Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Trong bối cảnh của cuộc Cách mạng Công nghiệp 4.0, việc ứng dụng khoa học kỹ thuật số vào công tác y tế và bảo vệ sức khỏe con người ngày càng trở nên cấp thiết. Tại các cơ sở khám chữa bệnh, phương thức quản lý thủ công bộc lộ nhiều bất cập khi số lượng bệnh nhân tập trung đông đúc vào các khung giờ cao điểm dẫn đến tình trạng chen lấn, mất trật tự và khó kiểm soát. Bệnh nhân phải mất nhiều thời gian chờ đợi để cung cấp lại thông tin cá nhân và tiền sử bệnh lý; nhân viên y tế gặp khó khăn trong việc đối soát, dễ phát sinh sai sót trong cấp phát thuốc; đồng thời các bác sĩ thuộc nhiều chuyên khoa khác nhau khó theo dõi đồng bộ lộ trình điều trị của cùng một người bệnh. Nhằm khắc phục những hạn chế này, công nghệ nhận dạng đối tượng bằng sóng vô tuyến (RFID) được lựa chọn để tự động hóa quy trình nhận diện, đồng bộ hóa hồ sơ bệnh án và rút ngắn thời gian phản hồi. Đề tài kế thừa và phát triển từ các nghiên cứu ứng dụng RFID đi trước như đề tài quản lý sinh viên của tác giả Bùi Trung Kiên – Văn Hoàng Phương và đề tài quản lý bệnh nhân của tác giả Nguyễn Tài Tụ.
Mục tiêu nghiên cứu của đề tài là: Thiết kế và thi công hệ thống quản lý dữ liệu bệnh nhân bằng module RFID, hiển thị mã thẻ trên màn hình OLED; đồng thời xây dựng giao diện ứng dụng kết nối với phần cứng để thực hiện các chức năng truy vấn, chỉnh sửa và đồng bộ cơ sở dữ liệu bệnh nhân.
Nhiệm vụ nghiên cứu được phân chia thành 8 nội dung cụ thể:
- Nội dung 1: Tìm hiểu về vi điều khiển Arduino và module đọc thẻ RFID.
- Nội dung 2: Tìm hiểu hệ quản trị cơ sở dữ liệu MySQL.
- Nội dung 3: Thiết kế phần cứng đọc thẻ RFID.
- Nội dung 4: Xây dựng cơ sở dữ liệu quản lý bệnh nhân.
- Nội dung 5: Thiết kế giao diện truy vấn thông tin bệnh nhân.
- Nội dung 6: Thi công mô hình thực tế, chạy thử nghiệm và điều chỉnh hệ thống.
- Nội dung 7: Viết báo cáo thực hiện đồ án.
- Nội dung 8: Bảo vệ đề tài tốt nghiệp.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: Dữ liệu hồ sơ bệnh nhân (họ tên, ngày sinh, địa chỉ, giới tính, số điện thoại, mã bảo hiểm y tế, lịch sử khám, đơn thuốc, kết quả xét nghiệm), công nghệ nhận dạng sóng vô tuyến RFID tần số 13.56 MHz, bo mạch vi điều khiển Arduino Nano, hệ quản trị cơ sở dữ liệu MySQL và phần mềm giao diện người dùng.
- Phạm vi không gian: Ứng dụng triển khai nội bộ tại các phòng ban của bệnh viện thông qua mạng cục bộ (LAN).
- Phạm vi kỹ thuật: Hệ thống sử dụng đầu đọc RFID MFRC522 và thẻ thụ động Mifare chuẩn ISO/IEC 14443A hoạt động ở tần số cao HF (13.56 MHz) với khoảng cách nhận diện thực tế khoảng 3 cm; kích thước mô hình phần cứng đóng hộp đạt 95 x 85 x 53 mm.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Khung lý thuyết của đề tài tập trung vào công nghệ nhận dạng sóng vô tuyến RFID và các tiêu chuẩn truyền thông trong hệ thống nhúng:
- Công nghệ RFID: Hoạt động dựa trên nguyên lý truyền thông vô tuyến giữa đầu đọc (Reader) và thẻ (Tag). Sóng mang được phân thành ba dải tần chính gồm tần số thấp (LF: 30–300 kHz, điển hình 125–134 kHz), tần số cao (HF: 3–30 MHz, điển hình 13.56 MHz) và tần số siêu cao (UHF: 300 MHz–1 GHz). Hệ thống HF 13.56 MHz được chọn ứng dụng trong y tế do không gây can nhiễu đến các thiết bị y tế nhạy cảm. Thẻ RFID được phân loại theo nguồn năng lượng (thẻ thụ động Passive không dùng pin, thẻ chủ động Active có pin tích hợp, thẻ bán thụ động Semi-Passive) và theo khả năng ghi đọc (Read Only, WORM – Write Once Read Many, Read/Write).
