基于體域網(wǎng)的醫(yī)療服務(wù)中間件系統(tǒng)設(shè)計.pdf

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1、旦應(yīng)用技術(shù)基于體域網(wǎng)的醫(yī)療服務(wù)中間件系統(tǒng)設(shè)計陸銳杰曾碧(廣東工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院)摘要：根據(jù)體域網(wǎng)的數(shù)據(jù)特點，以遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)護(hù)為目的，提出醫(yī)療服務(wù)中間件系統(tǒng)。設(shè)計一個透明、高效的消息處理中間件，并將消息中間件與服務(wù)器集群技術(shù)相結(jié)合，為遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)護(hù)搭建一個大數(shù)據(jù)監(jiān)測和分析處理平臺，對促進(jìn)大數(shù)據(jù)技術(shù)在遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)護(hù)中的應(yīng)用具有重要意義。關(guān)鍵詞：無線體域網(wǎng)；遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)護(hù)；中間件0引言務(wù)器與客戶端的通訊架構(gòu)和邏輯架構(gòu)，并以遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)護(hù)為目的，設(shè)計了一個透明、高效的消息處理器。隨著許多國家人口老齡化和醫(yī)療保健成本的不斷上升，當(dāng)前的醫(yī)療保健服務(wù)已經(jīng)無法滿足需求，醫(yī)1醫(yī)療服務(wù)中間件系統(tǒng)療保健服務(wù)的升級刻不

2、容緩Ⅲ。傳統(tǒng)的醫(yī)療保健系統(tǒng)一般WBAN的系統(tǒng)架構(gòu)主要由3部分構(gòu)成【5]：采用固定的醫(yī)療裝置和有線連接，不僅影響病人的日l、傳感器節(jié)點，分布在人體上或體內(nèi)，采集人體常生活，而且需要昂貴的醫(yī)療設(shè)備成本和維護(hù)成本。的各種體征信息，并將采集數(shù)據(jù)傳送到個人終端；此外，當(dāng)前的醫(yī)療保健系統(tǒng)還難以實現(xiàn)一些疾病的早21個人終端，接收各個傳感器節(jié)點傳來的數(shù)據(jù)，期預(yù)防和長期觀察。為此，一種新型的網(wǎng)絡(luò)一無線體進(jìn)行初步篩選和處理，并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成指定的格式打域網(wǎng)(wirelessbodyareanetwork，WBAN)被提出來包后發(fā)送到外部網(wǎng)絡(luò)；【2】o作為無線傳感網(wǎng)(wirelesssensornetwork

3、，WSN)3)外部網(wǎng)絡(luò)，負(fù)責(zé)接收個人終端發(fā)來的數(shù)據(jù)包，的一個重要組成部分，WBAN可給人們?nèi)粘Ｉ畹倪M(jìn)行解析、存儲，對個人數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并提供各種各個方面提供支持。特別在醫(yī)療保健領(lǐng)域，它可在任遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)，包括健康評價、緊急通報等。何時間、任何地點對人體的生理情況進(jìn)行持續(xù)、實時、本文提出的醫(yī)療服務(wù)中間件系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖1非接觸的監(jiān)測，為遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)護(hù)提供可能，顯著提高所示。與一般醫(yī)療服務(wù)系統(tǒng)的不同點在于：醫(yī)療服務(wù)醫(yī)療保健的質(zhì)量。中間件系統(tǒng)在收到個人終端發(fā)來的數(shù)據(jù)包后，對數(shù)據(jù)目前，已有很多學(xué)者提出軟件中間件的多種實現(xiàn)包進(jìn)行解析并對數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換；根據(jù)不同的數(shù)據(jù)內(nèi)容方式，但針對體域網(wǎng)數(shù)據(jù)特點的

