基于云计算技术的药品冷链物流信息管理系统

技术与应用网络与信息化
Technology & Application 基于的药品冷链物流信息管理系统
云计算技术中国药科大学高等职业技术学院 刘丽莉
■ 1 引言
2 药品冷链系统实现目标
巨大。

为此，国家食品药品监督管息以及运输过程中的药品状态信理总局于2013年10月根据药品GSP一息，数据量更大。

云计算从本质上近几年，全国发生了多起药品百八十三条规定发布了冷藏、冷冻看是一个提供海量数据存储与计算医疗事故，尤其是在2010年发生的药品的储存与运输管理规定，并作能力的平台，将该行业信息管理平山西疫苗事件，由于疫苗在高温下为药品GSP的配套文件。

台与云计算结合在一起，使用云计曝露作业，直接导致很多接种对象医药冷链物流是一个提供温度算提供的计算能力、存储能力以及残疾甚至死亡。

冷链药品的质量控敏感药品运输的物流行业，行业本管理维护能力，是一个很好的选制，引起了全社会以及相关监管部身只关注产品的运输和质量保障，择。

在云计算平台上，中小规模的门普遍关注。

药品作为预防、治疗使用信息化的监控与管理系统有利医药冷链物流企业可以与大型企业和诊断人体疾病，保证人民群众身于业务的开展以及过程控制，但是同台竞技，企业由过去软硬件的购体健康的特殊商品，很多药品在运让医药冷链物流公司自己建立一个买者转变为计算机资源的服务对输过程中都有严格的温度要求，例信息管理平台，并进行日常维护，象，这样可以大大降低企业信息化如，疫苗类制品、注射针剂等。

除将会是公司的一个重要支出，而成本，以更快的速度提高医药冷链此之外，冷藏药品大多属于多批次且，每个公司都维护一个自己的数物流信息化水平，而且，企业可以少批量的发货形式，而每批次发往据中心，也是对资源的很大浪费。

根据需求合理调整购买云计算资源全国许多城市，每个城市又有多个随着医药冷链物流信息系统存储的的数量，不用被系统升级而困扰。

收货点。

为了保证药品的质量、减数据越来越多，系统需要更大的存在这个背景下，依托公共云计算平少运输损耗，冷链物流需要冷藏装储空间和数据处理能力，系统的扩台上构建信息系统显得非常迫切。

置，在运送过程、时间掌控、运输展和升级也会给医药冷链企业带来形态等方面要求更加严格，因此医很多麻烦。

以河南新乡地区的疫苗药冷链是一种物流成本所占成本比管理为例，该地区有122个乡镇、24 例非常高的特殊物流形式。

据中国使用云计算技术，能够给医药个街道办事处，假设每个乡镇拥有医药商业行业协会数据显示，我国冷链物流信息系统带来如下优势：
10个接种点，每个接种点至少要有冷藏药品销售额占我国医药流通企（1） 加速系统的开发和测一个冷藏设备，设备每隔10s 向监控业药品总销售额的7%-8%。

但是，试。

在系统开发之初，系统将来的中心发送一次疫苗状态信息，这样一些发达国家的冷藏药品约占医药运行环境是一个需要考虑的重要问一天下来，数据库将增加千万条以销售总额的25%，我国药品冷链物流题，快速获得系统的开发和测试环上的数据，加上上级节点的监控信
与此相比还有较大差距，潜在市场
境对系统的开发效率有很大影响，
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技术与应用
网络与信息化Technology & Application 云计算平台的服务可以为系统提供级，按照行政管理权限上级管理所用，系统总体架构如图2所示，主要所需的开发、测试以及运行环境，有下级部门，即管理下级所有冷冻由信息化基础设施、云数据中心、
从而加快了系统的开发和测试。

设备及存储的所有药规模化效应。

一个医药冷品，药品从市级节点链物流行业的私有云能够同时部署冷库配送到直属它的多个信息系统，规模化效应能够降县级节点，再从县级
低运营成本，云计算的虚拟化技术节点配送至其直属的
将存储、计算、网络等资源进行整乡级节点，每级节点合再分配，为多个系统提供存储和都配有冷库和冷藏运计算能力的同时，又保持了各个系输工具，对于较大批统的逻辑独立，确保系统的安全量药品或者运输路程性。

