本發(fā)明涉及智能藥箱領(lǐng)域，特別是涉及一種基于智能藥箱的藥品信息預(yù)警系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著人們健康意識(shí)的逐步提高，實(shí)現(xiàn)疾?。ㄓ绕涫切呐K病、高血壓、糖尿病等）自我防治手段之一的智能藥箱也獲得逐步發(fā)展。目前智能藥箱的研發(fā)多數(shù)集中在藥箱存儲(chǔ)格局、藥箱溫濕度控制等方面，而缺少對(duì)智能藥箱藥品信息預(yù)警的研發(fā)，尤其缺少對(duì)藥品庫(kù)存預(yù)警、藥品效期預(yù)警、用藥時(shí)間預(yù)警的研發(fā)。

現(xiàn)有智能藥箱存儲(chǔ)藥品存在一些不合理的問(wèn)題：智能藥箱存儲(chǔ)藥物短缺時(shí)，因無(wú)法及時(shí)有效地預(yù)警導(dǎo)致各種危害身體健康的風(fēng)險(xiǎn)；智能藥箱存儲(chǔ)藥物積壓時(shí)，因無(wú)法及時(shí)有效地預(yù)警導(dǎo)致資源浪費(fèi)。

現(xiàn)有智能藥箱缺少對(duì)藥品效期的預(yù)警，不僅使人們由于粗心或者遺忘導(dǎo)致誤服過(guò)期藥品帶來(lái)各種危害身體健康的風(fēng)險(xiǎn)，而且還會(huì)造成資源浪費(fèi)甚至環(huán)境污染。

現(xiàn)有智能藥箱對(duì)用藥時(shí)間的提醒多數(shù)采用蜂鳴器的技術(shù)方案，一定程度上起到了預(yù)警的效果，但用藥者尤其是老年人在關(guān)閉蜂鳴器后仍然會(huì)忘記服藥，導(dǎo)致各種危害身體健康的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)也不利于家人對(duì)用藥者尤其是老年人服藥情況的了解。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

基于智能藥箱的藥品信息預(yù)警系統(tǒng)，包括智能藥箱終端數(shù)據(jù)發(fā)送模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)挖掘分析模塊、藥品知識(shí)庫(kù)模塊、業(yè)務(wù)模塊（包括藥品庫(kù)存預(yù)警模塊、藥品效期預(yù)警模塊、用藥時(shí)間提醒模塊）；

智能藥箱終端數(shù)據(jù)發(fā)送模塊發(fā)送藥品信息、藥箱信息、用戶操作信息等到數(shù)據(jù)采集模塊；

數(shù)據(jù)采集模塊，基于智能藥箱的地理位置，更加精準(zhǔn)有效的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的定向傳輸、實(shí)時(shí)傳輸，同時(shí)采集智能藥箱或者其他終端發(fā)送過(guò)來(lái)的家庭用戶信息和藥品庫(kù)存信息、藥品效期信息、用藥時(shí)間的數(shù)據(jù)，儲(chǔ)存到分布式的數(shù)據(jù)庫(kù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)備份和數(shù)據(jù)有效性的過(guò)濾；

數(shù)據(jù)挖掘分析模塊，以云計(jì)算平臺(tái)作為支撐，大數(shù)據(jù)分析為手段。通過(guò)云計(jì)算平臺(tái)，云計(jì)算平臺(tái)結(jié)合虛擬化結(jié)構(gòu)與云計(jì)算技術(shù)等來(lái)實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)分析。對(duì)終端傳輸過(guò)來(lái)的海量數(shù)據(jù)過(guò)濾后，進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘和分析，獲得用戶行為和藥品使用情況的特征值數(shù)據(jù)、用戶的藥箱終端存藥上下限數(shù)據(jù)、知識(shí)庫(kù)的藥品信息數(shù)據(jù)；

