软件设计医院监护系统详细设计报告

软软件件课课程程设设计计分分析析报报告告 题题 目：医院病人监护系统目：医院病人监护系统 学学 号号 姓姓 名名 班班 级级 指指 导导 教教 师师 院（系、所）院（系、所） 电子与信息工程电子与信息工程 组组 员员 填填 写写 时时 间间 2012.12.25 第一章第一章 软件需求说明书软件需求说明书 1 引言引言.4 1.1 编写目的.4 1.2 背景.4 1.3 定义.4 1.4 参考资料.4 2 任务概述任务概述.5 2.1 目标.5 2.2 用户的特点.5 2.3 假定和约束.5 3 需求规定需求规定.6 3.1 对功能的规定.6 3.2 对性能的规定.6 3.2.1精度.6 3.2.2时间特性要求.6 3.2.3灵活性.6 3.3 输人输出要求.7 3.4 数据管理能力要求.7 3.5 故障处理要求.7 3.6 其他专门要求.7 4 运行环境规定运行环境规定.7 4.1 设备.7 4.2 支持软件.8 4.3 接口.8 4.3.1 用户接口.8 4.3.2 外部接口.8 4.3.3 内部接口.8 4.4 控制.8 第二章第二章 软件概要说明书软件概要说明书 1 总体设计总体设计.9 1.1 需求规定.9 1.2 基本设计概念和处理流程.9 1.3 功能器求与程序的关系.11 1.4 人工处理过程.11 2 接口设计接口设计.11 3 系统数据结构设计系统数据结构设计.12 3.1 逻辑结构设计要点.12 3.2 物理结构设计要点.12 3.3 数据结构与程序的关系.12 4 系统出错处理设计系统出错处理设计.13 4.1 出错信息.13 4.2 补救措施.14 第三章第三章 软件详细设计说明书软件详细设计说明书 1 程序系统的结构程序系统的结构.14 2 病房监控系统病房监控系统设计说明设计说明.15 2.1 程序描述.15 2.2 程序界面.15 2.3 功能.16 2.4 性能.16 2.5 输人项.17 2.6 输出项.17 2.7 算法.18 2.8 流程逻辑.19 2.9 接口.21 2.10 存储分配.21 2.11 限制条件.21 2.12 测试计划.21 2.13 尚未解决的问题.23 3 监护器系统监护器系统设计说明设计说明.24 3.1 程序描述.24 3.2 程序界面.24 3.3 功能.24 3.4 性能.24 3.5 输人项.24 3.6 输出项.25 3.7 算法.25 3.8 流程逻辑.25 3.9 接口.26 3.10 存储分配.26 3.11 限制条件.26 3.12 测试计划.27 3.13 尚未解决的问题.28 4 补充补充说明说明进程之间的通信进程之间的通信.28 4.1 解释原因.28 4.2 原理.28 4.3 使用方法.29 第一章第一章 软件需求说明书软件需求说明书 1 1 引言引言 1.11.1 编写目的编写目的 医院是一个与百姓生命健康密切相关的重要机构，随着科技的告诉发展， 医院势必将会逐渐走向信息化与多元化，以方便医护人员更好的了解病人的情 况，并及时给病人提供治疗。本系统就是针对这方面的迫切需求而设计实现的。 此文档作为用户对即将开发的软件的功能要求，是软件设计和开发者的主要依 据。 1.21.2 背景背景 a项目名称：医院病人监护系统 b项目小组成员：华中科技大学电信 1002 班 说明： 在现代社会，病人管理通常要投入大量的人力资源，用于查房，看护等方 面，方便于医院随时获取病人病情，和处理病人应急情况。而本项目可以减少 这些不必要的人力资源输出，降低医院在此方面的经济投入。 1.31.3 定义定义 数据流图数据流图：它描绘信息流和数据从输入移动到输出的过程中所经受的变化。 系统框图系统框图：表示一个系统各部分和各环节之间关系的图示，它的作用在于能够 清晰地表达比较复杂的系统各部分之间的关系 IPOIPO 图图：指结构化设计中变换型结构的输入（Input） 、加工（Processing） 、输 出（Output） 。 数据字典数据字典：数据库中所有对象及其关系的信息集合。 