- Chuẩn giao tiếp phần cứng: Chuẩn truyền thông nối tiếp đồng bộ tốc độ cao SPI (Serial Peripheral Interface) sử dụng 4 đường tín hiệu (SCK, MOSI, MISO, SS) để kết nối vi điều khiển với module RFID; chuẩn giao tiếp hai dây I2C (Inter-Integrated Circuit) gồm chân SCL và SDA để giao tiếp với màn hình hiển thị OLED; chuẩn UART (Universal Asynchronous Receiver-Transmitter) kết nối máy tính qua cổng nối tiếp ảo (Serial COM Port).
- Kiến trúc mạng LAN: Sử dụng giao thức Ethernet hoặc Wi-Fi kết nối theo các cấu trúc mạng cơ bản (Star, Bus, Ring) nhằm cho phép các máy tính trạm chia sẻ và đồng bộ tài nguyên cơ sở dữ liệu từ máy chủ trung tâm.
- Nền tảng phần mềm và quản trị dữ liệu: Hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ MySQL sử dụng ngôn ngữ truy vấn có cấu trúc SQL; phần mềm quản trị HeidiSQL hỗ trợ tạo bảng và phân quyền; môi trường phát triển Visual Studio (ngôn ngữ C# trên nền tảng .NET Framework và Windows Forms); môi trường lập trình nhúng Arduino IDE (ngôn ngữ C/C++ với hai hàm thực thi chuẩn
setup() và loop()).
Phương pháp nghiên cứu bao gồm:
- Phương pháp thiết kế kỹ thuật phần cứng: Tính toán mạch dao động thạch anh, thiết kế bộ lọc tương thích điện từ (EMC Filter), mạch phối hợp trở kháng (Matching Circuit) và mạch thu tín hiệu (Receiver Circuit) cho chip MFRC522.
- Phương pháp xây dựng phần mềm và cơ sở dữ liệu: Phân tích thực thể quan hệ, chuẩn hóa cấu trúc bảng dữ liệu, lập trình giao diện người dùng bằng C# Windows Forms và nhúng câu lệnh SQL để truy xuất dữ liệu từ cổng nối tiếp.
- Phương pháp thực nghiệm và kiểm thử: Chế tạo mạch in (PCB), lắp ráp mô hình hoàn chỉnh, kiểm thử khoảng cách đọc thẻ, đánh giá độ ổn định của giao tiếp cổng COM, kiểm tra chức năng phân quyền người dùng và kiểm thử khả năng giao tiếp đa máy trạm qua mạng LAN.
Nguồn dữ liệu của nghiên cứu là các mã định danh thẻ (UID) được đọc trực tiếp từ thẻ Mifare 13.56 MHz thông qua module phần cứng MFRC522 và cơ sở dữ liệu mẫu được xây dựng trên hệ thống MySQL lưu trữ hồ sơ bệnh án, toa thuốc cùng hình ảnh kết quả xét nghiệm.
Thiết kế và triển khai hệ thống kỹ thuật
Hệ thống được thiết kế theo cấu trúc module hóa gồm 6 khối chức năng chính: Khối đọc thẻ (MFRC522), Khối vi điều khiển (Arduino Nano), Khối hiển thị (OLED 0.96 inch), Khối thông báo (Buzzer và đèn LED), Khối nguồn (nguồn DC 5V) và Khối máy tính & cơ sở dữ liệu (MySQL).