4、不多。如Agusfinus投遞到不同的中心和服務(wù)。這樣既保證了各中心和服BorgyWaluyo等針對體域網(wǎng)的終端節(jié)點，設(shè)計一個多務(wù)的功能獨立性，又保證了數(shù)據(jù)傳遞的靈活性。傳感器并存、可插拔的中間件[3J；AbousharkhMaha客戶端與服務(wù)器的通信架構(gòu)如圖2所示?？蛻舳说仍O(shè)計一個面向服務(wù)的中間件架構(gòu)【4]等。這些研究側(cè)即個人終端，根據(jù)中間件服務(wù)器所提供的API，通過重于終端節(jié)點的功能和服務(wù)，較少涉及服務(wù)器平臺的網(wǎng)絡(luò)(WiFi、3G、4G、(RS等無線網(wǎng)絡(luò)及其他有線搭建。網(wǎng)絡(luò))，將數(shù)據(jù)包傳送到中間件服務(wù)器；中間件服務(wù)隨著人們的需求日益增長，服務(wù)器的負(fù)載將越來器對接收到的數(shù)據(jù)包進(jìn)行消息

5、處理、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等，然越沉重。因此，本文基于服務(wù)器對大規(guī)模數(shù)據(jù)的處理，后根據(jù)數(shù)據(jù)內(nèi)容的不同需求，投遞到不同的處理中心提出醫(yī)療服務(wù)中間件系統(tǒng)，給出系統(tǒng)的總體架構(gòu)、服／部門；信息中心根據(jù)自身部門的要求，分別處理從中基金項目：國家自然科學(xué)基金項目(項目編號61300107)2015年第36卷第3期自動化與信息工程19陸銳杰曾碧：基于體域網(wǎng)的醫(yī)療服務(wù)中間件系統(tǒng)設(shè)計明通信，同時大大簡化了體域網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)節(jié)，要的核心。消息處理器設(shè)計的好壞，直接影響整個系降低開發(fā)成本。統(tǒng)的性能。消息處理器的總體架構(gòu)圖如圖4所示。醫(yī)療服務(wù)中間件系統(tǒng)的關(guān)鍵點：1高性能，遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)護(hù)的特點決定了WBAN的個人終端，需

6、不斷地采集人體的體征信息，雖然個由人終端會對數(shù)據(jù)進(jìn)行初步的過濾篩選，但是數(shù)據(jù)量還由間間是很大。假設(shè)1個個人終端平均每秒采集并處理的數(shù)件件據(jù)量是l1(B，那么1天產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量就達(dá)86400kB。大量個人終端產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量對服務(wù)器的性能提出更高的要求。因此，單臺服務(wù)器能多線程處理多個個人終端的請求；整個服務(wù)器集群能提供良好的自動負(fù)載圖4消息處理器的總體架構(gòu)圖均衡功能。由圖4可知，終端應(yīng)用程序和服務(wù)器應(yīng)用程序間21透明性，個人終端以及信息中心只需根據(jù)自身的通信，通過消息中間件完成。當(dāng)終端應(yīng)用程序?qū)⑿璧男枨螅{(diào)用醫(yī)療服務(wù)中間件系統(tǒng)提供的API，便可要發(fā)送的消息交付給消息中間件后，消息中間件把消直

7、接、透明地進(jìn)行消息通信、數(shù)據(jù)交換，無需了解整息緩存到發(fā)送隊列中，由專門負(fù)責(zé)發(fā)送消息的線程，個信息傳遞的過程。根據(jù)消息描述符，將消息發(fā)送到服務(wù)器端。在服務(wù)器31可靠性，個人終端與服務(wù)器主要通過無線網(wǎng)絡(luò)端的消息中間件中，當(dāng)專門負(fù)責(zé)接收消息的線程接收通信，而無線網(wǎng)絡(luò)由于自身的原因，無法保證高可靠到新消息時，會將消息緩存到接收隊列中，并等待服的通信，對于遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，這是致命的。因此，務(wù)器的應(yīng)用程序提取消息，以進(jìn)行進(jìn)一步處理。同樣，醫(yī)療服務(wù)中間件系