需求：用户解决问题或达到目标所需的条件或功能；系统或系统部件要满足合 同、标准，规范或其它正式规定文档所需具有的条件或权能 1.41.4 参考资料参考资料 1蒋学锋、钟诚、许鸿川，软件工程，重庆大学出版社，1997年7月第一 版 2张海藩， 软件工程导论 ，清华大学出版社，1998 年 1 月第三版 3潘锦平、施小英、姚天昉， 软件系统开发技术 ，西安电子科技大学出版社， 1997 年 2 月修订版 4软件工程综合案例 清华大学出版社 5 郑莉 C+程序语言设计 清华大学出版社 6 严蔚敏 数据结构 清华大学出版社 7 孙钟秀 操作系统教程 高等教育出版社 2 任务概述任务概述 2.12.1 目标目标 本系统不仅要求能够监护系统要随时接受每个病人的生理信号(脉搏、体温、 血压、收缩压、舒张压等)，定时记录病人情况以形成患者日志，当某个病人的 生理信号超出规定的安全范围时向发出警告信息；还要求： (1)减少人力与管理费用； (2)提高信息准确度； (3)改进管理和服务； (4)建立高效的信息传输和服务平台，提高信息处理速度和利用率； (5)系统设计优良，界面设计精美、友好、快捷，人性化设计，后台管理功能强 大、效率高； (6)更简便、信息化程度更高的图书管理流程 2.2 用户的特点用户的特点 (1)最终用户是医院住院部的医务人员 (2)系统维护人员为计算机专业人员，熟悉数据库、操作系统、网络维护工作。 维护人员为间隔性用户。 2.3 假定和约束假定和约束 (1). 假定监测数据没有超出全范围则将监测数据写进病员日志等待查看 (2). 假如监测数据超出安全范围则进行启动自动报警装置并将检测结果写进 病员日志等待查看 估计开发该系统需硬件、外部设备（打印机一台、微机四台） ，花费 300 左 右，开发工作量需 4 个人月工作量，每人月工资 20 元，开发完成后维护费用每 年 600 元。 3 需求规定需求规定 3.13.1 对功能的规定对功能的规定（IPOIPO 图）图） 输入处理输出系统要求 用户名查询文档是否还有相关记录登录病人监护系统 病人编号通过随机函数由监护器产生随机数病人的各项生理信 息 安全范围监护器根据安全范围判断随机数大 小 警报 采样时间病房监控系统根据采样时间进行数 据采样 病人采样间隔 A.监护器要连接到 病房监控系统 B.病房监控系统可 以随时查询到病人 历史或实时数据 3.23.2 对性能的规定对性能的规定 3.2.13.2.1 精度精度 安全范围为十进数值，内部表示为浮点数。 输出数据:监护器到服务器传输过程的数据和输入数据的精度要求一样 LARGE_INTEGER nFrequency; / 如果支持高性能精度计数器，则使用其 初始化随机种子(微秒级) 3.2.23.2.2 时间特性要求时间特性要求 监护器输入的数据要及时进行安全判断并将结果和数据传入系统服务器， 服务器要实时显示正在被检测的病人生理参数并可将历史数据调出显示 3.2.33.2.3 灵活性灵活性 a操作方式上的变化：暂只支持手动输入方式； b运行环境的变化： 支持 Windows xp 操作系统，Vista 操作系统， Windows 7 操作系统等多种运行环境； c计划的变化或改进：未来将调试使模拟信号输出为数字信号并显示出来， 并增加防火墙以保障病人的数据安全。 3.33.3 输人输出要求输人输出要求 a.数据的输入和输出都采用十进数便于用户的观察和使用 b.输入数据和输出数据所对应的体能项一一对应 c.输入数据类型为 int 型和 char 型，输出数据为 long int 型、char 型和 string 等多种类型。 3.43.4 数据管理能力要求数据管理能力要求 a.每个服务器都有一个属于自己的数据库数据库中的每个表对应每个病人； b.每个服务器可以对每个病人建立单独的数据库表格； 3.53.5 故障处理要求故障处理要求 在开发阶段任何用户可以随即修改数据库里的相应内容导致信息泄露。本 软件可能产生的错误为数据库的错误信息，应有数据库管理员对数据库进行维 护；以及长时间使用可能导致系统崩溃。为了确保系统恢复的能力，数据库管 理员要定期对数据库进行备份并增加普通用户与超级用户方式保障信息安全。 3.63.6 其他专门要求其他专门要求 a.数据库的安全性、完整性要求：医院监护系统各项数据信息必须确保安 全性和完整性。 b.服务器端设置密码保护功能以确保数据的安全以防非法的数据删除； c.设置多个监护器保障系统的多用性与稳定性 4 4 运行环境规定运行环境规定 4.14.1 设备设备 a. 传感器，监护器，服务器，报警器 b. CPU 主频 1.0GHZ 及以上,内存至少 512mb c. 