软件工程实验报告

软件工程实验报告

患者监护系统

学校：11学院 系别：数学系 专业：信息与计算科学 姓名：1233 班级：2班 学号：1488422 指导老师：崔冬华

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一、目的与任务

目的：软件工程课程设计是软件工程专业一个综合性的实践教学环节，其目的在于促

进学生复习和稳固计算机软件设计知识，加深对软件设计方法、软件设计技术和设计思想的理解，并能运用所学软件设计知识和面向对象技术进行综合软件设计，提高综合应用能力。

任务：可采用不同的需求分析技术，完成对工程的需求分析过程，给出系统的逻辑功能模型，数据字典以及规格说明书。给出系统合理的体系结构，描绘系统结构图，并合理划分系统的各组成模块，最后给出系统的各局部设计说明书。并选择一个模块进行编码，完成相关的测试。用一个简单工程〔可以考虑仍然选择前面面向过程软件工程所选定的工程〕，通过分析，建立系统用例图，抽取出类，建立顺序图及类的状态图等。

二、实验内容、要求

〔1〕问题描述 在医院的病房里，将病症监视器安置在每个病床，对病人进行监护。监

视器将病人的病症信号〔组合〕实时地传送到监护系统进行分析处理。在中心值班室里，值班护士使用监护系统对病员的情况进行监控，监护系统实时地将病人的病症信号与标准的病诊信号进行比拟分析，当病症出现异常时，系统会立即自动报警，并打印病情报告和更新病历。系统根据医生的要求随时打印病人的病情报告，系统还定期自动更新病历。

〔2〕根本要求

功能要求：此系统要求输入病人的姓名、住址、 号码、身份证号码、住院日期、身体状况，随时接收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，当某个病人的胜利信号超出医生规定的平安范围时向值班护士发出警告信息，此外，护士在需要时还可以要求系统印出某个指定病人的病情报告。

性能要求：该软件有9个功能模块，各模块功能如下

生理信号输入管理模块：通过连接在病人身上的传感器，根据传感器的值将生理信号输入系统

定时时间调节处理：通过系统，管理人员〔医护人员〕可以按需要输入定时采样的时间。 病人信息输入模块：工作人员可以将病人的根本信息〔患者姓名、患者性别、住址、联系 、患病名称、入院日期、状态〔已出院、住院〕、备注〕输入系统。

病人信息修改管理模块：对病人的根本信息〔患者姓名、患者性别、住址、联系 、患病名称、入院日期、状态〔已出院、住院〕、备注〕进行修改。

病人信息查询模块：对病人的根本信息〔患者姓名、患者性别、住址、联系 、患病名称、入院日期、状态〔已出院、住院〕、备注〕进行查询。

生理信号平安范围控制模块：对各个病人的生理信号的平安范围进行输入、修改、查询。 警报模块：对超过设定平安范围的病人及时通知医护人员。 病情查询模块：可以对这一段时间的病人病情进行查询

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病情报告打印模块：可以对查询得的病人病情打印出病情报告

条件

经费、投资方面的来源和：各种硬件和工作人员工资需至少10万元 硬件、软件、运行环境和开发环境方面的条件和：

软件需求：操作系统WINDOWS 2000 Advance Server以上；数据库效劳器端软件ORACLE 9I， Delphi 7.0。

硬件需求：10M以上的LAN接入网络带宽，P4 3.0G Xeon CPU /1G内存/360G(10K) SCSI硬盘的效劳器，P3以上微机〔带网卡〕的客户机，P4 3.0G Xeon CPU /1G内存/36G(10K) RAID硬盘的数据库效劳器

开发时间：本系统采用Delphi 实现，依靠其强大的控件系统，Oracle数据库管理系统和用c语音编制的传感器驱动相结合，能在2个月内开发出系统

三、可行性研究

1、复查系统规模和目标：

完成对信号的接收和分析，并对信号进行检测是否超出平安范围，从而发出警告；可以定时通过产生的病情报告了解病人的情况；每天产生患者日志。 2、研究目前正在使用的系统：

目前的系统只是提供了每一个房间里居住的病人的个人信息和床位的使用情况，以及简单的在病情危急时进行病情警报的作用，但不能解决在需要时导出病人日志的问题以及随时对病人的生理情况进行检查。