藥品知識(shí)庫(kù)模塊，是分類存儲(chǔ)的藥品種類、生產(chǎn)廠家、藥效、注意事項(xiàng)等信息的數(shù)據(jù)知識(shí)庫(kù)，可根據(jù)數(shù)據(jù)采集模塊采集的數(shù)據(jù)，獲取最新的藥品信息，并通過(guò)各種方式完善新增藥品的各項(xiàng)屬性。除了為預(yù)警分析提供專業(yè)數(shù)據(jù)支持以外，還可以供患者查詢，通過(guò)藥箱終端或者其他終端，比如手機(jī)、平板、電腦，方便患者更全面的了解和掌握藥品的藥效和對(duì)應(yīng)癥狀、服用方法等，亦可為鑒別藥品真?zhèn)翁峁椭?/p>

藥品庫(kù)存預(yù)警模塊，是根據(jù)藥箱使用者和所有藥品的歷史用藥記錄進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘分析，得到終端藥箱設(shè)備當(dāng)前所存儲(chǔ)藥品的上下限值。當(dāng)存藥量超出上下限范圍，實(shí)時(shí)進(jìn)行預(yù)警，減少患者因?yàn)樗幤范倘睂?dǎo)致的各種危害身體健康的風(fēng)險(xiǎn)以及因?yàn)樗幬锓e壓導(dǎo)致的資源浪費(fèi)；

藥品效期預(yù)警模塊，是對(duì)實(shí)時(shí)同步到分布式數(shù)據(jù)庫(kù)的藥箱存儲(chǔ)藥品數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘分析，提取不同藥品的生產(chǎn)日期和有效期、生產(chǎn)廠家，結(jié)合藥品知識(shí)庫(kù)、云計(jì)算平臺(tái)計(jì)算出差異化的回收期值，在有效期之前，進(jìn)行藥品即將過(guò)期的預(yù)警和回收，既防止了患者因?yàn)榇中幕蛘哌z忘導(dǎo)致的過(guò)期藥品誤服的危險(xiǎn)，又能合理的回收資源，保護(hù)環(huán)境；

用藥時(shí)間提醒模塊，可以根據(jù)歷史用藥時(shí)間數(shù)據(jù)分析出合理恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間值，通過(guò)各種途徑和方式提醒用藥者或者其家人，或者在藥箱終端自行設(shè)置，或者其他更便捷的方式，如手機(jī)等，可隨時(shí)隨地查詢用藥時(shí)間，并結(jié)合數(shù)據(jù)采集模塊采集的藥箱開(kāi)啟信息，確定是否重復(fù)提醒。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單介紹。下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明的功能模塊結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例的流程圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)架構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式做詳細(xì)地說(shuō)明。

在以下描述中闡述了具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以多種不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣。因此本發(fā)明不受下面公開(kāi)的具體實(shí)施方式的限制。

本發(fā)明利用云計(jì)算平臺(tái)，包括：采集端、中間層、分析端和推送端，各部分協(xié)同高效工作。不同于過(guò)去單機(jī)、局域網(wǎng)、服務(wù)器模式，更能適應(yīng)全球化、大數(shù)據(jù)的需要。采集端負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集，中間層進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，分析端進(jìn)行大數(shù)據(jù)的分析，推送端實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)需求。

參考圖2對(duì)于采集端，采用soa架構(gòu)，針對(duì)不同數(shù)據(jù)的采集和不同的采集頻率，定義不同的接口，啟動(dòng)不同的服務(wù)，當(dāng)藥箱狀態(tài)數(shù)據(jù)采集接口為了滿足業(yè)務(wù)需要或者藥箱升級(jí)時(shí)，必須變更接口，這時(shí)只需要依次更新對(duì)應(yīng)的接口服務(wù)，并不會(huì)影響其他接口服務(wù)的使用。通訊協(xié)議采用傳統(tǒng)的http，敏感數(shù)據(jù)接口采用https，針對(duì)帶有敏感數(shù)據(jù)的接口，本系統(tǒng)還將采用aes加密，保證數(shù)據(jù)不會(huì)被竊取和篡改。在系統(tǒng)成長(zhǎng)過(guò)程中，最終勢(shì)必將面臨大量、高并發(fā)的請(qǐng)求，會(huì)發(fā)生在不同地區(qū)、不同時(shí)段，針對(duì)這種情況，系統(tǒng)選擇nginx反向代理作為負(fù)載均衡，在一臺(tái)高帶寬的服務(wù)器ecs上部署nginx，在配置文件中配置代理到其他ecs上，上面部署有一個(gè)或者多個(gè)tomcat服務(wù)，提供相同或者不同的接口服務(wù)，當(dāng)更新接口或者ecs宕機(jī)時(shí)，不會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