需联机且需经常备份;外存空间尽量大 d. 输入设备：键盘、鼠标 输出设备：显示器、打印机 4.24.2 支持软件支持软件 本软件可以由 Windows xp 操作系统，Vista 操作系统，Windows 7 操作系 统等多种操作系统控制软件的运行；用户注册登录后即可运行此程序。 4.34.3 接口接口 4.3.14.3.1 用户接口用户接口 本系统仅包含图形接口，用户可通过鼠标、菜单和对话框来完成对应程序 和文件的操作。 4.3.24.3.2 外部接口外部接口 本系统操作简单，外部接口仅包含鼠标、键盘与显示器。 4.3.34.3.3 内部接口内部接口 本程序包含两个系统病房监控系统与监护器系统，其通过 Sendmessage 函数利用 copydata 发送消息 4.44.4 控制控制 a.服务器的控制包括对数据库的管理和报警信号的处理，管理者为医务人员； b.中心控制机的数据来源是监护器所得到的数据 注释：注释： 数据字典数据字典 a.a.表名：病人基本信息表表名：病人基本信息表(PatientInfo)(PatientInfo) 名称类型长度说明功能备注 numint病人编号 namechar10病人姓名 sexchar10病人性别 ageint病人年龄 notechar100病人病情 countint病人日志号 listenint用二进制表示0：继续监 听 1：暂停监 听 病人监护状态 b.b.生理参数表（生理参数表（SignalTableSignalTable） 名称类型长度说明功能备注 degreeint温度 heartbeatint心跳 breathint呼吸 sapint收缩压 dapint舒张压 attentionint报警 c.c.生理信号安全范围表生理信号安全范围表(SaveValue)(SaveValue) 名称名称类型类型长度长度说明说明功能功能备注备注 minminintint 最小值最小值 maxmaxintint 最大值最大值 hourhourintint 采样时间（小时）采样时间（小时） minuteminuteintint 采样时间（分钟）采样时间（分钟） secondsecondintint 采样时间（秒）采样时间（秒） 第二章第二章 概要设计说明书概要设计说明书 1 总体设计总体设计 1.11.1 需求规定需求规定 医院计算机监护系统:监护系统要随时接受每个病人的生理信号(脉搏、体温、血压、 心电图等)，定时记录病人情况以形成患者日志，当某个病人的生理信号超出医生规定的安 全范围时发出警告信息. 1.21.2 基本设计概念和处理流程基本设计概念和处理流程 设计两个程序，其中主程序是病人管理系统，里面包含登录界面，添加病人的基本信息， 各项生理参数的范围，采样时间，修改、查询、删除病人与暂停/继续监护病人。另一个程 序为监护器，实时显示病人的各项生理参数。两个程序间利用 WM_copydata 来实现本地数 据通信，节约内存资源提高效率。 总系统流程图：总系统流程图： 开始 是否注册？ 人员登录 注册新用户 N 登录病人监护器 连接监护器 监护管理 数据分析 是否超出生理参数范围报警 情况处理数据更新 数据查询 病人日志操作 结束 Y Y N断开监护器 监护器流程图：监护器流程图： 开始 信息采样 信号处理 超出生理极限？报警 暂停监护更新病人日志 继续监护？ 停止监护 Y N Y N 数据流程图：数据流程图： 登录用户名 医院监护 系统 病人基本信息 注册登录 病人基本信息 安全范围 各项生理参数 输入： 监护器 病人日志 警报 实时数据 历史数据 判断超出 安全范围 输出： 1.31.3 功能器求与程序的关系功能器求与程序的关系 本条用一张如下的矩阵图说明各项功能需求的实现同各块程序的分配关系： 初始化数据设置 模块 监护器数据处理 模块 日志 查询模块 系统服务器及数 据处理模块 初始数据的设置 生理参数是否在 安全范围 向系统服务器提 交数据 存储数据 查看历史数据 发出报警信号 向中心监护器发 出监控请求 1.41.4 人工处理过程人工处理过程 a.采样间隔间隔时间由用户输入 b.生理信号安全范围需要用户输入 c.病人基本信息由用户输入 d.对病人信息操作时需要用户输入病人编号 2 2 接口设计接口设计 同软件需求说明书中的接口设计 3 3 结构设计结构设计 3.13.1 逻辑结构设计逻辑结构设计 1.