分析系统并画出数据流图如下：

超出范围 生理信号 1 信号分析 2 发出警告 护士 信号正常 3 日志导出系统 4 导出日志 图1.现有系统的数据流图

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3、导出新系统的高层逻辑模型

生理 患者 信号 1 接收信 号 生理 信号 2 分析信 号 病人危急信息 3 产生警告信 息 警 告 护士 D1患者平安范围 4 时钟 定时取 样 定时的生 理信号 5 更新日 志 6 产生病情报 告 D2患者日志

图2 新系统的数据流图

各数据元素的数据字典定义如下：

名字：患者信号的平安范围 别名： 描述：用来表示正常患者的生理情况的正常范围 定义：平安范围=心电+脉冲+体温+血压〔正常范围〕 位置：储存在平安范围文本中 名字：患者日志 别名：病人日志 描述：对病人每日的生理情况的报告，并包括与平安范围的比照 定义：患者日志=患者名字+生理信号+生成日期 位置：输出到打印机 图3.1患者信号平安范围的数据字典 图3.2 患者日志的数据字典

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名字：病情报告 别名： 描述：通过对生理信号的分析对患者的病情作出详尽的分析报告 定义：病情报告=病人姓名+生理信号+病情分析 位置：输出到打印机 图3.3 病情报告的数据字典

4、进一步定义问题

通过对新系统的逻辑模型的分析，发现系统对数据的显示结果未给出严格的定义。对脉冲等数字的信号定义为精度为2的小数并用表格的格式分类表示；而对于心电图等需要波形的图要用波形图软件导出。

护士查询信息查询病人信息时钟定时时间传感器传感器信号输入定时数据信号流读和识别具体值结果显示器具体值超标判定具体信息查询基本信息具体值报警器病人生病日志具体值病人信息修改基本信息具体值打印具体值生理信号范围护士病人基本信息输入信息处理病人基本信息具体值删除基本信息具体值上一级医护人员.

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5、导出和评价供选择的方法

5.1从硬件、软件方面分析可行性：

软件需求：操作系统WINDOWS 2000 Advance Server以上；数据库效劳器端软件ORACLE 9I， Delphi 7.0。

硬件需求：10M以上的LAN接入网络带宽，P4 3.0G Xeon CPU /1G内存/360G(10K) SCSI硬盘的效劳器，P3以上微机〔带网卡〕的客户机，P4 3.0G Xeon CPU /1G内存/36G(10K) RAID硬盘的数据库效劳器

5.2从经济方面分析可行性：

某医院目前由于完全采用纯人工的方式来完成工作的，医务人员要一边关注某些病人的情况，一边还要忙着对其它的病人进行医疗诊断，工作量大，耗时比拟多，所以工作效率低。。而如果开发出一个能满足业务要求的医疗计算机监护系统，由于系统能在未来较长的一段时间内稳定地发挥作用，这对于医院的提高管理水平很大的帮助，才能使A医院早日接入到总行的更高层次的网络体系中，可以更加广泛的吸收各方面的信息资源，可为医院业务在将来的扩张打下坚实的根底，其经济效益将更上一层楼。

6、推荐行动方针

根据可行性的分析得出开发此系统使得医护人员减轻工作量，并提高了工作效率，又能够提高经济效益，所以继续进行这项系统开发。

7、草拟开发方案

本系统应用硬件和软件的运行效率均很高，而且采用Delphi 实现，依靠其强大的控件系统，Oracle数据库管理系统和用c语音编制的传感器驱动相结合，能在2个月内开发出系统。