參考圖2對(duì)于中間層，采用社區(qū)版開(kāi)源的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)mysql和現(xiàn)在比較成熟的非關(guān)系型數(shù)據(jù)mongodb相結(jié)合的方式，根據(jù)不同的業(yè)務(wù)需求，針對(duì)mysql和mongodb各自的特點(diǎn)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，發(fā)揮其特點(diǎn)，協(xié)作完成對(duì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和查詢。在數(shù)據(jù)安全方面，采用集群、主從同步、分區(qū)分片來(lái)保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)讀寫(xiě)和云服務(wù)的正常運(yùn)行。

進(jìn)一步地，針對(duì)mysql和mongodb的使用，根據(jù)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的不同，系統(tǒng)將藥箱終端的狀態(tài)記錄等這種固定間隔、時(shí)間連續(xù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在mongodb，mongodb作為非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)于大數(shù)據(jù)量、高并發(fā)、弱事務(wù)的應(yīng)用，可以應(yīng)對(duì)自如，mongodb內(nèi)置的水平擴(kuò)展機(jī)制提供了從百萬(wàn)到十億級(jí)別的數(shù)據(jù)量處理能力，完全可以滿足本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求。mysql中則存儲(chǔ)經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)挖掘分析之后的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，作為一個(gè)成熟的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，其擁有管理、檢查、優(yōu)化數(shù)據(jù)庫(kù)操作的管理工具，開(kāi)源免費(fèi)，社區(qū)活躍，更可以根據(jù)業(yè)務(wù)需要，進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。具體地系統(tǒng)采用innodb事務(wù)型的mysql5.6版本，支持acid事務(wù)，支持行級(jí)鎖定，能高效、安全地保證數(shù)據(jù)的一致性。

進(jìn)一步地，mysql的搭建采用主從、集群、讀寫(xiě)分離的模式，每個(gè)主數(shù)據(jù)庫(kù)配備多個(gè)從數(shù)據(jù)庫(kù)，防止斷電、意外、不可抗拒等因素導(dǎo)致的問(wèn)題，導(dǎo)致單個(gè)或者多個(gè)機(jī)器出現(xiàn)問(wèn)題，可以快速自動(dòng)的切換到其他數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。主從數(shù)據(jù)庫(kù)采用mysql自帶的master、slaver模式，mongodb也采用自帶的matser/slave模式，進(jìn)行數(shù)據(jù)的同步，業(yè)務(wù)模塊只在從庫(kù)讀取數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集服務(wù)連接主庫(kù)，進(jìn)行實(shí)時(shí)寫(xiě)入數(shù)據(jù)。業(yè)務(wù)模塊包括藥品庫(kù)存預(yù)警模塊、藥品效期預(yù)警模塊、用藥時(shí)間提醒模塊。

