RFID(Radio Frequency Identification)~術(shù)是一項利用射頻信號通過空間耦合(交變磁場或電磁場)實現(xiàn)的無接觸式信息傳遞， 并通過所傳遞的信息達(dá)到識別目的的技術(shù)。其工作原理為：當(dāng)帶有電子標(biāo)簽的物品在讀寫器的可讀范圍時，讀寫器發(fā)出的查詢信號將會激活標(biāo)簽，標(biāo)簽根據(jù)接收到的查詢信號要求反射信號，讀
寫器接收到標(biāo)簽反射回的信號后，經(jīng)過內(nèi)部電路的解碼處理可無接觸地讀取并識別電子標(biāo)簽中所保存的電子數(shù)據(jù)，從而達(dá)到自動識別物體的目的m。然后進(jìn)一步通過計算機(jī)及計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)對物體識別信息的采集、處理及遠(yuǎn)程傳送等管理功能。RFID標(biāo)簽具有體積小、容量大、壽命長、可重復(fù)使用等特點(diǎn)．可支持快速讀寫、 非可視識別、移動識別、多目標(biāo)識別、定位及長期跟蹤管理，且RFID標(biāo)簽可以完全替代條碼功能并比條碼更有優(yōu)越性，以上特點(diǎn)均為RFID技術(shù)在醫(yī)院庫房管理中的推廣提供了便利。
1 系統(tǒng)概述
在RFID識別系統(tǒng)中，1臺庫房內(nèi)計算機(jī)的串口連上無收發(fā)設(shè)備即可設(shè)為中央站，其與多個無線手持式RFID終端可通過無線射頻通信進(jìn)行實時的接收或上傳數(shù)據(jù)，無線通信的距離可以達(dá)到室內(nèi)50m，覆蓋到庫房內(nèi)的全部空間。手持終端對物資上所貼的電子標(biāo)簽進(jìn)行讀寫操作，手持式RFID終端具有體積小、重量輕、機(jī)動性強(qiáng)、性能優(yōu)等特點(diǎn)。通過手持終端， 計算機(jī)可以及時地采集或修改電子標(biāo)簽內(nèi)的物資信息。無線手持式RFID終端包括單片機(jī)控制模塊、RFID模塊、無線通信、鍵盤、顯示與電源等部分組成，中央站的計算機(jī)連接到庫房的管理數(shù)據(jù)庫，能夠?qū)⑼ㄟ^無線傳輸?shù)奈镔Y信息及時更新到數(shù)據(jù)庫．整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。其中，我們選用MSP430Fl121A型單片機(jī)作為控制模塊的核心芯片．RFID解決方案采用為Mifare標(biāo)簽與MF RC522讀寫IC。RF通信模塊采用單片射頻收發(fā)器nRF905。
2 硬件設(shè)計
2．1 控制模塊
MSP430F1121A為16位微控制器， 它為20管腳POWB 封裝，具有體積小、功耗低等特點(diǎn)，且具備足夠的硬件資源，其 中包括4KB ROM，256B RAMfl1 。微控制器采用普通I／O 口模擬SPI接口與RFID模塊以及RF通信模塊進(jìn)行通信。SPI接口主要由CSN、SCK、MOSI和MISO端口組成，傳輸?shù)臅r鐘SCK由微處理器決定，數(shù)據(jù)的收發(fā)通過MOSI和MISO完成，每個時鐘信號的上升沿收發(fā)一位數(shù)據(jù)嘲。在無線手持式RFID終端上，微處理器還連接有鍵盤與點(diǎn)陣漢字顯示模塊，鍵盤包括讀標(biāo)簽、寫標(biāo)簽、查詢等，顯示模塊能夠?qū)崟r顯示當(dāng)前手持設(shè)備的工作狀態(tài)以及所掃描標(biāo)簽的詳情等。
2．2 RFID方案
系統(tǒng)以采用Mifare標(biāo)簽以及讀寫芯片MF RC522作為RFID解決方案，Mifare標(biāo)簽容量為1-8KB不等，數(shù)據(jù)可以保存10年，讀寫次數(shù)達(dá)10萬次。由于采用多重加密算法與反沖突機(jī)制．提高了數(shù)據(jù)存儲與交換的安全性。標(biāo)簽與讀寫芯片之間的高速RF通訊速率可達(dá)106kBPS， 整個刷標(biāo)簽過程在100ms內(nèi)完成。
