基于樹莓派的LIS與Cobas6000聯機通信的實踐探索

劉 洋

（南京醫科大學附屬婦產醫院信息科，江蘇 南京 210004）

基于樹莓派的LIS與Cobas6000聯機通信的實踐探索

劉 洋

（南京醫科大學附屬婦產醫院信息科，江蘇 南京 210004）

文章針對醫院檢驗科檢驗儀器需要使用臺式電腦與LIS系統進行數據傳輸，進而造成實驗室工作臺空間使用率下降的問題，提出了采用一種僅有的信用卡般大小、價格低、高性能、低功耗的開源硬件平臺—樹莓派，并以LIS系統與Cobas6000自動生化分析儀之間數據傳輸解決方案為例進行實踐探索。

樹莓派；Raspberry Pi；LIS；Cobas6000；串口通信

近年來南京醫科大學附屬婦產醫院檢驗科購置了Cobas6000自動生化分析儀等一系列新儀器，這些先進設備的引進，為臨床診斷提供更及時、準確、可靠的檢驗報告，大大提高了我院的整體水平。然而每引進一臺新儀器就需要配備一臺臺式電腦用于通過串口解析將儀器檢驗結果數據傳輸到LIS系統。這些臺式機功能單一，只是用于完成數據傳輸工作，使得實驗室寶貴的操作空間就被眾多的臺式機所占據。通過采用樹莓派作為串口解析平臺，可以有效地緩解實驗室工作臺空間使用率低的問題。

1 系統構成

1.1 硬件平臺

樹莓派為Raspberry Pi的譯名，其采用ARM11架構，僅有信用卡般大小，具有強大的系統與接口資源。最新版本的Raspberry Pi 3搭載了64位4核1.2 GHz處理器，1GB LPDDR2內存，以SD卡為內存硬盤，卡片主板周圍擁有4個USB接口及一個網口，內置無線網卡，可以連接鼠標、鍵盤及其他USB接口設備。通過裝載相應的操作系統和應用程序，樹莓派可以實現強大的應用功能，且具有價格低廉的優勢，為人們提供了一個理想的嵌入式開發平臺。三代的樹莓派功耗僅為4 W，實際使用過程中一個月耗電量僅需3～4度電，而一臺普通的臺式電腦最低功耗也要達到45 W以上，平均每月的耗電量至少50度以上。使用樹莓派作為實驗室儀器數據傳輸平臺可以極大地節約實驗室的用電能耗。

1.2 軟件平臺

樹莓派目前支持諸多的Linux操作系統和微軟定制版的Windows 10操作系統，Linux與Windows相比具有開源免費的優勢，更高的代碼執行效率，良好的穩定性，可以像Unix系統一樣常年不關而不曾宕機。同時在Linux系統中串口設備被當作一個設備文件進行操作，應用程序可以像操作普通文件一樣對串口進行讀寫等操作，操作十分簡便，所以本文選用Linux作為樹莓派安裝的操作系統。

1.3 系統構成

本系統硬件采用樹莓派三代B+開發板，軟件采用Linux操作系統，系統構成如圖1所示。

2 系統實現

2.1 檢驗儀器與樹莓派通信流程

檢驗儀器與樹莓派通信流程如圖2所示。

2.2 硬件連接

使用USB轉RS232C轉接口連接Cobas6000自動生化分析儀端RS232C串口與樹莓派的USB口。通過命令lsusb查看串口是否存在，運行結果Bus 001 Device 008：ID 067b：2303 Proli fi c Technology，Inc. PL2302 Serial Port 說明已經識別到串口設備。Linux中串口設備文件都位于在/dev/ 路徑下，通過命令ls /dev/tty* 命令找到USB轉RS232C轉接口的硬件標識為/dev/ttyUSB0。

2.3 串口通信的設置

Linux下的串口編程與串口的初始化分別如圖3所示。

圖1 系統構成

圖2 檢驗儀器與樹莓派通信流程

圖3 串口開發流程

對于串口的屬性配置由下面的結構體實現：

按照串口的初始化流程，針對Cobas6000自動生化分析儀的技術參數將struct termios結構體相關參數設置成：波特率設置為9 600，停止位為2位，數據位為8位，校驗位為無校驗。串口初始化完成后即可當作設備文件使用read函數從串口讀取數據和使用write函數往串口中寫入數據。

2.4 樹莓派對數據的采集和分析

圖4 數據解析流程

圖5 樹莓派采集到的串口數據

數據解析流程如圖4所示。原始字符串，再根據分析找到的規律將項目通道號保存在strTestItem變量中，儀器項目結果保存在strResult變量中，數據解析主要實現代碼如下。

數據采集分析程序在樹莓派上的運行結果，如圖6所示。

圖6 運行結果

3 結語

以上設計經測試表明，通過使用樹莓派代替傳統臺式電腦進行儀器數據解析，有效地減小了實驗臺的占用面積，節約了寶貴的實驗室空間，同時也節約了成本，降低了能源功耗，具有一定的推廣價值。

[1]鄭定容，陳燦鋒，梁新郁.醫學檢驗儀器串口傳送技術的開發與應用[J].中國醫療設備，2009（7）：47-49.

[2]王志亮，官洪運，王龍，等.基于嵌入式Linux的RFID安檢系統的設計[J].微型機與應用，2010（22）：92-95.

Exploration on the practice of LIS and Cobas6000 online communication based on Raspberry Pi

Liu Yang
（Information Department of Af fi liated Maternity Hospital of Nanjing Medical University, Nanjing 210004, China）

Focusing on the problem that the medical laboratory inspection equipment needs to use the desktop computer and the LIS system to realize data transmission which reduces the space utilization rate of the laboratory workbench, the paper puts forward a kind of open source hardware platform-Raspberry Pi, which is the only one with credit card size, low price, high performance and low power consumption, and takes the data transmission solution between LIS and Cobas6000 automatic biochemical analyzer as an example to carry out practice.

Raspberry Pi; Raspberry Pi; LIS; Cobas6000; serial communication

劉洋（1988— ），男，江蘇南京，本科，助理工程師；研究方向：計算機技術在醫療領域的探索實踐。