| Khối chức năng |
Linh kiện / Công nghệ sử dụng |
Thông số / Vai trò kỹ thuật |
| Khối vi điều khiển |
Bo mạch Arduino Nano (ATmega328) |
Nguồn 5V, xung nhịp 16 MHz, 32 KB Flash, 2 KB SRAM, 1 KB EEPROM; điều khiển toàn bộ ngoại vi và truyền dữ liệu qua cổng COM. |
| Khối đọc thẻ RFID |
Module MFRC522 + Anten vi dải |
Tần số 13.56 MHz, điện áp cấp 3.3VDC, dòng 100 mA, giao tiếp SPI (tối đa 10 Mbit/s), đọc thẻ Mifare S50/S70. |
| Khối hiển thị |
Màn hình OLED 0.96 inch |
Độ phân giải 128x64 điểm ảnh, góc nhìn >160°, điện áp 3.3–5V, tiêu thụ 0.04W, chuẩn giao tiếp I2C. |
| Khối thông báo |
Đèn LED, còi Buzzer |
Phát tín hiệu âm thanh và ánh sáng báo trạng thái quét thẻ thành công hoặc lỗi. |
| Khối phần mềm máy tính |
Visual Studio 2019 (C# WinForms) |
Giao diện điều khiển, nhận dữ liệu qua cổng COM3, xử lý logic, phân quyền người dùng. |
| Khối cơ sở dữ liệu |
Hệ quản trị MySQL, HeidiSQL |
Lưu trữ tập trung 4 bảng dữ liệu, hỗ trợ kiểu dữ liệu chuỗi, số, ngày tháng và nhị phân lớn (BLOB). |
Trong thiết kế phần cứng, mạch thu phát RF của MFRC522 được cấu hình với thạch anh 27.12 MHz chia đôi tần số để tạo sóng mang 13.56 MHz. Bộ lọc EMC được tính toán với giá trị cuộn cảm $L_0 = 560\text{ nH}$, tần số cộng hưởng $f_{r0} = 14.5\text{ MHz}$ nhằm đảm bảo băng thông thu cho sóng mang phụ 848 kHz. Mạch phối hợp trở kháng Anten được hiệu chỉnh ở giá trị trở kháng $R_{match} \approx 40\ \Omega$ và dòng hoạt động $I_{TVDD} \approx 60\text{ mA}$. Mạch chia áp của đường thu RX sử dụng tụ chặn DC $C_{RX} = 1\text{ nF}$, $C_{VMID} = 100\text{ nF}$, điện trở $R_1 = 1\text{ k}\Omega$ để giữ điện áp ngõ vào $U_{RX} = 1\text{ V}_{pp}$.
Sơ đồ ghép nối dây giữa vi điều khiển Arduino Nano và các khối ngoại vi được thực hiện như sau:
| Chân Arduino Nano |
Chân linh kiện ngoại vi |
Chuẩn giao tiếp / Chức năng |
| D10 |
Chân SDA (CS) của MFRC522 |
Slave Select (kích hoạt mức thấp) |
| D13 |
Chân SCK của MFRC522 |
Serial Clock (SPI) |
| D11 |
Chân MOSI của MFRC522 |
Master Out Slave In (SPI) |
| D12 |
Chân MISO của MFRC522 |
Master In Slave Out (SPI) |
| D9 |
Chân RST của MFRC522 |
Reset module |
| 3V3 / GND |
Chân VCC / GND của MFRC522 |
Nguồn cấp 3.3VDC và mass |
| A4 |
Chân SDA của OLED 0.96 inch |
Serial Data (I2C) |
| A5 |
Chân SCL của OLED 0.96 inch |
Serial Clock (I2C) |
| 5V / GND |
Chân VCC / GND của OLED |
Nguồn cấp 5VDC và mass |
| D6, D7, D8 |
Chân điều khiển LED và Buzzer |
Ngõ ra tín hiệu thông báo |
Cơ sở dữ liệu của hệ thống được tổ chức thành 4 bảng liên kết:
- Bảng
Login: Quản lý tài khoản truy cập gồm các thuộc tính Username (Varchar), Password (Varchar) và Position (Varchar – lưu quyền Doctor hoặc Nurse).
- Bảng
Patient: Lưu trữ thông tin bệnh nhân gồm Rfid_tag (Char – Khóa chính), Full_name (Varchar), Birthday (Date), Address (Varchar), Phone_number (Varchar), Gender (Char), Number_insurent (Char), Picture (LongBLOB – lưu ảnh đại diện).
- Bảng
Prescription: Quản lý đơn thuốc gồm Prescription_number (Char – Khóa chính), Diagnose (Varchar), Doctor (Varchar), Day (Date), Type_medicine (Varchar), Tag_rfid (Char – Khóa ngoại tham chiếu đến Patient.Rfid_tag).
