一种可靠的检验仪器数据通信系统设计与实现

周渝霞，刘道践，李源，李硕

中国人民解放军第三零二医院 医学信息中心，北京 100039

一种可靠的检验仪器数据通信系统设计与实现

周渝霞，刘道践，李源，李硕

中国人民解放军第三零二医院 医学信息中心，北京 100039

检验信息系统（LIS）是医院信息系统（HIS）的最重要组成部分，选择一种可靠的通信技术是保障LIS安全、稳定、高效运行的基础。本文详细介绍了我院检验联机系统所采用的一种高速、可靠的数据通信技术串口服务器通信模式，确保了检验联机系统的稳定性和连续性。

检验信息系统；医院信息系统；检验仪器；串口

检验信息系统（LIS）是专为医院检验科设计的一套实验室信息管理系统，它使传统繁杂的手工操作实现了智能化、自动化和规范化管理，提高了实验室的整体管理水平和检验质量。在医院的医技科室中，检验科是医院中极其重要的医技科室，其检验项目涉及生物化学、免疫学、微生物学、细胞学、体液学、药理学和分子生物学等多个学科。我院临床检验医学中心是我院重点建设学科，是北京市的传染病网络实验室，承担了总后和北京市卫生局各种疫情监测工作。实验室质量管理与国际接轨，技术水平国内领先，首家通过了全国传染病5个专业国家“ISO15189 医学实验室和能力要求”认可，检测流程自动化、检测质量稳步提高、实行检测结果网络化管理，全面实现检测标本条码化，对检测过程实现有效监控、全程透明。因此，对医院的检验信息系统建设提出了更高的要求。

1 问题的提出

一方面，随着人们对健康需求的要求，各种先进的检验仪器设备不断出现。我院拥有全自动生化分析仪、全自动电泳分析仪、全自动酶联免疫分析仪、全自动荧光定量PCR分析仪、全自动血细胞分析仪、全自动血凝仪、全自动血培养仪、全自动细菌鉴定仪等多台现代化大型仪器设备，如何为这些不同的设备提供一种标准的通信接口，是LIS必须首先考虑和解决的问题。另一方面，随着信息化建设不断深入，医院对信息系统的依赖性愈来愈大，对业务连续性要求越来越高，对通信模块的要求也越来越高。怎样保证在电脑（软件或硬件）无法正常工作时，迅速启动应急措施，保证业务不中断，保持较高的稳定性和较好的连续性，是我们工作中必须重视的问题。

2 检验仪器数据通信系统设计

2.1 普通模式仪器的通信程序模式

普通模式仪器的通信程序模式即串口通信方式，仪器通过串口线和电脑连接，电脑连入院内网络。这种方式下的仪器通信程序安装在此电脑，仪器通信程序采用COM接口工作模式和仪器进行通信（图 1）。

图1 简单串口通信方式

目前，绝大多数的 LIS 系统采用此种模式与仪器设备进行通信，仪器通过串口线与电脑直接连接，这种通信方式对电脑的依赖性较强。在实际应用中，电脑由于某种原因发生故障，是会经常碰到的。如电脑中了某种病毒（木马等）或安装了某个软件，导致电脑无法启动或与仪器通信程序冲突等。在这些故障中，硬件出故障的机率一般要小于软件，电脑硬件本身的稳定性已经非常可信。但无论是软件出问题或是硬件出问题，必然会引起业务的中断。因此，必须考虑更加可靠的通信方式。

2.2 串口服务器

串 口 服务器是为 RS-232 串口到 TCP/IP 网 络 之 间完成数据转换的通讯接口转换器。提供 RS-232 终端串口与TCP/IP 网络的数据双向透明传输，提供串口转网络功能及串口转网络解决方案。

串口服务器，一般内部集成 IP、TCP、HTTP、UDP、DNS 等协议。RS-232 串口转换提供数据自动控制。提供数据双向透明传输，实现串口转网络功能可以让串口设备立即连接网络。

串口服务器的工作方式有：服务器方式、客户端方式。通讯模式有：虚拟串口模式、网络通讯模式（工业级串口服务器，一端连接串口，一端连接网口）。这种方式的优点在于仪器通过网线可与网上的任一台电脑连接通信，增加了连接的灵活性。通信程序安装在其中一台电脑上，当这台电脑出现硬件或软件故障时，与之通信的仪器仍不能正常工作，即存在单点故障。如何对这种通信模式进行优化，这是本文要解决的问题。

2.3 改进的仪器通信模式设计

我们将串口服务器引入检验科的网络中，就是要打破仪器与电脑的强耦合，即将仪器对某台电脑的强依赖性，转换到对网络、对串口服务器的依赖上（图 2）。

图2 仪器与接口服务器的连接方式

采用此设计后，仪器通信程序采用 SOCKET 协议编写通讯程序，SOCKET 协议通信适于处理各种复杂、灵活的通信需求，我院全院级的仪器通信解决方案，见图3。

图3 全院检验仪器通信解决方案

在实际应用中，同一仪器的通信程序要在两台不同的电脑上进行安装，两套通信程序的仪器网络连接，仪器数据解析及 LIS 通信设置完全一致。

（1）工作模式。一台（A机）处于正常工作模式，配置为自动启动模式，当操作系统启动时，通信程序自动启动。另一台（B机）处于备用模式，设置为手动启动模式，当操作系统启动后，通过手动运行通信程序，仅当A机无法启动时，才进行手工启动。

（2）故障恢复。一旦 A机因为某种故障无法正常运行时，手动启动B机上的通讯程序，因为仪器的串口线连接到串口服务器上，所以当A机发生故障时，并不影响仪器实验数据的传输，而当B机上的通信程序启动以后，会自动连接串口服务器，并把仪器数据上传至 LIS。这样，工作人员仅需判断A机故障，并手工启动B机通信程序，业务则自动恢复。在B机运行期间，尽快联系 IT 支持，将 A 机进行恢复，当 A 机恢复以后，仍恢复到原始的工作模式，A机为正常工作模式，B机为备用模式。

3 新旧通信模式应用对比（表1）

表1 检验仪器数据通信新旧模式对比

4 结束语

我院自从采用了接口服务器的通信方式后，仪器设备信息的通信一直保持畅通状态。当然，仪器通信程序的安全及稳定运行，不仅仅是一套恢复程序就能完全解决的，还需要对仪器设备、计算机网络等进行管理，如定期检查设备状态、网络环境等。只有从多方面加强建设和管理，每一点都落实到位，才能保证业务的连续性，减少系统隐患。

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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，高级工程师。

刘道践，博士研究生，中国科技情报学会竞争情报分会理事，全军卫生信息学专业会员会会员。

作者邮箱：zhouyx6@sina．com