三、需求分析

1、功能需求：

1.1功能的划分： 把系统划分为接收信号阶段、信号分析阶段和产生日志和病情

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报告阶段的功能。 1.2功能描述：

1、接收信号阶段：病人发出生理信号进行接收，按照时钟定时取样。 2、信号分析阶段：通过和系统中的正常信号范围比拟分析，得到警告信息或输出正常。

3、产生日志和病情报告阶段：系统根据分析情况输出相应的报告结果。交给值班护士

2、性能需求：

2.1系统根本要求：

响应时间：系统的响应时间不能超过1分钟

警告时间及次数：每隔三分钟重复警告一次，每次警告时间持续一分钟。 主存容量：内存：128MB RAM 磁盘容量：不小于１Ｇ

显示器：256色,800*600以上的兼容显示器 使用标准兼容的打印机。 2.2数据管理能力要求

说明需要管理的文卷和记录的个数、表和文卷的大小规模，要按可预见的增长对数据及其分量的存储要求作出估算。 2.3故障处理要求

列出可能的软件、硬件故障以及对各项性能而言所产生的后果和对故障处理的要求。输出发生错误时，在系统的代码局部进行修改。

3、外部接口说明

3.1界面布局

屏幕布局： 顶端上分布菜单栏〔设置各种功能按钮〕，中间局部为操作的输出预览。如：输出病人的心电图生理信号时输出波形图，输出病人日志和病情报告时输出预览的图表格式。

菜单布局：在屏幕上端设置功能按钮，按钮上简练标志操作功能。 输入输出要求；对脉冲等数字的信号定义为精度为2的小数并用表格的格式分类表示〔范围是0-100〕；而对于心电图等需要波形的图要用波形图软件导出。

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日志和病情报告将日期〔如2021-10-28〕、病人根本情况〔表格〕形式输出。 错误信息显示格式； 在出现并闪烁对话框同时发出警告声，提示存在错误。让用户选择重试或者关闭此次操作。 3. 2存储位置和输出情况

关于病情报告的信息全部放在病情报告的文本框里。信息格式是表格描述，各问题的解答都放在帮助中，信息格式用文档写出。用表格的形式打印病人的日志，包括姓名、时间、各器官生理信号，并用图表的形式画出波形图。给出各范围内信号的值，并作出相应的评价。

4、分析数据要求导出系统的物理模型：

分析数据对各数据及模块进行分析，画出IPO图、E-R图及状态图如下： 4、1各数据的数据字典

IPO表 系统：患者监护系统 模块：接收信号 日期： 编号： 01 被调用：接收信号系统 调用：生理信号 输入：患者生理信号 输出：系统识别的生理信号 处理：将接收的患者生理信号转化为系统识别的生理信号并输出 局部数据元素：患者生理信号 注释： 接收信号模块的IPO图 .

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IPO表 系统：患者监护系统 模块：信号分析 日期： 编号： 02 被调用：信号分析系统 调用：生理信号 输入：患者生理信号 输出：病人危机信号〔或正常信息〕 处理：将接收的患者发出的生理信号与系统的生理信号范围并输出相应结果 局部数据元素：患者生理信号 注释：

信号分析的IPO图

IPO表 系统：患者监护系统 模块：发出警告 日期： 编号： 03 被调用：警告系统 调用：病人危急信息 输入：患者警告信息 输出：警告声响 处理：接收患者的警告信息通过系统发出警告声响 局部数据元素：患者警告信息 注释：

发出警告的IPO图

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IPO表 系统：患者监护系统 模块：定时取样 日期： 编号： 04 被调用：定时取样系统 调用：设定时刻 输入：某一时刻患者生理信号 输出：系统识别的生理信号 处理：将某一时刻接收的患者的生理信号转化为系统识别的生理信号并输出 局部数据元素：患者生理信号 注释：

定时取样的IPO图

IPO表 系统：患者监护系统 模块：更新日志 日期： 编号： 05 被调用：更新日志系统 调用：生理信号 输入：患者生理信号 输出：患者日志 处理：将接收的患者生理信号输出为患者日志 局部数据元素：患者生理信号 注释：

更新日志的IPO图

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IPO表 系统：患者监护系统 模块：产生病请报告 日期： 编号： 06 被调用：产生病情报告系统 调用：患者日志 输入：患者日志 输出：病情报告 处理：将患者日志批量处理输出病情报告 局部数据元素：患者日志 注释：

产生病情报告的IPO图

4.2系统的实体—联系图

患者号 姓名 日志号 １ 房间号 ｎ 产生 日志 日期 患者 所属患者姓名 １ 性别 １ 产生 ｎ 分析 ｎ 护士号 病情报告 ｎ 分析 １ 护士 姓名

患者监护系统的Ｅ－Ｒ图

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4.3系统状态图

闲置 生理信号 取样 定时检测 时钟 产生报告 输出病情信息 更新日志 更改患者日志 病情报告 分析信号 判断是否超出范围 警告 发出声响 危急信息 警告信息 护士查看 结束 患者监护系统状态图