- Bảng
Test_results: Lưu kết quả xét nghiệm gồm test_number (Char – Khóa chính), dayTest (Date), typeTest (Char), type (Char – xét nghiệm thành phần hay hình ảnh), diagonsis (Char), Doctor (Varchar), Image_description (Varchar), conclude (Varchar), Picture_test (MediumBLOB – lưu hình ảnh xét nghiệm), Rfid_tag (Char – Khóa ngoại tham chiếu đến Patient.Rfid_tag).
Hệ thống triển khai cơ chế phân quyền trực tiếp trên giao diện:
- Tài khoản Bác sĩ (Doctor): Toàn quyền sử dụng tất cả tính năng, bao gồm tra cứu thông tin bệnh nhân, xem lịch sử khám bệnh, cấp đơn thuốc mới, thêm kết quả xét nghiệm và tải lên hình ảnh chẩn đoán.
- Tài khoản Y tá (Nurse): Chỉ được phép tra cứu thông tin cơ bản, xem lịch sử khám bệnh và xét nghiệm tổng quát; hệ thống tự động khóa/ẩn chức năng xem chi tiết đơn thuốc đã cấp và kết quả xét nghiệm chuyên sâu.
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Tổng quan
Chương này trình bày bối cảnh thực tiễn của cuộc Cách mạng Công nghiệp 4.0 thúc đẩy ứng dụng công nghệ số vào lĩnh vực y tế, nêu rõ thực trạng quá tải, chen lấn và sai sót hồ sơ tại các bệnh viện. Tác giả xác định mục tiêu thiết kế hệ thống đọc thẻ RFID hiển thị trên màn hình OLED và ứng dụng C# quản trị dữ liệu bệnh nhân; liệt kê 8 nội dung nghiên cứu thực hiện từ tháng 03/2020 đến tháng 09/2020; xác định các giới hạn kỹ thuật của mô hình (kích thước 95 x 85 x 53 mm, đọc thẻ Mifare tần số 13.56 MHz ở khoảng cách ~3 cm, sử dụng trong mạng nội bộ bệnh viện).
Chương 2: Cơ sở lý thuyết
Chương 2 cung cấp toàn bộ nền tảng lý thuyết và công nghệ của đề tài:
- Phân tích nguyên lý và dải tần số của hệ thống RFID (LF, HF, UHF), cấu tạo và cơ chế hoạt động của các loại thẻ (thụ động, chủ động, bán thụ động, thẻ chỉ đọc, thẻ WORM, thẻ đọc/ghi).
- Trình bày thông số kỹ thuật chi tiết của phần cứng: Bo mạch vi điều khiển Arduino Nano (chip ATmega328), module đọc thẻ RFID MFRC522, màn hình OLED 0.96 inch.
- Giải thích nguyên lý hoạt động của các chuẩn giao tiếp công nghiệp: Chuẩn SPI (4 dây), chuẩn I2C (2 dây), mạng cục bộ LAN (các mô hình liên kết Star, Bus, Ring).
- Giới thiệu các công cụ phần mềm: Môi trường lập trình Arduino IDE, hệ quản trị cơ sở dữ liệu MySQL, phần mềm quản trị HeidiSQL, ngôn ngữ truy vấn SQL và môi trường lập trình giao diện Visual Studio với C# Windows Forms.
Chương 3: Tính toán, thiết kế và thi công
Chương 3 là nội dung trọng tâm về mặt kỹ thuật:
- Thiết kế sơ đồ khối toàn hệ thống và giải thích chức năng chi tiết của 6 khối thành phần.
- Phân tích và tính toán mạch nguyên lý MFRC522: Mạch dao động thạch anh, bộ lọc EMC với các công thức xác định $L_0, C_0, f_{r0}$, mạch biến đổi trở kháng $Z_{tr}, R_{match}$ và mạch phân áp ngõ vào đường thu RX ($R_1, R_2$).
- Thiết lập sơ đồ nguyên lý toàn mạch và xây dựng lưu đồ giải thuật cho chương trình nhúng trên vi điều khiển Arduino.
- Thiết kế mô hình cơ sở dữ liệu quan hệ gồm 4 bảng (
Login, Patient, Prescription, Test_results), định nghĩa kiểu dữ liệu và mối quan hệ khóa chính – khóa ngoại qua trường Rfid_tag.
