一种用于疫苗运输的低功耗小型温度监测装置的制作方法

本实用新型涉及疫苗冷链物流与温度在线检测领域，尤其涉及了一种用于疫苗运输的低功耗小型温度监测装置。
背景技术：
：疫苗是一种重要的温敏性免疫药物，类似于乙肝等绝大多数常规疫苗的存储温度为2～8℃。疫苗长期暴露在规定存储温度范围外会失去效应，造成接种危害。在疫苗运输中，影响疫苗存储温度的主要因素有两点。首先，放在车厢内装有疫苗的各个疫苗箱是运载疫苗的重要工具，可维持疫苗存储的温度环境，但随时间推移和环境改变，其保温效果会减弱。其次，人为因素是疫苗运输中产生“问题疫苗”的主要根源，某个错误操作都会使疫苗暴露在规定温度范围之外的环境。现阶段，疫苗在运输中的温度检测方式是通过安装在车厢内的装置或手持仪器定时开厢检测车厢内部温度。安装在车厢内的检测装置很多具有体积巨大、功耗较高、安装复杂等缺陷，而手持仪器检测温度不仅消耗人力、操作繁琐、增大误差，而且未能实现真正的自动检测。技术实现要素：为了解决
背景技术：
中存在的问题，本实用新型根据疫苗存储的温度要求，影响温度的主要因素及当前温度检测方式，提供了一种用于疫苗运输的低功耗小型温度监测装置，目的在于为保证疫苗运输中的质量安全。本实用新型采用以下技术方案：本实用新型包括多个温度检测器和一个温度接收器；所述的温度检测器放置于疫苗箱内，温度接收器放置于运输车的驾驶室；所述的温度检测器包括温度检测器主控制单元模块、温度传感器、无线发送模块、电源门控模块和温度检测器供电电源模块，且温度传感器、无线发送模块、电源门控、温度检测器供电电源均与温度检测器主控制单元模块相连；所述的温度接收器包括温度接收器主控制单元模块、无线接收模块、LCD显示模块、报警模块、外存模块和温度接收器供电电源，且无线接收模块、LCD显示模块、报警模块、外存模块和温度接收器供电电源均与温度接收器主控制单元模块相连。所述的温度传感器采用芯片HDC1080、无线发送模块采用芯片DL-LN33、电源门控采用芯片TPL5110、温度检测器主控制单元模块采用芯片MSP430FR5969、温度检测器供电电源模块采用纽扣电池CR2032。所述芯片HDC1080的SDA引脚、SCL引脚分别与芯片MSP430FR5969的SDA引脚、SCL引脚相连，芯片HDC1080的SDA引脚、SCL引脚分别经电阻R2、电阻R3连接到场效应管P-MOS的漏极，芯片HDC1080的VDD引脚和芯片MSP430FR5969的VDD引脚均连接到场效应管P-MOS的漏极；所述芯片MSP430FR5969的TX引脚、RX引脚分别连接到芯片DL-LN33的RX引脚、TX引脚，芯片DL-LN33的两个VDD引脚相连后再连接到场效应管P-MOS的源极；所述芯片TPL5110的VDD引脚和EN引脚相连后连接到场效应管P-MOS的源极，芯片TPL5110的DRV引脚连接到场效应管P-MOS的栅极，芯片TPL5110的DONE引脚与芯片MSP430FR5969的GPIO引脚相连；芯片TPL5110的DELAY引脚经R1连接到GND引脚；芯片TPL5110的DELAY引脚经开关连接到纽扣电池CR2032的正极。所述芯片HDC1080、芯片DL-LN33、芯片TPL5110和芯片MSP430FR5969的VDD引脚均连接到纽扣电池CR2032的正极，芯片HDC1080、芯片DL-LN33、芯片TPL5110和芯片MSP430FR5969的GND引脚均连接到纽扣电池CR2032的负极。所述温度接收器主控制单元模块采用芯片MSP430FR5969，无线接收模块采用芯片DL-LN33，LCD显示模块采用TFT显示屏，报警模块采用蜂鸣器，外存模块采用SD卡，供电电源采用充电电池。所述温度检测器内置有掉电存储功能的铁电存储器，非易失性地保存对应箱内的温度信息，保障数据完整、安全可靠。所述的多个温度检测器上有与疫苗箱相同的编号，使用时，每个温度检测器按固定检测频率实时检测箱内温度，自动将温度信息包含温度值及时间点存储在铁电存储器并利用无线传输发送至温度接收器。所述电源门控模块用于启停电源线路，定时控制电源开断，达到节约电池电量，延长续航时间的目的。所述温度接收器的无线接收模块DL-LN33的RX引脚、TX引脚与温度接收器主控制单元模块MSP430FR5969的TX引脚、RX引脚连接，TFT显示屏的CS引脚、RST引脚、RS引脚、SDA引脚、SCL引脚、LED引脚分别与温度接收器主控制单元模块MSP430FR5969的六个GPIO引脚相连，报警模块与MSP430FR5969的一个GPIO引脚相连。所述的每个温度检测器供电电源均使用3VCR2032纽扣电池，在硬件电路中，纽扣电池的有效使用时间为1年以上。本实用新型具有如下有益效果：(1)温度检测器的硬件电路板选用微型封装的低功耗芯片作为主要模块。在电路绘制和线路布局中，硬件电路舍弃多余的耗电器件，减少电路的复杂连线，避免由多条线路产生功耗损失，同时让整体线路布局变得简单规整，实现稳定可靠和小巧便捷的使用价值，展现了低功耗特性与小型化结构两大创新。从电路原理图中可以看出，芯片MSP430FR5969附近没有外围电路，相比其他含有晶振外围电路的硬件电路设计具备一定的优势。硬件电路没有外围电路，在运行中根本不用考虑电流经过外围电路所产生的功耗，能够进一步将温度检测器的整体功耗降至最低。(2)温度检测器可对箱内温度实时检测、存储，可进行无线通信；温度接收器可同时接收多点温度信息，相比以往的温度接收装置，该温度接收器实现体积小，安装简便，操作简便的使用效益，可用于接收所有温度信息及异常预警，确保每箱疫苗在运输中的质量安全。(3)在疫苗运输中，本实用新型实现了所有箱内温度的自动检测、存储和预警，具备成本低廉、替代人工、快速高效的行业优势与推广价值，达到实时性强，稳定可靠，操作简便，节能环保的有益效果。附图说明图1为本实用新型的温度检测器的结构示意图。图2为本实用新型的温度接收器的结构示意图。图3为本实用新型的温度检测器硬件电路原理图。图中：温度检测器主控制单元模块1，温度传感器2，无线发送模块3，铁电存储器4，电源门控5，温度检测器供电电源模块6，温度接收器主控制单元模块7，无线接收模块8，LCD显示模块9，报警模块10，外存模块11，温度接收器供电电源12。具体实施方式下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的详细说明。本实用新型包括多个温度检测器和一个温度接收器。如图1所示，温度检测器包括温度检测器主控制单元模块1、温度传感器2、无线发送模块3、电源门控模块5和温度检测器供电电源模块6，且温度传感器2、无线发送模块3、电源门控5、温度检测器供电电源模块6均与温度检测器主控制单元模块1相连。如图2所示，温度接收器包括温度接收器主控制单元模块7、无线接收模块8、LCD显示模块9、报警模块10、外存模块11和温度接收器供电电源12，且无线接收模块8、LCD显示模块9、报警模块10、外存模块11和温度接收器供电电源12均与温度接收器主控制单元模块7相连。如图3所示，每个温度检测器均采用相同的模块化设计思路，主控制单元模块1采用超低功耗的MSP430FR5969，温度传感器2采用低功耗、高精度的数字式温湿度传感器HDC1080，无线发送模块3采用功耗极低的DL-LN33自组网多跳无线通信模块，电源门控5采用毫微安定时器TPL5110，每个温度检测器的供电电源模块均使用3VCR2032纽扣电池。温度检测器的硬件电路板主要由具备低功耗特性的微型封装芯片构成，其中包含微型封装的MSP430FR5969控制芯片、HDC1080传感器芯片、TPL5110毫微安定时器芯片。所采用的DL-LN33自组网多跳无线通信模块为23.5×18mm的矩形无线传输电路板；所采用的CR2032纽扣电池为直径20mm、厚度3.2mm的圆形薄片状锂电池；为了更好地体现温度检测器的小型结构特点，表1给出了构成温度检测器硬件电路板各元器件的具体封装尺寸。表1元器件名称及封装尺寸元器件名称封装尺寸(mm)MSP430FR59697.15×7.15HDC10803.10×3.10TPL51103.05×3.05DL-LN3323.50×18.00CR2032纽扣电池直径20.00、厚度3.20以上数据均来源于器件的数据手册。温度检测器的硬件电路板由上述器件构成，其实际尺寸为35×35mm。如图3所示，芯片HDC1080的SDA引脚、SCL引脚分别与芯片MSP430FR5969的SDA引脚、SCL引脚相连，芯片HDC1080的SDA引脚、SCL引脚分别经电阻R2、电阻R3连接到场效应管P-MOS的漏极，芯片HDC1080的VDD引脚和芯片MSP430FR5969的VDD引脚均连接到场效应管P-MOS的漏极；所述芯片MSP430FR5969的TX引脚、RX引脚分别连接到芯片DL-LN33的RX引脚、TX引脚，芯片DL-LN33的两个VDD引脚相连后再连接到场效应管P-MOS的源极；所述芯片TPL5110的VDD引脚和EN引脚相连后连接到场效应管P-MOS的源极，芯片TPL5110的DRV引脚连接到场效应管P-MOS的栅极，芯片TPL5110的DONE引脚与芯片MSP430FR5969的GPIO引脚相连；芯片TPL5110的DELAY引脚经R1连接到GND引脚；芯片TPL5110的DELAY引脚经开关连接到纽扣电池CR2032的正极。芯片HDC1080、芯片DL-LN33、芯片TPL5110和芯片MSP430FR5969的VDD引脚均连接到纽扣电池CR2032的正极，芯片HDC1080、芯片DL-LN33、芯片TPL5110和芯片MSP430FR5969的GND引脚均连接到纽扣电池CR2032的负极。温度接收器主控制单元模块7采用芯片MSP430FR5969，无线接收模块8采用芯片DL-LN33，LCD显示模块9采用TFT显示屏，报警模块10采用蜂鸣器，外存模块11采用SD卡，供电电源12采用充电电池。本实用新型的实施例及其实施过程如下：在每个装有疫苗并标记序号的疫苗箱内放置一个带有相同编号的温度检测器。每个温度检测器通过温度传感器2自动设定的时间间隔连续采集箱内温度，并以I2C的通讯方式将每次采集完成的温度信息(温度值及时间点)依次存在主控制单元模块1的铁电存储器4中，再通过无线发送模块3将温度信息依次发送至冷藏车驾驶室内的温度接收器，无线接收模块8接受温度信息并同步存储于外存模块11的SD卡内。若有温度检测器检测到箱内温度异常时，LCD温度显示模块9以SPI的通讯方式将异常温度信息及对应疫苗箱的序号依次显示在TFT显示屏中，并伴随声音报警模块10同时发出对应疫苗箱序号温度异常的预警声。运输结束后，通过温度接收器的外置接口连接计算机，导出外存模块11SD卡内存储的数据表格，读取所有疫苗箱在运输中的温度信息记录。以上所述，仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖本实用新型的权利要求范围当中。当前第1页1 2 3