四、对现有系统的分析

1、根本系统模型

传感器输入病人信息输入生理信号输入程序病情信息数据文件报告生成程序生理信号信息生成报告安全范围数据铃声判别生成程序响铃

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2、数据流图

护士查询信息查询病人信息时钟定时时间传感器传感器信号输入定时数据信号流读和识别具体值结果显示器具体值超标判定具体信息查询基本信息具体值报警器病人生病日志具体值病人信息修改基本信息具体值具体值打印生理信号范围护士病人基本信息输入信息处理病人基本信息具体值删除基本信息具体值上一级医护人员 五、总体结构

各模块设计如下：

M1.1 M1.2 M1.3 M2.1 M2.2 M3.1 M3.2 M3.3 M4.1 M4.2 M5.1 M5.2 初始化模块 关闭系统模块 系统功能模块

生理信号输入管理模块 定时时间调节模块 信息输入模块 信息修改模块 信息查询模块

生理信号平安范围模块 警报模块 病情查询模块 病情报告打印模块

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软件结构：

医院患者监护系统生理信号病人基本输入控制信息管理警报子系统子系统子系统生理信信生理信号定时信息息息信号警输入时间输修查安全报管理调节入改询范围控制功能分配

1.系统控制功能

初始化模块〔M1.1〕； 关闭系统模块〔M1.2〕； 系统功能模块〔M1.3〕 2.生理信号输入控制功能

生理信号输入管理模块〔M2.1〕； 定时时间调节模块〔M2.2〕； 3.病人根本信息管理功能 信息输入模块〔M3.1〕 信息修改模块〔M3.2〕 信息查询模块〔M3.3〕； 4.警报功能

生理信号平安范围控制模块〔M4.1〕； 警报模块〔4.2〕； 5.病人病情管理功能

病情查询模块〔M5.1〕； 病情报告打印模块〔5.2〕

人工处理过程

1、传感器输入信号间隔时间由用户输入 2、生理信号平安范围需要用户输入 3、查询病人信息由用户输入

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病人病情管理子系统病情病情查报告询打印

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接口设计

用户接口

本系统的用户界面如下所示

菜单 快捷功能键区 提交区 用户输入界面〔系统显示界面〕

内部接口

1 初始化模块：系统初始时由操作系统调用，执行完毕后进入事件等待状态； 2 关闭系统模块：由系统功能模块调用，执行完毕返回操作系统；

3 系统功能模块：接收系统功能区相应事件，启动生理信号输入管理、定时时间调节、信息输入、信息修改、信息查询等模块

4 生理信号输入管理模块：完成生理信号输入管理功能； 5 定时时间调节模块：完成定时时间调节功能； 6 信息输入模块：完成信息输入功能； 7 信息修改模块：完成信息修改功能； 8 信息查询模块：完成信息查询功能；

9 生理信号平安范围控制模块：完成生理信号平安范围控制功能； 10 警报模块：完成发出警报功能； 11 病情查询模块：完成病情查询功能；

12 病情报告打印模块：完成病情报告打印功能；

运行设计

运行模块组合

模块命名方式按照相应模块结合特性制定。

运行控制

本软件控制流程：先由操作系统启动M1.1，然后进入事件驱动模式，由相应的事件分别激活M1.3，相应激活M2.1、M2.2、M3.1、M3.2、M3.3、M4.1、M4.2等模块，其中M1.2将关闭并退出系统。

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运行时间

各模块运行时间均应控制在1—3秒内〔其中大局部为响应用户的动作〕。由于系统采用事件驱动方式，有效提高计算机的利用率。

系统出错处理设计

1. 联机事务处理(OLAP)是建立在TCP/IP 协议上，有多阶段事务处理响应

控制，保证事务处理前后台一致性。

2. 数据库处理事务失败自动回滚技术，保证数据库表的数据一致性和完整

性。

3. 重要数据的校验检查。

4. 各个子系统的操作监控，异常情况报告；并提供报表等跟踪记录。 5. 提供友好的用户界面和帮助信息及配合严格的检查，减少用户出错时机。

结论

医院患者监护计算机系统技术在目前是一个技术上成熟的系统，并且在医院有效并且合理的利用资源。。因此，分阶段开发“医院患者监护系统〞的设想是可行的。为了使医院能及时发现病人的状况，建议立即着手系统的建议。

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