- Xây dựng lưu đồ giải thuật phần mềm Windows Forms C# và mô tả chi tiết chức năng của các form giao diện (đăng nhập, kiểm tra thẻ, hiển thị thông tin, đăng ký bệnh nhân mới, lịch sử khám bệnh, kê đơn thuốc, thêm kết quả xét nghiệm, bảng tra cứu và cập nhật đổi mã thẻ mới).
- Thi công mạch in PCB (mạch chính và mạch phụ), lắp ráp linh kiện, gia công hộp mô hình và đóng gói phần mềm.
Chương 4: Kết quả, nhận xét và đánh giá
Chương 4 công bố các kết quả thực nghiệm đạt được:
- Mô hình phần cứng hoàn chỉnh với kích thước thực tế, vị trí quẹt thẻ và kết quả hiển thị thông tin mã thẻ UID lên màn hình OLED 0.96 inch.
- Bộ giao diện phần mềm hoàn chỉnh chạy trên máy tính: Giao diện đăng nhập, trang chủ, kiểm tra thẻ, form hiển thị thông tin bệnh nhân, toa thuốc, kết quả xét nghiệm (hỗ trợ hiển thị ảnh), đăng ký bệnh nhân mới và tra cứu dữ liệu.
- Kết quả kiểm thử phân quyền người dùng giữa tài khoản Bác sĩ và Y tá.
- Hướng dẫn thiết lập mạng LAN: Hướng dẫn cấu hình địa chỉ IP tĩnh trên 2 máy tính trạm, cấu hình Hostname và câu lệnh SQL cấp quyền truy cập từ xa trên cơ sở dữ liệu MySQL để thực hiện chia sẻ dữ liệu bệnh nhân nội bộ.
- Đưa ra nhận xét, đánh giá về tính ổn định của việc đọc thẻ, tốc độ phản hồi của phần mềm và độ chính xác trong truy xuất dữ liệu.
Chương 5: Kết luận và hướng phát triển
Chương 5 tóm tắt các kết quả nghiên cứu đã đạt được so với nhiệm vụ ban đầu: Hoàn thành thiết kế phần cứng đọc thẻ RFID, hiển thị mã thẻ trên OLED và xây dựng phần mềm quản lý dữ liệu bệnh nhân đa chức năng trên máy tính. Tác giả đồng thời đề xuất các định hướng nghiên cứu tiếp theo để hoàn thiện hệ thống.
Kết quả và đóng góp
Nghiên cứu đã đạt được các kết quả cụ thể sau:
- Chế tạo hoàn chỉnh mô hình thiết bị phần cứng nhỏ gọn kích thước 95 x 85 x 53 mm, tích hợp Arduino Nano, module MFRC522, màn hình OLED 0.96 inch, LED và còi Buzzer; hệ thống hoạt động ổn định ở điện áp 5VDC, nhận diện chính xác thẻ Mifare 13.56 MHz ở khoảng cách xấp xỉ 3 cm (tối đa 5–6 cm theo đặc tính linh kiện).
- Xây dựng hoàn chỉnh cơ sở dữ liệu trên MySQL gồm 4 bảng dữ liệu liên kết chuẩn hóa, hỗ trợ lưu trữ toàn diện hồ sơ bệnh nhân, lịch sử khám, đơn thuốc và ảnh xét nghiệm nhị phân (BLOB).
- Phát triển thành công phần mềm giao diện người dùng bằng C# Windows Forms trên Visual Studio, kết nối cổng nối tiếp COM3 với phần cứng, thực hiện tự động phân luồng xử lý: Nếu là thẻ cũ, tự động truy xuất toàn bộ hồ sơ bệnh án; nếu là thẻ mới, tự động điều hướng sang form đăng ký bệnh nhân mới.
- Thiết lập cơ chế bảo mật và phân quyền rõ ràng giữa Bác sĩ (toàn quyền xem, kê toa, thêm xét nghiệm) và Y tá (chỉ xem thông tin cơ bản và lịch sử khám, hạn chế xem đơn thuốc/xét nghiệm).
- Xây dựng tính năng đổi mã thẻ mới giúp khắc phục tình trạng bệnh nhân bị mất thẻ mà vẫn giữ nguyên vẹn toàn bộ hồ sơ bệnh án đã lưu trước đó.
