一种药品温度自动检测系统的设计与实现

摘要：实现了一个基于传感器的实时药品温度自动检测系统。下位机通过温度传感器对药品温度进行实时测量跟踪，将温度数据实时上传到后台服务器，后台服务器再将温度数据传送到用户的安卓平台移动客户端上，使用户实时掌握药品的温度情况，远程甄别药品状态。

关键词：传感器；安卓；后台服务器

中图分类号：TP311 文献标识码：A章编号：1009-3044（2016）25-0205-02

1 传感器及前后平台介绍

当前已经进入到工业4.0的实际发展阶段，物联网的概念和解决方案早已充斥了各个领域。在物联网的体系中，传感器是不可或缺的一环。工业及生活的各个领域，传感器都在发挥着不可替代的作用。它通过温度，湿度等各种物理环境的实时侦测，将物理数据转换为数字数据，并将数字数据通过特定渠道传送出去，是将现实世界网络化的前端设备。

安卓平台诞生于美国的一个小公司，在诞生之初，安卓平台就显示出了极强的创新型和扩展性。正是基于这一点，谷歌公司将该平台收入旗下，并对该平台进行了进一步的发展和扩充。当前，安卓平台经过数年的发展，已经成为智能手机及物联网领域的一个旗舰品牌，数以亿计的用户和客户端在安卓平台上实时地进行着工业生产或生活应用。这一市场已经发展得非常成熟，并在谷歌的引领下进一步的健康发展。基于对安卓平台及谷歌公司的看好，三星，索尼，联想等通信客户端公司纷纷推出了自己品牌的安卓产品，并对安卓平台进行共同的支持，使得开发安卓客户端的程序，能共在技术上和平台上得到很好的支持和推动。

基于传感器和安卓平台的药品温度检测系统，通过传感器对药品温度进行检测，通过后台服务器对数据进行数据挖掘和分析，通过前端安卓平台对数据进行实时展示，从而对药品的状态进行实时掌握和跟踪，对药品的存储及状态分析起到一定的作用。

2 基于传感器及安卓系统的药品温度检测系统架构

本系统分为下位机传感器检测模块，后台数据分析处理通信模块，前台安卓客户端数据展示模块三个部分。下位机传感器模块通过接触药品，提取药品温度数据，并将其转换成数字数据，同时将数据实时传送到后端服务器平台。后端服务器平台对数据进行数据挖掘和分析，并将数据通过通信模块传送到前端安卓客户端平台。前端安卓客户端平台通过轮询，与后端服务器平台进行实时通信，并接收后台服务器传送过来的数据，将该数据通过安卓平台所特有的展示功能，展示到用户面前，从而让用户实时掌握药品的状态，对药品的后续操作起到数据参考的作用。

详细流程为，前端通过zigbee传感器进行温度检测合理布局，对药品的温度进行准确的测量并进行数据转换。通过server socket通信，将该温度数据转换成数字信号，传送到后台服务器。后台服务器通过client socket通信，将下位机的数据接收到本地，并对该数据进行分析，如果该数据变化处于之前设定的合理范围，则不向前端安卓客户端发送数据，如果该数据变化超出了设定范围，则将该数据传送到前端客户端。安卓客户端通过socket轮询，基于udp数据包，实时对后台服务器进行心跳保活通信，在接收到后台服务器发送的数据之后，通过chart模块，将该数据通过定时器实时展现到用户面前。用户基于数据，掌握药品的温度情况。如图1所示：

下位机数据监测流程：

药品管理员将zigbee温度传感器通过立体多维放置方式，放置在需要检测的药品当中，将zigbee的自组织通信模块激活，并进行调试，校准。通过多次调试，将zigbee的距离药品距离调整到适度范围，使得传感器既能实时掌握药品的温度情况，又不会让药品和传感器互相之间出现干扰。如果距离不理想，可以通过平移或放大算法进行数据的调整。

在此过程中，可以通过后台服务器或者前端pc平台对传感器进行校准，如果通过后端服务器，可以节省一个前端pc，降低成本，但通信校准会有一定的延迟，如果通过前端pc校准，可以降低成本。两种校准方式可以根据具体情况，灵活掌握。

后台服务器数据处理及分析流程：

后台服务器搭建在一台小型机或者pc机上，软件服务器平台搭建在windows或linux平台的tomcat服务器上，开发ide使用跨平台的eclipse开发工具。具体语言使用j2ee。服务器通过读取配置文件yaopin.xml进行自检及数据配置启动。启动后，服务器挂起，启动数据处理进程，该进程启动socket线程后，阻塞，等待数据导入。在接收到下位机数据后，将其与配置文件yaopin.xml中的温度数据进行比较，如果超出范围，将其通过socket传送给安卓客户端。

前端安卓客户端数据展示流程：

本服务仅仅需要展示数据，不需要导入其他动态库进入安卓平台中。语言使用java语言。安卓客户端首先通过自检，读取config.xml配置文件进行启动。将要通信的后台服务器ip地址及端口号写入config.xml文件中，方便安卓客户端进行通信链接建立。链接建立后，安卓客户端通过轮询机制，以config.xml文件中写入的间隔时间，进行心跳保活通信，与后台服务器进行实时沟通，并将接收到的数据，通过chart构件，进行动态展示。

3 实验验证

本文提出的基于传感器及安卓客户端的药品温度检测系统，在常州市卫生高等职业技术学校进行了实际实验，效果基本达到预期。实验数据如下：

平台：linux平台

硬件：zigbee传感器，联想笔记本

实验采集点：40种药品

数据采集延时：6秒-10秒

误差：3个

该校之前没有药品实时温度检测系统，是一个从无到有的过程，由于本系统还处于原型阶段，为了控制成本，硬件平台都是采用的低配置版本，对性能有一定的影响，但本次实验，基本达到了之前的预期。本实验中，出现误差3个，其中正误差1个，负误差2个，由于药品的特性，需要解决的是正误差问题，在今后的工作中，会对其进行分析和解决。

4 结束语

本文介绍了基于传感器和安卓平台的药品温度检测系统，通过传感器作为下位机，实时掌握药品温度数据，通过后台服务器做类云大数据处理，将问题数据进行实时分析和掌握，最后在安卓客户端展示出来，从而实现了对药品温度的实时跟踪，对药品的无人化管理起到了一定的探索作用，由于该系统还处于探索阶段，仍然存在一些问题，误差率还有下降的空间，在今后的工作中，会逐渐进行提升和扩展。

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