较远的运输任务使用按需付费、便于扩展。

云冷藏车，对于短距计算基础设施服务将资源以服务的离、小批量的药品运形式提供给用户，用户根据自己需输使用便携式冷藏要购买，在医药冷链物流信息系统箱。

药品在储藏、运
云服务支撑平台、应用服务和统一运行初期，可以购买少量的资源，输直到使用的整个过程中都处在医云服务信息门户组成。

随着系统规模的扩大和应用的推药冷链物流信息系统的管理之下，信息化基础设施。

通过云广，只需要购买更多的云计算资药品的实时状态通过网络发送至监计算的基础设施服务提供网络、存源，云计算平台能够自动、动态地控中心，如图1所示。

储、操作系统、中间件、WIFi、移将系统扩展到新的资源中。

动和物联网等配套设施。

便于管理和维护。

云计算云数据中心。

云数据中心的一个重要特点就是将计算机使用
在信息化基础设施的基础上，将系者承担的软硬件、网络、系统维护统数据存储、组织起来，为上层应等业务活动由云计算服务商承担。

用提供支撑，使用MongoDB 作为数云计算平台采用虚拟化技术管理基据库管理系统，医药冷链运输过程
础设施，具有数据备份策略和硬件的管理需要用到的地理信息数据也自动维护能力，减少了医药冷链物由该层提供。

流企业对系统的维护和管理支出。

云服务支撑平台。

系统使用微软Azure 平台，平台以底层基础设施为基础，为应用服务提供开根据上述的目标以及流程阐发、运行以及维护的环境。

医药冷链物流具有明显的地域述，医药冷链物流信息系统将信息应用服务。

应用服务是系特性，这里假设医药冷链物流单位采集终端的采集信息和其它业务数统具体功能在云服务支撑平台上的以地市级为管理范围，它的管理单据保存在MongoDB数据中，系统部实现，包括信息采集服务、仓库管元可以分为市级节点、县（区）级署在微软云计算平台Windows Azure 理服务、运输管理服务等。

系统使
节点、乡（镇）节点和接种点四
Platform 上，通过互联网供用户使
（2）（3）（1）（4）（2）（3）（4）4 药品冷链系统总体架构
3 药品冷链流程分析
图1 医药冷链物流药品流通过程
图2 医药冷链物流信息系统体系架构
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技术与应用网络与信息化
Technology & Application 用一些传感器进行信息采集，温度云平台对信息及时处理，并通析处理，将分析结果传递给系统预传感器实时采集温度信息，用来监过温湿控系统将温湿度数据自动传警模块，与预警模块中的设定值比递到监控中心。

报警装置根据预先较大小，系统判断是否报警。

控药品存储以及运输过程中的温度设置的温湿度限值触发报警装置，变化，保证药品的质量，GPS采集这三个环节的共同配合保证了完整药品运输过程的位置信息，方便运的温湿度检测系统的实现。

信息采输车辆的管理与调度，RFID能够在集终端主要由RFID模块、GPS模不开箱的情况下读取冷藏设备里面 6.1主从模式分布式数据库技术
块、温湿度感器模块、GPRS模块和的温度信息。

将这三个传感器模块云计算的目标是将大量普通计MCU组成，终端启动之后，温湿度集成，构成了医药冷链物流信息系算机通过虚拟化技术组织在一起，传感器定时采集温湿度信息，并添统的信息采集终端。

向用户提供计算、存储、网络等资加到RFID标签中，GPS模块负责采（5）统一云服务信息门户。

统源，云计算大规模集群的运行环境集位置信息。

一云服务信息门户可以看成是云计对数据库技术提出了新的要求，非在冷链物流温湿度实时监测算对外的接口，供应链中冷库、冷关系数据库可以解决该问题。

分布中，主要是通过携带温湿度传感器藏车的实时监控信息通过它保存到式数据库的主要任务是将数据分的RFID标签和RFID读写器配合完数据库中，物流企业内部和相关监割、分布到计算机集群上，使得数成。

置于RFID标签内部的温湿度传管部门通过该门户使用系统具体功据操作和存储量等负载均衡地分布感器，与RFID芯片组合，在进行药能。

于集群中，分割后的数据片在系统品信息录入的同时可以将传感器的
中保存多个副本，保证系统的可靠监测范围写入芯片，RFID标签粘贴性和负载均衡，分片管理需要在数到产品上之后，温湿度传感器开始医药冷链物流信息系统对疫苗据分片与数据节点之间建立映射关采集药品环境温湿度。

RFID标签采从生产、仓储、运输直到销售的全系，主从模式使用NameNode节点集的温湿度数据传递到药品运输载过程的温度、位置变化信息进行实作为分片管理节点，数据各副本以体上的RFID读写器中，再通过时化的监控管理，使用云平台中的Primary节点和Secondary节点区分。