- Triển khai thành công mô hình chia sẻ dữ liệu đa máy trạm qua mạng cục bộ LAN, cấu hình IP tĩnh và phân quyền MySQL cho phép 2 máy tính đồng thời truy cập, cập nhật và truy xuất dữ liệu bệnh nhân theo thời gian thực.
Về giải pháp và đóng góp khoa học – kỹ thuật, đề tài đã đề xuất giải pháp số hóa toàn diện quy trình tiếp nhận và quản lý hồ sơ bệnh nhân tại bệnh viện bằng thẻ RFID cá nhân hóa, thay thế cho sổ khám bệnh truyền thống. Công trình cung cấp một tài liệu thiết kế kỹ thuật hoàn chỉnh từ khâu tính toán phối hợp trở kháng mạch cao tần RF phần cứng đến khâu xây dựng hệ thống phần mềm quản lý và kết nối mạng nội bộ.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Hạn chế của đề tài (dựa trên phạm vi kỹ thuật được công bố trong văn bản):
- Khoảng cách đọc thẻ còn ngắn (chỉ đạt khoảng 3 cm do sử dụng thẻ thụ động và module MFRC522 công suất thấp).
- Thẻ RFID thụ động hoạt động tại tần số 13.56 MHz dễ bị suy giảm tín hiệu hoặc nhiễu sóng trong môi trường có nhiều kim loại hoặc chất lỏng.
- Hệ thống mới chỉ thử nghiệm trong phạm vi mô hình mạng LAN nội bộ giữa 2 máy tính, chưa triển khai thử nghiệm trên quy mô mạng diện rộng của toàn bộ bệnh viện hoặc môi trường điện toán đám mây.
- Mức độ bảo mật trên thẻ mới dừng lại ở việc đọc mã định danh duy nhất (UID) của thẻ, chưa áp dụng các thuật toán mã hóa dữ liệu ghi trực tiếp vào các sector bộ nhớ của chip Mifare.
Hướng nghiên cứu và phát triển tiếp theo được tác giả nêu ra:
- Nâng cấp phần cứng đầu đọc RFID công suất lớn hơn hoặc tích hợp công nghệ RFID UHF để tăng khoảng cách và tốc độ nhận diện thẻ.
- Nghiên cứu tích hợp hệ thống quản lý RFID vào Hệ thống Thông tin Bệnh viện tổng thể (HIS – Hospital Information System).
- Mở rộng ứng dụng trên nền tảng Web và ứng dụng di động để bệnh nhân và bác sĩ có thể theo dõi thông tin từ xa qua Internet.
- Tăng cường các giải pháp mã hóa dữ liệu trên thẻ RFID và bảo mật đa tầng cho hệ thống cơ sở dữ liệu trung tâm.
Giá trị tham khảo
Đề tài là tài liệu tham khảo hữu ích cho sinh viên các ngành Kỹ thuật Y sinh, Kỹ thuật Điện tử – Viễn thông, Kỹ thuật Máy tính, Công nghệ Thông tin và Cơ điện tử khi thực hiện các đồ án môn học, đồ án tốt nghiệp về hệ thống nhúng, nhận dạng vô tuyến và ứng dụng công nghệ thông tin trong y tế.
Các nội dung có giá trị tham khảo chuyên sâu bao gồm:
- Phương pháp tính toán và thiết kế mạch cao tần RF cho chip MFRC522, bao gồm tính toán bộ lọc EMC ($L_0, C_0$), mạch biến đổi trở kháng Anten ($R_{match}, Z_{tr}$) và mạch phân áp đường thu tín hiệu tại Chương 3.
- Sơ đồ nguyên lý ghép nối giữa vi điều khiển Arduino với các module ngoại vi chuẩn SPI (MFRC522) và chuẩn I2C (màn hình OLED).
- Cấu trúc thiết kế cơ sở dữ liệu quan hệ MySQL chuẩn hóa cho bài toán quản lý bệnh viện và phương pháp lưu trữ dữ liệu hình ảnh dạng BLOB.
- Kỹ thuật lập trình giao diện Windows Forms bằng C#, xử lý luồng dữ liệu cổng nối tiếp (Serial Port) và xây dựng bộ cài đặt ứng dụng.
