一種可靠的檢驗儀器數據通信系統設計與實現

周渝霞，劉道踐，李源，李碩

中國人民解放軍第三零二醫院 醫學信息中心，北京 100039

一種可靠的檢驗儀器數據通信系統設計與實現

周渝霞，劉道踐，李源，李碩

中國人民解放軍第三零二醫院 醫學信息中心，北京 100039

檢驗信息系統（LIS）是醫院信息系統（HIS）的最重要組成部分，選擇一種可靠的通信技術是保障LIS安全、穩定、高效運行的基礎。本文詳細介紹了我院檢驗聯機系統所采用的一種高速、可靠的數據通信技術串口服務器通信模式，確保了檢驗聯機系統的穩定性和連續性。

檢驗信息系統；醫院信息系統；檢驗儀器；串口

檢驗信息系統（LIS）是專為醫院檢驗科設計的一套實驗室信息管理系統，它使傳統繁雜的手工操作實現了智能化、自動化和規范化管理，提高了實驗室的整體管理水平和檢驗質量。在醫院的醫技科室中，檢驗科是醫院中極其重要的醫技科室，其檢驗項目涉及生物化學、免疫學、微生物學、細胞學、體液學、藥理學和分子生物學等多個學科。我院臨床檢驗醫學中心是我院重點建設學科，是北京市的傳染病網絡實驗室，承擔了總后和北京市衛生局各種疫情監測工作。實驗室質量管理與國際接軌，技術水平國內領先，首家通過了全國傳染病5個專業國家“ISO15189 醫學實驗室和能力要求”認可，檢測流程自動化、檢測質量穩步提高、實行檢測結果網絡化管理，全面實現檢測標本條碼化，對檢測過程實現有效監控、全程透明。因此，對醫院的檢驗信息系統建設提出了更高的要求。

1 問題的提出

一方面，隨著人們對健康需求的要求，各種先進的檢驗儀器設備不斷出現。我院擁有全自動生化分析儀、全自動電泳分析儀、全自動酶聯免疫分析儀、全自動熒光定量PCR分析儀、全自動血細胞分析儀、全自動血凝儀、全自動血培養儀、全自動細菌鑒定儀等多臺現代化大型儀器設備，如何為這些不同的設備提供一種標準的通信接口，是LIS必須首先考慮和解決的問題。另一方面，隨著信息化建設不斷深入，醫院對信息系統的依賴性愈來愈大，對業務連續性要求越來越高，對通信模塊的要求也越來越高。怎樣保證在電腦（軟件或硬件）無法正常工作時，迅速啟動應急措施，保證業務不中斷，保持較高的穩定性和較好的連續性，是我們工作中必須重視的問題。

2 檢驗儀器數據通信系統設計

2.1 普通模式儀器的通信程序模式

普通模式儀器的通信程序模式即串口通信方式，儀器通過串口線和電腦連接，電腦連入院內網絡。這種方式下的儀器通信程序安裝在此電腦，儀器通信程序采用COM接口工作模式和儀器進行通信（圖 1）。

圖1 簡單串口通信方式

目前，絕大多數的 LIS 系統采用此種模式與儀器設備進行通信，儀器通過串口線與電腦直接連接，這種通信方式對電腦的依賴性較強。在實際應用中，電腦由于某種原因發生故障，是會經常碰到的。如電腦中了某種病毒（木馬等）或安裝了某個軟件，導致電腦無法啟動或與儀器通信程序沖突等。在這些故障中，硬件出故障的機率一般要小于軟件，電腦硬件本身的穩定性已經非常可信。但無論是軟件出問題或是硬件出問題，必然會引起業務的中斷。因此，必須考慮更加可靠的通信方式。

2.2 串口服務器

串 口 服務器是為 RS-232 串口到 TCP/IP 網 絡 之 間完成數據轉換的通訊接口轉換器。提供 RS-232 終端串口與TCP/IP 網絡的數據雙向透明傳輸，提供串口轉網絡功能及串口轉網絡解決方案。

