基于物联网的医疗器械库存智能调配监管系统的制作方法

本发明涉及医疗器械库存智能调配监管，具体涉及基于物联网的医疗器械库存智能调配监管系统。

背景技术：

1、基于物联网的医疗器械库存智能调配监管系统是指利用物联网技术，通过连接、监控和协调各种医疗器械及其相关设备的系统，以实现对医疗器械库存的智能管理、调配和监管。这种系统整合了传感器、通信设备、数据处理技术和云计算等先进技术，旨在提高医疗器械库存的效率、准确性和安全性，同时实现对库存状况的实时监控和智能调配。

2、现有技术存在以下不足：

3、1、传统的库存管理系统往往无法实现对医疗器械库存环境微小变化的实时监测，导致对环境变化的敏感度不高，常规通信方式在数据传输过程中存在安全性隐患，容易受到网络攻击，影响医疗器械库存数据的保密性，此外，云端数据处理存在延迟问题，降低了系统的响应速度，特别是在处理实时数据方面效率不高，另外，传统的数据存储方式难以满足对医疗器械信息超高密度存储和可追溯性的需求，存在信息安全性和可信度的隐患；

4、2、库存管理在面对未来需求和降低库存风险方面，常常缺乏智能化和灵活性，无法根据实时变化的需求和风险进行及时调整，从而影响了整个库存管理的效率和精准性。

5、在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供基于物联网的医疗器械库存智能调配监管系统，以解决上述背景技术中的问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于物联网的医疗器械库存智能调配监管系统，包括量子感知模块、全息量子通信模块、边缘计算网关模块、监控模块、dna存储与量子区块链模块以及库存优化策略生成模块；

3、量子感知模块，通过量子传感器获取医疗器械库存环境，并对医疗器械库存环境进行实时监测；

4、全息量子通信模块，通过量子纠缠态在通信过程中进行数据传输；

5、边缘计算网关模块，通过边缘计算技术，在设备端进行数据处理和决策；

6、监控模块，用于获取边缘计算网关运行时的多源数据信息，包括边缘计算网关运行时实时性能指标信息和运行状况指标信息，获取后，将边缘计算网关运行时实时性能指标信息和运行状况指标信息处理后进行综合分析，生成性能异常评估系数，通过性能异常评估系数对边缘计算网关数据处理性能进行评估；

7、dna存储与量子区块链模块，采用dna存储形式，结合量子区块链，将医疗器械信息以dna序列形式存储；

8、库存优化策略生成模块，基于数据分析结果和需求预测，生成智能库存调配和管理的优化策略，满足未来需求并降低库存风险。

9、优选的，通过量子传感器获取医疗器械库存环境，并对医疗器械库存环境进行实时监测的具体实现过程为：

10、v101、激发量子传感器，使量子传感器处于激发态，感知医疗器械库存环境；

11、v102、将激发的量子传感器置于医疗器械库存环境中，使激发的量子传感器与环境发生相互作用；

12、v103、进行量子态的测量，获取与环境相互作用后的量子态信息；

13、v104、将测量得到的信息传递给边缘计算网关模块进行实时的数据处理；

14、v105、将经过数据处理的信息用于实时监测医疗器械库存环境的微小变化。

15、优选的，通过量子纠缠态在通信过程中进行数据传输的具体过程如下：

16、s101、在通信的起始阶段，建立起两个远离的量子纠缠态；

17、s102、使用量子纠缠态进行密钥分发，确保通信双方拥有相同的加密密钥，而且任何对密钥进行监听的尝试都会立即被检测到；

18、s103、在通信过程中，利用建立好的量子纠缠态，通过量子比特的状态来传递信息；

19、s104、通过量子纠错纠正由于量子态受到环境干扰而引起的错误；

20、s105、利用建立的量子通信通道，实时传输医疗器械库存数据；

21、s106、定期刷新使用的量子密钥，增强系统的安全性。

22、优选的，边缘计算网关运行时的实时性能指标信息包括系统响应延迟信息，边缘计算网关运行时的运行状况指标信息包括数据队列长度增长信息和数据包丢失率上升信息，采集后，通过监控模块将系统响应延迟信息进行处理后生成系统响应延迟指数，将数据队列长度增长信息和数据包丢失率上升信息进行处理后生成数据队列长度异常增长指数和数据包丢失率变异指数。

23、优选的，系统响应延迟指数获取的逻辑如下：

24、a1、在时间段g内，对于边缘计算网关运行时的任务，记录边缘计算网关任务完成响应的时间戳、任务提交的时间戳、任务完成的时间戳以及任务开始执行的时间戳，形成任务时间列表；

25、a2、计算任务提交到响应完成的总时间，计算的表达式为：ttotal＝trescom-ttasksub，式中，ttotal表示任务提交到响应完成的总时间，trescom表示任务完成响应的时间戳，ttasksub表示任务提交的时间戳；

26、a3、计算任务实际执行时间，计算的表达式为：texec＝ttaskcom-ttaskstart，式中，texec表示任务实际执行时间，ttaskcom表示任务完成的时间戳，ttaskstart表示任务开始执行的时间戳；

