將TCP&UDP測試工具安裝在聯(lián)機計算機(客戶端)上,將目標IP設(shè)置為192.168.0.1(BC5500的IP),協(xié)議選TCP,即創(chuàng)建聯(lián)機計算機到BC5500的聯(lián)接,從BC5500上發(fā)出檢驗結(jié)果到聯(lián)機計算機,若聯(lián)接創(chuàng)建成功,則客戶端的TCP&UDP測試工具接受區(qū)應(yīng)該能夠接收到BC5500所發(fā)數(shù)據(jù)。第四,用Winhex軟件分析所收數(shù)據(jù),可以看到樣本數(shù)據(jù)以0×05開始,以0×0A結(jié)束。
圖3 BC5500設(shè)置—通信界面
3 聯(lián)機程序調(diào)試
接口程序編寫完成后,進行聯(lián)機程序調(diào)試,其過程如下:第一,在本機模擬服務(wù)器端(即檢驗儀器BC5500),將聯(lián)機計算機的IP地址改為與BC5500的IP地址;第二,通過TCP&UDP測試工具,模擬BC5500發(fā)送數(shù)據(jù)到本機已開發(fā)的聯(lián)機程序,檢測聯(lián)機程序能否正常接收數(shù)據(jù)并處理;第三,針對出現(xiàn)的問題對開發(fā)的接口程序進行改進;第四,重復(fù)上述步驟直至開發(fā)程序可以正常接收處理數(shù)據(jù);第五,完成模擬調(diào)試后,與實際檢驗儀器聯(lián)機進行二次調(diào)試,檢測發(fā)送的模擬數(shù)據(jù)能否正確。
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