基于TCP/IP的醫學(xué)檢驗儀器聯(lián)機通信論文
摘 要：基于HIS系統的引入，醫學(xué)檢驗儀器聯(lián)機通信的兼容性、可靠性對于醫院信息系統的有效運行尤為重要。相比較傳統的串口方式，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(lái)越多的被生產(chǎn)使用，應用前景廣闊。本文針對網(wǎng)絡(luò )接口的穩定性和兼容性進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)，實(shí)現了基于網(wǎng)絡(luò )接口的醫學(xué)檢驗儀器的聯(lián)機通信，為進(jìn)一步研究做了準備。
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關(guān)鍵詞：醫學(xué)檢驗儀器 聯(lián)機通信 網(wǎng)絡(luò )接口(RJ45) 通信模式
為了提高醫院，尤其是數據量巨大的檢驗科的工作效率，醫院信息系統HIS 及LIS 系統被廣泛采用和普及。在引入信息系統后，采集到的檢驗數據需要通過(guò)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(chǎng)商，且采集所需的數據種類(lèi)和通信編碼也隨樣本種類(lèi)的變化而變化。因此，建立業(yè)內的統一標準，使醫學(xué)檢驗儀器聯(lián)機通信標準化、規范化是當前醫療信息化的重中之重。
目前，按對外通信接口類(lèi)型來(lái)看，醫院可聯(lián)機通信的檢驗儀器分為以下兩類(lèi)：一是基于串行通信接口的檢驗儀器，也稱(chēng)串口檢驗儀器，符合RS232接口協(xié)議，儀器數量占所有檢驗儀器的 80%以上，且可供參考的串口通信實(shí)現方法已相當成熟;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(lèi)串口通信速率高，操作簡(jiǎn)單，使用方便，近年來(lái)中外廠(chǎng)商越來(lái)越多的生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò )接口的檢驗儀器，其應用前景必然會(huì )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(shí)現進(jìn)行探討。
1 通信模型的構建
在構建檢驗儀器聯(lián)機的通信過(guò)程中，本文設計采用四層結構的通信模型，如圖 1所示, 由下至上分別為物理層、低層、高層和應用層。其通信原理為：發(fā)送方通過(guò)應用層將應用需求傳遞到高層，高層將需求分解為消息傳送到低層，低層將消息處理成數據幀格式后轉發(fā)物理層進(jìn)行傳輸，由接收方的低層接收并一步步反向操作，從數據幀格式逐步還原成應用需求傳達給接收方。
在通信的四層結構中，最為重要的是應用需求到數據幀的編碼解碼，因此編寫(xiě)程序時(shí)按照通信結構將分為兩個(gè)部分：高層程序模塊和低層程序模塊，分別用來(lái)構建和解構通信消息。
圖1 四層結構通信模型
2 編程及程序實(shí)現
2.1 消息的構建與解構
消息由多條記錄組成，通常以“消息頭記錄”開(kāi)始，并以“消息結束記錄”結束，記錄是傳送信息的最小單位;每條記錄由構成信息的最小單位——域組成，域是解釋說(shuō)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)得到的檢驗結果。
構建消息由構建單條記錄開(kāi)始，其編碼流程及規則如下，圖2為記錄構建流程圖。首先，在首字符寫(xiě)入記錄 ID。接著(zhù)，按以下規則編碼每個(gè)規定域：首先寫(xiě)入域分隔符, 接著(zhù)輸入數據，無(wú)數據則不寫(xiě)入，直接結束;若有寫(xiě)入值且寫(xiě)入值無(wú)效，則寫(xiě)入雙引號并跳轉結束;若輸入的是元素域, 則編碼規則如下：若輸入的是兩個(gè)以上元素則用元素分隔符隔開(kāi)，若寫(xiě)入無(wú)效值則寫(xiě)入雙引號跳轉結束;若沒(méi)有域存在，則元素域為空;若出現重復域則寫(xiě)入重復分隔符進(jìn)行分隔。若記錄中仍有域，則重復步驟2直到數據全部錄入。在記錄數據完全寫(xiě)入后，寫(xiě)入回車(chē)符CR結束記錄。
消息的解析是其構建的反向操作，其解碼規則如下：忽略不必要的重復;沒(méi)有有效記錄時(shí)認為無(wú)數據;有效記錄中若存在無(wú)效域或元素，則認為其不存在;在無(wú)法判斷數據有效性時(shí)認為是無(wú)效值。最終接收并解析已通過(guò)程序的有效數據。
圖2 單條記錄構建流程圖示
2.2 數據的接收與分析
數據的接收與分析過(guò)程如下所示。第一，將BC5500和LIS網(wǎng)絡(luò )用直通網(wǎng)線(xiàn)連接。第二，將BC5500設置為服務(wù)器端，聯(lián)機計算機設置為客戶(hù)端。進(jìn)入BC5500的設置界面，選擇“通信”選項，以管理員權限更改BC5500的IP地址和默認網(wǎng)關(guān)，分別設置為192.168.0.1，和192.168.0.2，見(jiàn)圖3。同理將聯(lián)機計算機的IP地址和網(wǎng)關(guān)分別設置為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(hù)端)上，將目標IP設置為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)出檢驗結果到聯(lián)機計算機，若聯(lián)接創(chuàng )建成功，則客戶(hù)端的TCP&UDP測試工具接受區應該能夠接收到BC5500所發(fā)數據。第四，用Winhex軟件分析所收數據，可以看到樣本數據以0×05開(kāi)始，以0×0A結束。
圖3 BC5500設置—通信界面
3 聯(lián)機程序調試
接口程序編寫(xiě)完成后，進(jìn)行聯(lián)機程序調試，其過(guò)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(guò)TCP&UDP測試工具，模擬BC5500發(fā)送數據到本機已開(kāi)發(fā)的聯(lián)機程序，檢測聯(lián)機程序能否正常接收數據并處理;第三，針對出現的問(wèn)題對開(kāi)發(fā)的接口程序進(jìn)行改進(jìn);第四，重復上述步驟直至開(kāi)發(fā)程序可以正常接收處理數據;第五，完成模擬調試后，與實(shí)際檢驗儀器聯(lián)機進(jìn)行二次調試，檢測發(fā)送的模擬數據能否正確。
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