27、a4、计算任务在队列中等待的时间，计算的表达式为：tqueue＝ttaskstart-ttasksub，式中，tqueue表示任务在队列中等待的时间；

28、a5、计算系统响应延迟指数，计算的表达式为：式中，yc响应表示系统响应延迟指数。

29、优选的，数据队列长度异常增长指数获取的逻辑如下：

30、b1、在时间段g内，收集n个数据点，每个数据点表示相应时刻的数据队列长度，计算数据队列长度均值，计算的表达式为：其中，t0和t1表示时间段g的起始和结束时间，t0<t1，函数s(t)表示时间t时刻的数据队列长度；

31、b2、计算数据队列长度异常增长指数，计算的表达式为：式中，σd表示n个数据队列长度的方差，vd表示n个数据队列长度的三次方差，dl长度表示数据队列长度异常增长指数。

32、优选的，数据包丢失率变异指数获取的逻辑如下：

33、c1、收集边缘计算网关进行数据处理时在g时间内的数据包丢失率信息，按照选定的时间间隔进行采样，得到一系列的数据包丢失率数据节点，并将数据包丢失率数据节点标定为xw，w表示数据包丢失率数据节点的编号，w＝1、2、3、4、……、m，m为正整数；

34、c2、通过数据包丢失率数据节点计算边缘计算网关进行数据处理时在g时间内的数据包丢失率平均值和数据包丢失率标准差，计算的表达式为：

35、

36、c3、计算数据包丢失率变异指数，计算的表达式为：式中，sj丢失表示数据包丢失率变异指数。

37、优选的，获取到边缘计算网关进行数据处理时的系统响应延迟指数yc响应、数据队列长度异常增长指数dl长度、数据包丢失率变异指数sj丢失后，通过系统响应延迟指数yc响应、数据队列长度异常增长指数dl长度、数据包丢失率变异指数sj丢失生成性能异常评估系数η，通过性能异常评估系数η对边缘计算网关进行数据处理时的性能进行监测，并生成异常信号或者正常信号。

38、优选的，采用dna存储形式，结合量子区块链，将医疗器械信息以dna序列形式存储的具体步骤如下：

39、s201、将医疗器械信息编码为dna序列；

40、s202、将编码后的dna序列进行实际的合成；

41、s203、将合成的dna序列存储在专门设计的介质中；

42、s204、在需要检索数据时，执行dna提取，将dna从存储介质中提取出来，使用dna测序读取dna序列，还原为原始的医疗器械信息；

43、s205、将医疗器械信息的原始数据生成量子哈希值，将生成的量子哈希值写入量子区块链中；

44、s206、在区块链中使用智能合约来实现逻辑和操作；

45、s207、通过在智能合约中实现访问控制机制，确保只有授权的用户可以检索、修改或添加医疗器械信息，采用加密和隐私保护技术，确保患者隐私和数据安全。

46、优选的，基于数据分析结果和需求预测，生成智能库存调配和管理的优化策略，满足未来需求并降低库存风险的具体步骤如下：

47、h101、收集来自量子感知模块、全息量子通信模块、边缘计算网关模块、dna存储与量子区块链模块的实时数据；

48、h102、利用机器学习和数据挖掘算法对历史库存数据进行分析，识别潜在的库存需求模式和趋势，结合来自量子感知模块的微小变化监测数据，分析与库存需求相关的环境变化；

49、h103、基于历史数据和分析结果，使用预测模型进行未来医疗器械库存需求的预测；

50、h104、利用量子区块链的可追溯性和透明性，追踪库存的历史记录，评估库存的风险情况；

51、h105、结合需求预测和库存风险评估，制定智能库存调配的优化策略；

52、h106、将生成的优化策略应用于实际库存调配中，利用量子通信模块确保策略的及时传达和执行，通过全息通信模块监控执行情况，实时监控库存变化，反馈到数据分析模块，不断优化模型和策略；

53、h107、收集实施过程中的反馈信息，基于反馈信息，调整预测模型和库存优化策略，实现系统的持续优化。

54、在上述技术方案中，本发明提供的技术效果和优点：

55、本发明通过量子感知和全息量子通信，系统实时感知医疗器械库存环境变化，确保安全传输，提高监管系统对库存实时性和通信安全性的保障，将数据处理和决策推向设备端，降低与云端的传输延迟，提高系统响应速度，特别在处理实时数据方面更为高效，采用dna存储与量子区块链，以dna序列形式存储医疗器械信息，通过量子区块链确保数据安全性和透明性，实现超高密度存储和可追溯性，提高数据的安全性和可信度，将库存优化策略生成结合数据分析和需求预测，生成智能库存调配和管理的优化策略，根据实时变化的需求和风险进行灵活调整，提高库存管理的智能性和灵活性。

56、本发明通过获取边缘计算网关运行时的多源数据信息，包括实时性能指标和运行状况指标，有效评估系统的运行状况，有益于系统的实时性能监测和问题诊断，通过性能异常评估系数，系统能够在边缘计算网关性能出现异常时迅速响应，提高了系统的稳定性和可靠性，特别是在处理实时数据方面，监控模块的引入使得系统更加高效，有助于及时发现并解决潜在问题，进一步提升了整个医疗器械库存监管系统的性能和可用性。