GPRS等远程传输方式将温湿度数据信息采集终端来实现信息的采集，Google的GFS文件系统以及其开源信息传递给云平台主机监测系统，并记录到RFID标签内部储存芯片实现HDFS采用的就是主从模式架监测部门的工作人员就可以实现对中。

然后利用无线通信网络将终端构，主从模式的架构如图4所示。

冷链物流温度的远程实时监测。

采集到的数据实时传输到主机，并冷链温湿度数据实时分析和温
同时上传云至平台，如图3所示。

湿度异常预警是同时进行的。

传
感器采集到的超
限数据传回云平台主机控制系统
后，云平台主机系统应用数学软NameNode节点负责管理数据库所件及时对数据分
有的元数据，包括名字空间、访问
6 物流信息系统关键功能设计与实现
5 温湿度控制系统设计
图3 基于云计算的温湿度控制系统
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技术与应用
网络与信息化Technology & Application 控制、数据到存储位置的映射、物B/S模式，以Web应用的形式供用户StorageId与VaccineId查询到要操作理位置分布等信息，使用数据切分使用，系统采用Web开发中常用的的疫苗，然后修改集合的Quantity 和复制的方法，提高数据库的操作三层架构。

表现层是展现给用户的值。

效率，数据被复制存储在多个数据界面，业务逻辑层针对具体业务的状态监控。

状态监控是整节点上，其中一个是Primary节点，操作，对数据业务逻辑进行处理，个医药冷链物流信息系统的核心，其它是Secondary节点。

数据访问层的任务是直接操作数据在二维地图上显示所有车辆的位置主从模式下，用户向系统中写库，实现对数据库的增、删、改、信息，可以直观地观察疫苗运输过入数据的操作过程如图5所示。

用户查。

数据库使用MongoDB，MongoDB数程。

首先根据StorageId查询集合首先向NameNode节点询问存放数据库介于关系数据库与非关系数据Cart，再根据Cart集合中的DeviceId 据及其备份的所有数据节点的位库之间，具有丰富的功能和松散的属性查询Capture集合，得到最新的置，用户将数据发送到最近的数据数据结构，MongoDB支持的查询功温度和位置信息。

节点的内存中，该节点负责把数据能强大，可以实现关系数据库大部发送到其它的数据节点，然后用户分查询功能。

根据对医药冷链物流向Primary 节点发送写数据请求，信息系统的功能需求分析，系统需云计算是并行计算、分布式计Primary 节点决定数据在Secondary 要完成的主要工作包括：记录采集算以及网格计算等科学概念的商业节点上的存放位置并命令各个节点信息、冷库与运输工具管理、库存实现，用户可以对计算和存储资源把数据写入硬盘，最后Secondary 节管理和状态监控，在项目中创建相按需取用、按量付费，建立起基于点向Primary 节点汇报写操作完成情应Controller处理业务逻辑。

云计算的医药冷链物流信息系统减况，Primary 节点将结果回复给用（1）记录采集信息。

数据采集少了企业基础设施、运营和维护成户。

数据读取操作与写入操作类终端定期发送采集信息，系统接收本。

似，首先咨询NameNode 数据的存信息并写入集合Capture中。

首先创除此之外，医药冷链物流信息放地址，用户根据存放地址与数据建BsonDocument类文档doc，将采系统是一个软硬件结合的综合性系节点建立数据通道，在各节点中选集信息添加到doc中，然后将doc插统，在信息收集环节，使用信息采择距离近的节点，从中获取数据。

入到集合Capture中。

集终端，能够实时监控温度与位置
冷库与运输工具管理。

系变化信息，并将信息发送到监控中统中冷库与运输工具的管理情况类心，从而能够对药品的整个冷链过似，分别对Storage集合与Cart集合程进行实时监控，实现了药品的流进行增、删、改、查操作。

数据库通信息透明化管理，保障消费者安操作与写入Capture集合类似，将相全。

一旦发生药品质量安全事件，应属性添加到一个Storage实体类对可借助于系统的跟踪追溯功能，使象中，然后将对象插入Storage集合。

危害降到最低。

同时，通过温控系库存管理。

库存管理是管统的实时监控，根据实际使用需求理各个仓库内的疫苗存储情况，包开启，以达到节能的效果，节能效括疫苗的进库、出库和库存查询。

果可达到20%。

6.2系统功能及实现
库存管理涉及Storage集合与Cart集医药冷链物流信息系统采用
合，进出库的数据库操作是根据
（4）（2）（3） 7
物流信息系统应用效果
图5 主从模式写入操作执行过程97。