“1.“生理信号生理信号”表格表格: : 生理信号、生理信号名称、备注 2.2. “病人信息病人信息”表格表格: : 病人编号、病人姓名、病人性别、病人备注 3.3. “患者日志患者日志”表格表格: : 病人编号、日期时间、生理参数、备注 4.4. “患者生理信号安全范围患者生理信号安全范围”表格表格: : 病人编号、生理参数、安全范围、报警按钮 3.23.2 物理结构设计物理结构设计 程序 IPO 图：（见需求分析） 3.33.3 数据结构与程序的关系数据结构与程序的关系 说明各个数据结构与访问这些数据结构的形式: 病人日志：病人日志： struct mystruct1 int count; /日志号 int num; /编号 int degree; /温度 int heartbeat; /心跳 int breath; /呼吸 int sap; /收缩压 int dap; /舒张压 SYSTEMTIME st; struct mystruct1 *next; /监护日志的下一个指针 struct mystruct1 *front; /监护日志的上一个指针 struct mystruct1 *second; /采样数据的下一个指针 struct mystruct1 *first; /采样数据的上一个指针 ; 病人信息及生理参数：病人信息及生理参数： struct mystruct2 int num; /编号 char name10; /姓名 char sex10; /性别 int age; /年龄 char note100; /病情 int listen; /监护状态 int attention; /报警 int maxdegree; /温度 int mindegree; int maxheartbeat; /心跳 int minheartbeat; int maxbreath; /呼吸 int minbreath; int maxsap; /收缩压 int minsap; int maxdap; /舒张压 int mindap; int hour; /监控时间 int minute; int second; struct mystruct1 * message; /监护信息头指针 struct mystruct1 * tail; /监护信息尾指针 struct mystruct2 * next; /下一节点 struct mystruct2 * front; /上一节点 ; 注册登录注册登录： struct mystruct3 /用户 char user30; /用户名 char key30; /密码 struct mystruct3 * next; struct mystruct3 * front; ; 4 系统出错处理设计系统出错处理设计 4.14.1 出错信息出错信息 由于系统功能相对简单并且使用本地通信传送数据，暂未发现有任何出错信息。 4.24.2 补救措施补救措施 暂无 第三章第三章 详细设计说明书详细设计说明书 1 程序系统的结构程序系统的结构 病人监护系统 打开监护器 打开监护器进程 监护器 修改病人消息，发 送消息控件给 l_list 添加病人 添加病人，发送消 息给控件l_list 修改病人信息 修改病人消息，发 消息给控件l_list 删除病人 删除病人，发消息 给控件l_list 查看病人日志 将病人的日志全部 显示 暂停监护 暂停监护，发送消 息l_list 继续监护 继续监护，发消息 给控件l_list 监护器 响应主进程消息，给每个 病人创建监护线程，显示 到m_list，并发消息给主 进程 L_list 主进程显示当前连 接病人的基本信 息，发生变化时发 送消息给监护器 N_list 主进程响应监护器 的消息，显示当前 连接病人的最新采 样信息 M_list 显示监护器中当前 每个病人的各个生 理参数历史值 list 2 2 病房监控系统设计说明病房监控系统设计说明 2.12.1 程序描述程序描述 该程序为主程序。接受由随机数产生的数据作为病人的各项生理信息，包 含三个子模块：数据连接、病人基本信息处理、以及暂停/继续监护。显示到 l_list 与 n_list 中。 2.22.2 程序界面程序界面 2.32.3 功能功能 子模块一：具有管理员注册登录并连接监护器以进行数据传输 子模块二：具有添加、删除、查看、修改病人信息的功能，并能修改各项生理 参数范围与病人基本信息，并根据病人实时生理参数是否超标产生警报。 