- Quy trình thiết lập mạng LAN, gán IP tĩnh và cấu hình phân quyền MySQL Client-Server để vận hành hệ thống đa máy trạm.
Câu hỏi thường gặp
1. Phần cứng của hệ thống bao gồm những linh kiện chính nào và giao tiếp qua các chuẩn nào?
Hệ thống sử dụng bo mạch vi điều khiển Arduino Nano (chip ATmega328, xung nhịp 16 MHz), module đọc thẻ RFID MFRC522 (tần số 13.56 MHz, giao tiếp qua chuẩn SPI 4 dây), màn hình hiển thị OLED 0.96 inch 128x64 điểm ảnh (giao tiếp qua chuẩn I2C 2 dây SDA/SCL), còi Buzzer và đèn LED cảnh báo (kết nối qua các chân Digital D6, D7, D8). Bo mạch kết nối với máy tính qua cổng giao tiếp nối tiếp Serial COM3.
2. Cơ sở dữ liệu của hệ thống được tổ chức thành những bảng nào và khóa liên kết là gì?
Cơ sở dữ liệu MySQL của hệ thống gồm 4 bảng: Bảng Login (quản lý tài khoản đăng nhập), bảng Patient (quản lý thông tin cá nhân và ảnh bệnh nhân), bảng Prescription (quản lý đơn thuốc cấp phát) và bảng Test_results (quản lý thông tin và hình ảnh kết quả xét nghiệm). Khóa liên kết xuyên suốt giữa bảng thông tin bệnh nhân với bảng đơn thuốc và kết quả xét nghiệm là mã thẻ RFID (Rfid_tag).
3. Sự khác biệt về quyền hạn giữa tài khoản Bác sĩ và Y tá trong phần mềm là gì?
Khi đăng nhập với quyền Bác sĩ (Doctor), người dùng được toàn quyền thao tác trên toàn bộ hệ thống: Tra cứu bệnh nhân, xem lịch sử khám, cấp đơn thuốc mới, thêm kết quả xét nghiệm và tải lên ảnh xét nghiệm. Khi đăng nhập với quyền Y tá (Nurse), người dùng chỉ được xem thông tin cơ bản và lịch sử khám bệnh, không được cấp quyền xem chi tiết đơn thuốc và kết quả xét nghiệm của bệnh nhân.
4. Kích thước mô hình và khoảng cách nhận diện thẻ RFID thực tế đạt bao nhiêu?
Mô hình phần cứng hoàn thiện có kích thước đóng hộp là 95 x 85 x 53 mm. Module MFRC522 sử dụng tần số sóng mang 13.56 MHz, nhận diện thẻ Mifare thụ động trong phạm vi cự ly gần thực tế khoảng 3 cm (phạm vi hoạt động lý thuyết của module từ 0 đến 5–6 cm).
5. Hệ thống xử lý như thế nào trong trường hợp bệnh nhân bị mất thẻ RFID?
Phần mềm cung cấp chức năng "Cập nhật mã thẻ mới". Khi bệnh nhân mất thẻ, người quản trị sử dụng chức năng này để quét một thẻ RFID mới, sau đó phần mềm sẽ thực hiện cập nhật lại trường mã thẻ mới vào cơ sở dữ liệu mà vẫn giữ nguyên toàn bộ lịch sử bệnh án, đơn thuốc và kết quả xét nghiệm đã có trước đó.
Kết luận
Đồ án tốt nghiệp của tác giả Lê Ngọc Trường Ân và Lê Thị Lệ Trinh đã thiết kế và chế tạo thành công mô hình hệ thống quản lý dữ liệu bệnh nhân ứng dụng công nghệ RFID tần số 13.56 MHz kết hợp vi điều khiển Arduino Nano. Hệ thống tích hợp hoàn chỉnh giữa phần cứng đọc thẻ, màn hình hiển thị OLED với phần mềm ứng dụng C# Windows Forms và cơ sở dữ liệu MySQL, cho phép tự động hóa quy trình tra cứu hồ sơ, kê đơn thuốc và quản lý kết quả xét nghiệm. Giải pháp phân quyền chặt chẽ theo chức năng y tế và khả năng vận hành đồng bộ qua mạng LAN cục bộ mang lại giá trị thực tiễn cao trong việc nâng cao hiệu quả quản lý khám chữa bệnh tại các cơ sở y tế.