MF RC522是一款非接觸式低功耗讀寫基站芯片，它應(yīng)用于13．56MHz非接觸式通信中高集成IC系列中。該系列利用了先進(jìn)的調(diào)制和解調(diào)概念．完全集成了13．56MHz下所有類型的被動非接觸式通讀方式和協(xié)議。MF RC522支持ISO14443A所有的層．傳輸速度最高達(dá)424Kbps．具有3種主機(jī)接口方式：SPI模式、UART模式、I2C模式。我們采用SPI接口進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。其微處理器讀寫數(shù)據(jù)時序示意見表1、表2。
2．3 無線通信
該部分是采用無線收發(fā)模塊nRF905來完成的．芯片工作于433／868／915MHz 3個ISM(T業(yè)、科學(xué)和醫(yī)學(xué))頻道，頻道之間的轉(zhuǎn)換時間小于650~s。nRF905由頻率合成器、接收解調(diào)器、功率放大器、晶體振蕩器和調(diào)制器組成．不需外加聲表濾波器，芯片采用ShockBumtTM 工作模式， 自動處理字頭和CRC(循環(huán)冗余碼校驗)．使用SPI接口與微控制器實現(xiàn)無縫連接，配置非常方便。芯片的寄存器主要由狀態(tài)、射頻配置、發(fā)送地址、發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)5個寄存器組成。其中，狀態(tài)寄存器包含數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好引腳狀態(tài)信息和地址匹配引腳狀態(tài)信息： 射頻配置寄存器包含收發(fā)器配置信息．如頻率和輸出功能等：發(fā)送地址寄存器包含接收機(jī)的地址和數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)；發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器包含待發(fā)送數(shù)據(jù)包的信息，如字節(jié)數(shù)等：接收數(shù)據(jù)寄存器包含有接收數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)等信息。當(dāng)nRF905進(jìn)入關(guān)機(jī)模式或空閑模式時，寄存器中的內(nèi)容保持不變。
3 軟件設(shè)計
系統(tǒng)的軟件設(shè)計包括手持式終端控制程序與計算機(jī)上的數(shù)據(jù)庫程序。數(shù)據(jù)庫除了管理著庫房內(nèi)全部物資信息．還通過與中央站的無線收發(fā)設(shè)備進(jìn)行通信來管理多個無線手持式終端的工作。手持式終端工作時會不斷地與中央站進(jìn)行數(shù)據(jù)與指令的交換。其工作流程如圖2所示。
4 應(yīng)用與結(jié)論
早在1983年世界著名零售公司沃爾瑪采用自動識別技術(shù)來管理庫房物資．不但減少了庫管人員的數(shù)量，而且降低了工作強(qiáng)度，減少了管理成本。醫(yī)療醫(yī)藥行業(yè)是個不允許出錯的行業(yè)，對醫(yī)院藥品耗材與器械的庫房管理要求高度準(zhǔn)確，因稍有不慎就可能埋下釀成醫(yī)療事故的隱患。因此，在醫(yī)療物資流通的每個環(huán)節(jié)，如進(jìn)貨、
入庫、點(diǎn)驗、上架、保管、盤點(diǎn)、出庫等，均需要正確無誤地記錄物資的品名、數(shù)量等基本信息，若采用人工記錄，不僅管理成本高，工作效率低，工作量大，而且準(zhǔn)確率得不到保證。通過RFID識別技術(shù)識別，可以快速準(zhǔn)確地將物資的資料傳到醫(yī)院信息系統(tǒng)中，以便對藥品、耗材等隨時進(jìn)行查詢與統(tǒng)計。掌握藥品、耗材精準(zhǔn)的庫存與使用信息，對醫(yī)院進(jìn)行科學(xué)的計劃與采購有重要的指導(dǎo)意義。本研究也為RFID技術(shù)在醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)中的推廣提供了一些思路與方法。
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