子模块三： 暂停/继续监护，同时产生警报时会自动暂停监护。 2.42.4 性能性能 子模块一：能通过简单的登录系统对用户进行管理 子模块二：应能及时接收到监护器传送过来的信息并进行判断，并能及时将病 人信息传送到监护器，并能及时更新这些信息。 子模块三：能根据用户的意愿暂停或继续监护病人，当产生报警时监护器将停 止获取采样信息。 2.52.5 输入项输入项 功能名称类型 日志号countint 编号numint 体温degreeint 呼吸值breathint 收缩压sapint 舒张压dapint 姓名namechar 性别sexchar 年龄ageint 病情notechar 最大合理体温maxdegreeint 最小合理体温mindegreeint 最大合理心跳maxheartbeatint 最小合理心跳minheartbeatint 最大合理呼吸值maxbreathint 最小合理呼吸值minbreathint 最大合理收缩压maxsapint 最小合理收缩压minsapint 最大合理舒张压maxdapint 最小合理舒张压mindapint 是否报警标志attentionint hourint minuteint监控频率 secondint 2.62.6 输出项输出项 功能名称类型 编号numint 体温degreeint 呼吸值breathint 收缩压sapint 舒张压dapint 姓名namechar 性别sexchar 年龄ageint 病情notechar 监护状态listenint 2.72.7 算法算法 A.当多个线程访问一个独占性共享资源时,可以使用“临界区”对象。任一时刻 只有一个线程可以拥有临界区对象，拥有临界区的线程可以访问被保护起来的 资源或代码段，其他希望进入临界区的线程将被挂起等待，直到拥有临界区的 线程放弃临界区时为止，这样就保证了不会在同一时刻出现多个线程访问共享 资源。 因此选用 critical_section.Lock()与 critical_section. Unlock()语句。在 线程中调用该函数来使线程获得它所请求的临界区。如果此时没有其它线程占 有临界区对象，则调用 Lock()的线程获得临界区；否则，线程将被挂起，并放 入到一个系统队列中等待，直到当前拥有临界区的线程释放了临界区时为止； 访问临界区完毕后，使用 CCriticalSection 的成员函数 Unlock()来释放临界区 critical_section.Unlock(); 换言之，就是线程 A 执行到 critical_section.Lock();语 句时，如果其它线程(B)正在执行 critical_section.Lock();语句后且 critical_section. Unlock();语句前的语句时，线程 A 就会等待，直到线程 B 执行 完 critical_section. Unlock();语句，线程 A 才会继续执行。 B.设置 l_list 与 n_list 线程来分别指向主进程的病人信息与生理参数列表框。 C.两进程之间的通信使用 Sendmessage()函数发送 copydata 来实现数据传输。 详情见“4 进程间的通信” 。 D.BOOL CpatientDlg:OnCopyData(CWnd* pWnd, COPYDATASTRUCT* pCopyDataStruct) 接受监护器消息并更新 n_list E.设置监听位 listen 跟警报位 attention 来控制主进程与监护器暂停/继续监 护与报警功能。 F.顺序查找：按照病人节点顺序进行查找、添加、删除、修改等操作。 2.82.8 流程逻辑流程逻辑 开始 是否注册？ 人员登录 注册新用户 N 登录病人监护器 连接监护器 监护管理 数据分析 是否超出生理参数范围报警 情况处理数据更新 数据查询 病人日志操作 结束 Y Y N断开监护器 注册登录系统 是否注册注册新用户 登录进入主机房端 是否打开监护器弹出提示对话框 开始运行程序 Y N Y N 子模块一数据连接流图子模块一数据连接流图 子模块二响应病人信息框图子模块二响应病人信息框图 子模块三响应监护器框图子模块三响应监护器框图 2.92.9 接口接口 a.本模块分别