進(jìn)一步地，集群實(shí)現(xiàn)方式如下，在mongodb上，系統(tǒng)采用mongodb自帶的分片sharding功能，針對(duì)數(shù)據(jù)的分配，mongodb自動(dòng)維護(hù)數(shù)據(jù)在不同服務(wù)器之間的均衡，只需要把分片的機(jī)器加入到mongodb的集群當(dāng)中，mongodb會(huì)確保新加入的機(jī)器分得均等的數(shù)據(jù)，總得來(lái)說(shuō)，mongodb擁有以下特點(diǎn)：不可見(jiàn)，自動(dòng)路由分配數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；能保證集群總是可讀寫(xiě)；易于擴(kuò)展。以上特點(diǎn)很適合本系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)存儲(chǔ)。安全上，mongodb提供了三種replication方式，matser/matser,matser/slave，replicasets，本系統(tǒng)采用matser/slave，來(lái)保證數(shù)據(jù)的一致性，避免單點(diǎn)故障的發(fā)生。在mysql上，系統(tǒng)采用成熟的開(kāi)源的mysql分布式中間件cobar，cobar支持將一張表水平拆分成多份分別放入不同的庫(kù)來(lái)實(shí)現(xiàn)表的水平拆分，cobar也支持將不同的表放入不同的庫(kù)，具體地，用戶行為和藥品使用情況的特征值數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)表、用戶的藥箱終端的存藥上下限數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)表、知識(shí)庫(kù)的藥品信息數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)表分別放在不同的數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)例，每張業(yè)務(wù)表對(duì)應(yīng)的歷史數(shù)據(jù)和最新數(shù)據(jù)放在不同的數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)例。cobar的主備切換有兩種觸發(fā)方式，一種是用戶手動(dòng)觸發(fā)，一種是cobar的心跳語(yǔ)句檢測(cè)到異常后自動(dòng)觸發(fā)。那么，當(dāng)心跳檢測(cè)到主機(jī)異常，切換到備機(jī)，如果主機(jī)恢復(fù)了，需要用戶手動(dòng)切回主機(jī)工作，cobar不會(huì)在主機(jī)恢復(fù)時(shí)自動(dòng)切換回主機(jī)，除非備機(jī)的心跳也返回異常，針對(duì)這個(gè)缺點(diǎn)，業(yè)務(wù)應(yīng)用程序會(huì)在主機(jī)宕機(jī)時(shí)，開(kāi)啟監(jiān)聽(tīng)，當(dāng)主機(jī)恢復(fù)時(shí)，通知cobar切換回主機(jī)，系統(tǒng)會(huì)在業(yè)務(wù)應(yīng)用層面做處理，改善cobar主機(jī)恢復(fù)不會(huì)自動(dòng)切換回主機(jī)的問(wèn)題。

保證了數(shù)據(jù)的安全和完整之后，參考圖2，分析端是對(duì)數(shù)據(jù)的分析和挖掘，從大量的數(shù)據(jù)中通過(guò)算法搜索隱藏于其中的信息的過(guò)程是非常復(fù)雜耗時(shí)耗力的，需要通過(guò)統(tǒng)計(jì)、在線分析處理、情報(bào)檢索、機(jī)器學(xué)習(xí)、專家系統(tǒng)（依靠過(guò)去的經(jīng)驗(yàn)法則）和模式識(shí)別等諸多方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，具體使用hadoop和spark技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

進(jìn)一步地，hadoop的框架最核心的設(shè)計(jì)就是：hdfs和mapreduce。hdfs為海量的數(shù)據(jù)提供了存儲(chǔ)，mapreduce為海量的數(shù)據(jù)提供了計(jì)算。本系統(tǒng)部分采用mapreduce，使用google的數(shù)據(jù)中心模式，利用廉價(jià)的linuxpc機(jī)組成集群，具體是，可以將大多數(shù)分布式運(yùn)算抽象為mapreduce操作。map是把輸入input分解成中間的key/value對(duì)，reduce把key/value合成最終輸出output，這兩個(gè)函數(shù)由程序員提供給系統(tǒng)，下層設(shè)施把map和reduce操作分布在集群上運(yùn)行，并把結(jié)果存儲(chǔ)在gfs上。這中間，本系統(tǒng)使用spark來(lái)替代hadoop的mapreduce，spark是ucberkeleyamplab所開(kāi)源的類hadoopmapreduce的通用并行框架，spark不同于mapreduce的是job中間輸出結(jié)果可以保存在內(nèi)存中，從而不再需要讀寫(xiě)hdfs，因此spark能更好地適用于數(shù)據(jù)挖掘與機(jī)器學(xué)習(xí)等需要迭代的mapreduce的算法。