串口服務器，一般內部集成 IP、TCP、HTTP、UDP、DNS 等協議。RS-232 串口轉換提供數據自動控制。提供數據雙向透明傳輸，實現串口轉網絡功能可以讓串口設備立即連接網絡。

串口服務器的工作方式有：服務器方式、客戶端方式。通訊模式有：虛擬串口模式、網絡通訊模式（工業級串口服務器，一端連接串口，一端連接網口）。這種方式的優點在于儀器通過網線可與網上的任一臺電腦連接通信，增加了連接的靈活性。通信程序安裝在其中一臺電腦上，當這臺電腦出現硬件或軟件故障時，與之通信的儀器仍不能正常工作，即存在單點故障。如何對這種通信模式進行優化，這是本文要解決的問題。

2.3 改進的儀器通信模式設計

我們將串口服務器引入檢驗科的網絡中，就是要打破儀器與電腦的強耦合，即將儀器對某臺電腦的強依賴性，轉換到對網絡、對串口服務器的依賴上（圖 2）。

圖2 儀器與接口服務器的連接方式

采用此設計后，儀器通信程序采用 SOCKET 協議編寫通訊程序，SOCKET 協議通信適于處理各種復雜、靈活的通信需求，我院全院級的儀器通信解決方案，見圖3。

圖3 全院檢驗儀器通信解決方案

在實際應用中，同一儀器的通信程序要在兩臺不同的電腦上進行安裝，兩套通信程序的儀器網絡連接，儀器數據解析及 LIS 通信設置完全一致。

（1）工作模式。一臺（A機）處于正常工作模式，配置為自動啟動模式，當操作系統啟動時，通信程序自動啟動。另一臺（B機）處于備用模式，設置為手動啟動模式，當操作系統啟動后，通過手動運行通信程序，僅當A機無法啟動時，才進行手工啟動。

（2）故障恢復。一旦 A機因為某種故障無法正常運行時，手動啟動B機上的通訊程序，因為儀器的串口線連接到串口服務器上，所以當A機發生故障時，并不影響儀器實驗數據的傳輸，而當B機上的通信程序啟動以后，會自動連接串口服務器，并把儀器數據上傳至 LIS。這樣，工作人員僅需判斷A機故障，并手工啟動B機通信程序，業務則自動恢復。在B機運行期間，盡快聯系 IT 支持，將 A 機進行恢復，當 A 機恢復以后，仍恢復到原始的工作模式，A機為正常工作模式，B機為備用模式。

3 新舊通信模式應用對比（表1）

表1 檢驗儀器數據通信新舊模式對比

4 結束語

我院自從采用了接口服務器的通信方式后，儀器設備信息的通信一直保持暢通狀態。當然，儀器通信程序的安全及穩定運行，不僅僅是一套恢復程序就能完全解決的，還需要對儀器設備、計算機網絡等進行管理，如定期檢查設備狀態、網絡環境等。只有從多方面加強建設和管理，每一點都落實到位，才能保證業務的連續性，減少系統隱患。

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Design and Realization of a Reliable Data Communication System of Inspection Instrument

ZHOU Yu-xia, LIU Dao-jian, LI Yuan, LI Shuo
Medical Information Center, 302ndHospital of PLA, Beijing 100039, China

Laboratory information system(LIS) is the most important part of hospital information system(HIS). Choosing a reliable communication technology is necessary for ensuring LIS working safely, stably and efficiently. This paper detailedly introduces a high-speed, reliable data communication technology: serial port server communication mode, which is used by inspection online system in our hospital, can ensure the stability and continuity of this online system.

laboratory information system; hospital information system; inspection instrument; serial server

TP393.02；TH771+.2

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2012.12.013

1674-1633(2012)12-0053-02

2012-05-22

2012-10-15

本文作者：周渝霞，高級工程師。

劉道踐，博士研究生，中國科技情報學會競爭情報分會理事，全軍衛生信息學專業會員會會員。

作者郵箱：zhouyx6@sina．com