進(jìn)一步地，在本系統(tǒng)中，機(jī)器學(xué)習(xí)具體用于對(duì)用戶行為和所處環(huán)境歷史信息的學(xué)習(xí)，即對(duì)用戶行為和所處環(huán)境歷史信息按不同的特征進(jìn)行分類，并按類別匯總統(tǒng)計(jì)共有特征的特征值，比對(duì)用戶行為的特征值與分類的特征值相似度，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶的藥箱終端的存藥上下限的預(yù)測(cè)，更準(zhǔn)確、高效、智能的進(jìn)行預(yù)警。

通過(guò)上述技術(shù)，本系統(tǒng)能從海量的數(shù)據(jù)中整理出有價(jià)值的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，為系統(tǒng)正確高效地對(duì)藥品庫(kù)存、藥品效期、用藥時(shí)間的預(yù)警提供有力的數(shù)據(jù)支撐，更能迅速準(zhǔn)確的擴(kuò)充藥品知識(shí)庫(kù)。關(guān)鍵數(shù)據(jù)，包括但不限于用戶行為和藥品使用情況的特征值數(shù)據(jù)、用戶的藥箱終端的存藥上下限數(shù)據(jù)、知識(shí)庫(kù)的藥品信息數(shù)據(jù)。

本系統(tǒng)以上述數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、分析為根本，來(lái)支撐藥品庫(kù)存預(yù)警、藥品效期預(yù)警、用藥時(shí)間提醒業(yè)務(wù)需求。預(yù)警要求很高的實(shí)時(shí)性和到達(dá)率，在這方面，針對(duì)不同的終端，系統(tǒng)采用不同的技術(shù)和通訊協(xié)議。

針對(duì)高效、實(shí)時(shí)的預(yù)警業(yè)務(wù)需求，傳統(tǒng)的建立終端和服務(wù)器之間的socket技術(shù)，面對(duì)大量終端，會(huì)出現(xiàn)socket數(shù)量不足、io吞吐量的瓶頸問(wèn)題，導(dǎo)致需要增加大量機(jī)器，這使得系統(tǒng)的資源和人力成本無(wú)休止的增長(zhǎng)，為后期維護(hù)和管理帶來(lái)很多麻煩和隱患。所以，參考圖2，推送端采用mqtt協(xié)議，mqtt是ibm針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)推出的一種輕量級(jí)協(xié)議，建立于tcp/ip層協(xié)議之上。其是物聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分，可能會(huì)成為物聯(lián)網(wǎng)的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。其具有qos，能夠緩沖消息，并通過(guò)重傳機(jī)制保證終端設(shè)備收到消息；其消息格式極其簡(jiǎn)化，最短是兩個(gè)字節(jié)；其提供訂閱和發(fā)布模式，可高效推送消息。mqtt有c/c++語(yǔ)言和java包實(shí)現(xiàn)，本系統(tǒng)采用java包實(shí)現(xiàn)，推送預(yù)警信息到智能藥箱。移動(dòng)端手機(jī)，則采用第三方成熟的推送服務(wù)。對(duì)于預(yù)警的通知方式，除了智能藥箱自帶的蜂鳴音或者音樂(lè)模塊播放音樂(lè)之外，本系統(tǒng)可對(duì)患者、患者家人或者關(guān)系密切的人，進(jìn)行手機(jī)app通知、短信通知、電話通知等，而且可以根據(jù)使用者意愿自行設(shè)置通知方式。

可以理解的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思做出其它各種相應(yīng)的改變與變形，而所有這些改變與變形都應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍。