专利名称：一种冷链监测仪、冷链监控系统及冷链监控系统的控制方法
技术领域：
本发明涉及冷链物流技术领域，一种冷链监测仪、冷链监控系统及冷链监控系统的控制方法。
背景技术：
冷链物流(Cold Chain Logistics)泛指冷藏冷冻类食品、药品在生产、贮藏运输、销售，到消费前的各个环节中始终处于规定的低温环境下，以保证食品、药品质量，减少食品、药品损耗的一项系统工程。冷链物流的适用范围包括:初级农产品:蔬菜、水果；肉、禽、蛋；水产品、花卉产品；加工食品:速冻食品、禽、肉、水产等包装熟食、冰淇淋和奶制品，巧克力；快餐原料。特殊商品:药品。由于食品、药品冷链是以保证易腐食品、药品品质为目的，以保持低温环境为核心要求的供应链系统，所以它比一般常温物流系统的要求更高、更复杂，建设投资也要大很多，是一个庞大的系统工程。由于易腐食品、药品的时效性要求冷链各环节具有更高的组织协调性，所以，食品、药品冷链的运作始终是和能耗成本相关联的，有效控制运作成本与食品、药品冷链的发展密切相关。食品、药品这些商品在运输过程中缺乏有效的冷链物流管理将有可能造成重大的经济损失甚至人身事故。为此，政府的相关部门:卫生部、工商局、食品药品监督管理局均颁布了相关的管理规范和要求。而现阶段国内还缺乏详细具体的食品、药品冷链物流管理方法，其中监测技术手段滞后是最大的技术瓶颈。目前我国冷链领域的现状及潜在风险情况主要体现为:断链现象严重，目前一般食品、药品的生产厂家都有冷库，最终零售商也有相应冷库存储，目前主要是在运输过程中没有进行冷链运输，或者即使有冷藏运输，但是运输过程中没有监测技术手段了解全过程的温度是否是在规定范围内，没有超限预警，造成运输过程中产品变质，此外其操作基本上是传统的人工测量、纸面记录，实时性差、效率差、错误率高，监督与物流管理脱节；缺乏过程监控作业方式，无数据支撑平台，发现问题取证困难，无法确定责任。没有预警功能，无法提前干预而减少重大损失的发生。检测监控技术水平较低，信息化管理落后。如果出现冷链断链，会产生系列风险与危害，就以药品为例，如果出现断链，会由于温度过高或者冷冻造成药品失效、药品变质等永久的且不可挽回的破坏，因而造成患者加重病情、增添新病、残疾、过敏休克、死亡等严重后果。我国也曾经发生过的类似事件比如:2002年发生的江苏徐州3303人因注射了未按规定要求贮存的乙肝疫苗造成不良反应事件；2005年安徽泗县甲肝疫苗事件是因为忽视了疫苗的冷链运输条件而使产品质量发生变化；2006-2010年山西疫苗事件等。
发明内容
本发明的目的是解决冷链物流中断链问题，特别是解决在冷链运输过程中的温度采集监测、数据传输和后台管理及预警处理等问题。为实现上述目的，本发明提供了一种冷链监测仪，包含主控模块、定位模块、感知传感模块、通信模块、门磁检测模块、电压监测模块、数据存储模块、时钟模块、显示模块、按键模块、供电模块。其中，所述定位模块连接所述主控模块，用于接收并执行所述主控模块发送的控制命令，并在所述主控模块的控制下，向所述主控模块发送冷链监测仪的位置信息。所述感知传感模块连接所述主控模块，根据主控模块的要求定时、实时采集监测对象的温度信息、湿度信息、光信息。所述通信模块连接所述主控模块，并根据无线通信的方式直接连接冷链监测平台或者间接通过数据采集设备连接冷链监测平台。所述电压监测模块连接所述主控模块，检测电源模块的主电、备电电压，用于决定是否应该充电或者更换电池。所述门磁检测模块连接所述主 控模块，其主要检测冷链箱或者冷藏车的门开关状态。所述时钟模块连接所述主控模块，为整个设备提供时钟信息。所述数据存储模块连接所述主控模块，存储采集的温度、时间、位置信息，此外，还存储该冷链监测仪的唯一身份ID信息。所述主控模块是冷链检测仪的中央处理单元，与定位模块、感知传感模块、无线通信模块、门磁检测模块、电压监测模块、数据存储模块、时钟模块、显示模块、按键模块、供电模块相连接；其基于人员对按键模块的操作控制定位模块、感知传感模块、门磁检测模块、时钟模块、电压监测模块采集温度、位置、时间、门开关状态、电池状态信息，并通过通信模块把温度、位置、时间、门开关状态、电池状态信息传入冷链监测平台处理。所述显示模块连接所述主控模块，用于显示所述冷链监测仪需要显示的信息。所述按键模块连接所述主控模块，操作人员通过所述按键模块向所述主控模块输Afs 息。所述感知传感模块连接所述主控模块，感知传感模块是温度传感器或者湿度传感器或者光敏传感器，或者是几者的组合。所述感知传感模块连接所述主控模块，感知传感模块是数字温度传感器或者模拟温度传感器。所述定位模块，是GPS定位模块或者北斗定位模块或者AGPS模块。所述通信模块，是GPRS远程无线通信模块或者3G无线通信模块，或者WIF1、ZIGBEE、蓝牙、RFID近距离无线通信模块或者利用GPRS、3G进行远程传输数据，通过WIF1、ZIGBEE、蓝牙、RFID近距离来配置冷链监测仪的数据，或者WIF1、ZIGBEE、蓝牙、RFID近距离传输接入数据采集设备中，然后通过数据采集设备通过互联网或者远程无线通信传入后台服务器。所述门磁检测模块，是霍尔感应传感器模块或者机械电子开关。该冷链监测仪的主要功能如下: 温度记录间隔及报警阀值可设定 可显示采集全过程的最高温度、时间和最低温度、时间 上电自动更新系统时钟，包装采集时间准确可靠.断电或者更换电池后可续传存储数据
有温度超限报警、开关箱报警、电池报警等功能 通过液晶实时显示冷藏箱温度、装置工作状态 装置可通过手机短信和后台软件报警，保证了报警信息的实时性和完整性 数据存储空间大，数据可配置.配合后台软件可以实时查看温度信息，历史数据追溯为解决断链问题，必须实现一整套冷链监控系统，所述冷链监控系统包含冷链检测仪、数据采集设备、冷链监测软件平台。所述冷链监测仪包含主控模块、定位模块、感知传感模块、通信模块、门磁检测模块、电压监测模块、数据存储模块、时钟模块、显示模块、按键模块、供电模块。所述数据采集设备实现与冷链监测仪通信和数据交换，并把相关数据信息接入冷链监测软件平台。所述冷链监测软件平台包含系统登陆、系统维护、基础数据、设备管理、运输调度、温度监控、湿度监控、地图服务、客户服务、数据分析等各功能模块单元；实现与数据采集设备或者冷链监测仪的通信，并对采集的温度、湿度、位置、时间、门磁开关状态、电池状态信息进行处理，显示温度、湿度曲线，显示冷链监测对象的位置及地图显示；并对采集的数据如果出现异常情况进行预警并做相应处理和数据分析。所述的冷链监控系统的控制方法，包含初始化、数据采集、数据传输、平台数据显示、调度处理、数据分析步骤。第一步，初始化，即所述冷链监测仪开机初始化并与冷链监测软件平台时钟同步，此外，根据需要实现监测对象与冷链监测仪的唯一绑定；
第二步，数据采集，即所述冷链监测仪进行温度、湿度、位置信息、门磁开关状态、电量状态的数据采集并存储；第三步，数据传输，即冷链监测仪根据采集的数据定时或者实时的通过数据采集设备或者直接远程传入冷链监测软件平台；第四步，平台数据显示，即冷链监测软件平台基于采集输入的数据显示监测对象的温度、湿度、位置信息、门磁开关状态、电量状态；第五步，调度处理，即基于监测对象进行运输调度跟踪，对异常现象进行预警并传送告知相关人员进行干预处理；第六步，数据分析，基于一定时间采集的数据，进行相关数据分析、统计，供有关部门决策支撑。下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
图1为本发明提供的冷链监测仪的组成模块图。图2为本发明提供的冷链监控系统框图。图3为本发明提供的冷链监控系统的控制方法流程图。
具体实施例方式如图1所示，为本发明提供的冷链监测仪20的组成模块图。
冷链监测仪20包含主控模块21、定位模块29、感知传感模块24、通信模块30、门磁检测模块25、电压监测模块28、存储模块27、时钟模块26、显示模块22、按键模块23、供电模块31。其中，主控模块21是冷链检测仪20的中央处理单元，与定位模块29、感知传感模块24、通信模块30、门磁检测模块25、电压监测模块28、存储模块27、时钟模块26、显示模块22、按键模块23、供电模块31相连接；在冷链监测仪开机初始化后，操作人员对按键模块23的操作，主控模块21控制感知传感模块24、定位模块29、门磁检测模块25、时钟模块26、电压监测模块28采集温度、位置、时间、门开关状态、电池状态信息，并通过通信模块30把温度、位置、时间、门开关状态、电池状态信息传入冷链监测平台10处理。举例说明该装置可以是药品(疫苗)冷藏监测箱；其工作流程如下:首先，装入电池，打开电源开关，设备启动。设备初始化，主控模块21检测各功能模块，显示其初始化状态，初始化状态包含采集状态(即当前湿度温度状态、箱子开关状态等)、无线发送状态、电池的电量状态、系统时钟的初始化时间和该产品的唯一 ID号等信息，并控制显示模块21显示在液晶屏上。主控模块21控制温度感应模块24采集监测对象药品(疫苗)的温度，即把温度感应模块24与对象药品(疫苗)放到一起，温度感应模块24采集药品表面空间的温度，并显示在显示模块22的中央。同样主控模块21控制门磁检测模块25采集药品(疫苗)冷藏监测箱的开关状态，并显示在显示模块22的的顶部。为让冷链监测仪的时钟与后台系统时钟同步一致，以及根据后台系统要求设置温度监测门限和采集频率；在冬季外部环境温度为-20°C至+15°C、夏季外部环境为+25°C至+45°C的动态变化条件下，冷链监测仪及保温箱需要实现12小时、48小时、72小时内箱内药品温度的冷藏要求，一般冷藏温度要求是+2°C至+8°C，有些药品是+2°C至+30°C范围，对于温度门限的设置可以是系统后台通过命令自动设置，也可以是人工设置，或者两者皆可，对于采集频率，根据药品失效模型，一般I 5分钟采集一次温度就可以了具体情况需要根据具体的药品来确定，同样采集频率的设置可以是系统后台通过命令自动设置，也可以是人工设置，或者两者皆可，冷链监测仪启动通信模块30，使之与后台系统进行通信进行数据交换，获取当前时间信息，初始化时钟模块26，并把系统时钟显示在显示模块22的显示面板上。基于冷链监测仪与后台系统进行数据交互，获得要求的温度门限和采集间隔，并存入存储模块27。在初始化检测、时钟同步、温度预警门限和采集间隔频率设置后，操作人员就可以通过按键模块23操作按键，开启温度采集。此后冷链监测仪20中的主控模块21基于存储模块27中的采集间隔和时钟模块26定时启动采集温度，门磁开关状态、电池电量信息，并将上述采集信息存储于存储模块27中。如果操作人员通过按键模块23操作按键，启动无线发送，那么主控模块21会控制通信模块30和存储模块27，定时或者实时把数据传入后台系统中。其中，主控模块21同样控制定位模块29、通信模块30和存储模块27，采集冷链检测仪20的位置信息，记录存储，并定时或者实时把位置信息传入后台系统中。这样后台系统可以实时监控冷链检测仪20所监测对象药品(疫苗)的温度和位置信息。如果在数据采集过程中，所采集温度信息超出预警范围，则冷链检测仪20可以及时发送短信或者数据信息给相应负责人，由于冷链监测仪里的通信模块可以GPRS模块、3G模块等，因此在超限后，可以自动以短信的形式发送给给指定接收负责人的手机，此外，还可以自动拨通指定手机，播放超限温度语音信息，这样以便于及时人为干预处理，比如及时更换冰排，避免监测对象药品(疫苗)的变质或者失效。避免药品(疫苗)使用后造成医患事故。此外，在药品(疫苗)最终运输到医院或者药店的时候，药品(疫苗)交接签收人员可以通过操作按键模块23，从显示模块22上可以查看在运输过程中的最高温度和最低温度，也可以通过网络远程查整个运输过程中的温度信息和温度变化曲线，也可以查询药品(疫苗)的运输轨迹。如图2所示，本发明还提供一种冷链监控系统，包含冷链检测仪20、数据采集设备15、冷链监测软件平台10。所述冷链监测仪20包含主控模块、定位模块、感知传感模块、通信模块、门磁检测模块、电压监测模块、数据存储模块、时钟模块、显示模块、按键模块、供电模块。所述数据采集设备15实现与冷链监测仪20通信和数据交换，并把相关数据信息接入冷链监测软件平台10 ;如果冷链监测仪20采用GPRS、3G等远程通信方式，采集数据直接从冷链监测仪20传输到冷链监测软件平台10，数据采集设备15可以省略不用。所述冷链监测软件平台10包含系统登陆、系统维护、基础数据、设备管理、运输调度、温度监控、湿度监控、地图服务、客户服务、数据分析等各功能模块单元。实现与数据采集设备或者冷链监测仪的通信，并对采集的温度、湿度、位置、时间、门磁开关状态、电池状态信息进行处理，显示温度、湿度曲线，显示冷链监测对象的位置及地图显示；并对采集的数据如果出现异常情况进行预警并做相应处理和数据分析。基于以上的冷链监控系统在实际应用中可以是冷鲜猪肉的冷链监控系统；这样冷链监测仪20安装在运输冷鲜猪肉的冷藏车上；首先，冷鲜猪肉从冷库里面装载入冷藏车，启动冷链监测仪20，冷链监测仪20初始化，后操作人员启动对冷藏车的温度、湿度、门锁采集；在运输过程中，基于系统预先针对冷链监测仪20进行的温度、湿度、位置信息采集时间间隔、预警门限的设置，定时或者实时的进行温度、湿度、位置信息采集，并存储记录，并通过数据采集设备15把这些数据信息实时或者定时的传入冷链监测软件平台中；因此在运输过程中，相关责任人可以通过冷链监测软件平台实时查看冷藏车内冷鲜猪肉的温度、湿度信息，并且可以知道冷藏车的运输轨迹。此外，在冷鲜猪肉最终运输到超市或者直营店的时候，冷鲜猪肉交接签收人员可以通过操作按键在液晶屏上可以查看在运输过程中的最高温度、最低温度、最高湿度和最低湿度，也可以通过网络远程查整个运输过程中的温度信息和温度、湿度变化曲线，也可以查询冷藏车的运输轨迹。如图3所示，本发明还提供一种冷链监控系统的控制方法。所述的冷链监控系统的控制方法，包含初始化、数据采集、数据传输、平台数据显示、调度处理、数据分析步骤。首先，初始化，即所述冷链监测仪开机初始化并与冷链监测软件平台时钟同步，此夕卜，根据需要可以针对监测对象与冷链监测仪的唯一绑定。在进行相关同步初始化后，把相关食品、药品装入冷藏车或者冷藏箱中，通过按键操作，在运输过程中自动对监控对象进行数据采集，即所述冷链监测仪进行温度、湿度、位置信息、门磁开关状态、电量状态的数据采集并存储。冷链监测仪根据系统设置基于存储的数据进行定时、实时数据传输，即冷链监测仪根据采集的数据定时或者实时的通过数据采集设备或者直接远程传入冷链监测软件平台。在输入传入冷链监测软件平台后，冷链监测软件平台基于采集输入的数据显示监测对象的温度、湿度、位置信息、门磁开关状态、电量状态。冷链监测软件平台可以对整个冷链物流运输进行调度，对采集的数据信息进行处理，即基于监测对象进行运输调度跟踪，对异常现象进行预警并传送告知相关人员进行干预处理。最后基于一定时间采集的数据，进行相关数据分析、统计，供有关部门决策支撑，探索冷链物流运输在各种气候下的应用处理，实现食品、药品的安全监管和追溯。在实际应用中，本技术方案根据应用可以有多种表现形式，一般在药品冷链物流中，主要是监测药品运输过程中的温度信息，一般其运输载体是冷藏箱，冷链监测仪可以直接装到冷藏上，可以直观操作显示，也可以直接把冷链监测仪与药品一起放入冷藏箱中。一般在食品冷链物流中，比如说肉类、新鲜蔬菜等，不但需要监测温度信息，还需要监测湿度信息，一般其运输载体是冷藏车。虽然表现形式多种多样，但是利用本技术方案都能实现对运输物品进行全程监控和预警处理。由上述技术方案可知，本发明通过采用冷链监测仪全程监控采集食品、药品的温度、湿度、位置、时间信息，对运输食品、药品的冷藏箱或者冷藏车量门开关状态的监测，并把这些相关信息实时、定时通过数据采集设备或者远程无线直接传入冷链监测软件平台，可以实现后台对整个冷链过程的全部监控，实现冷链物流后台‘可视化’，实现了食品、药品从生产、批发、运输、销售的全过程冷链实时无缝闭环管理。最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。
权利要求
1.一种冷链监测仪，其特征在于: 所述冷链监测仪包含主控模块、定位模块、感知传感模块、通信模块、门磁检测模块、电压监测模块、数据存储模块、时钟模块、显示模块、按键模块、供电模块；其中， 所述定位模块连接所述主控模块，用于接收并执行所述主控模块发送的控制命令，并在所述主控模块的控制下，向所述主控模块发送冷链监测仪的位置信息； 所述感知传感模块连接所述主控模块，根据主控模块的要求定时、实时采集监测对象的温度信息、湿度信息、光信息； 所述通信模块连接所述主控模块，并根据无线通信的方式直接连接冷链监测平台或者间接通过数据采集设备连接冷链监测平台； 所述电压监测模块连接所述主控模块，检测电源模块的主电、备电电压，用于决定是否应该充电或者更换电池； 所述门磁检测模块连接所述主控模块，其主要检测冷链箱或者冷藏车的门开关状态； 所述时钟模块连接所述主控模块，为整个设备提供时钟信息； 所述数据存储模块连接所述主控模块，存储采集的温度、时间、位置信息，此外，还存储该冷链监测仪的唯一身份ID信息； 所述主控模块是冷链检测仪的中央处理单元，与定位模块、感知传感模块、无线通信模块、门磁检测模块、电压监测模块、数据存储模块、时钟模块、显示模块、按键模块、供电模块相连接；其基于人员对按键模块的操作控制定位模块、感知传感模块、门磁检测模块、时钟模块、电压监测模块采集温度、位置、时间、门开关状态、电池状态信息，并通过通信模块把温度、位置、时间、门开关状态、电池状态信息传入冷链监测平台处理。
2.根据权利要求1所述的冷链监测仪，其特征在于: 所述显示模块连接所述主控模块，用于显示所述冷链监测仪需要显示的信息。
3.根据权利要求1所述的冷链监测仪，其特征在于: 所述按键模块连接所述主控模块，操作人员通过所述按键模块向所述主控模块输入信息。
4.根据权利要求1所述的冷链监测仪，其特征在于: 所述感知传感模块连接所述主控模块，感知传感模块是温度传感器或者湿度传感器或者光敏传感器，或者是几者的组合。
5.根据权利要求1所述的冷链监测仪，其特征在于: 所述感知传感模块连接所述主控模块，感知传感模块是数字温度传感器或者模拟温度传感器。
6.根据权利要求1所述的冷链监测仪，其特征在于: 所述定位模块，是GPS定位模块或者北斗定位模块或者AGPS模块。
7.根据权利要求1所述的冷链监测仪，其特征在于: 所述通信模块，是GPRS远程无线通信模块或者3G无线通信模块，或者WIF1、ZIGBEE、蓝牙、RFID近距离无线通信模块或者利用GPRS、3G进行远程传输数据，通过WIF1、ZIGBEE、蓝牙、RFID近距离来配置冷链监测仪的数据，或者WIF1、ZIGBEE、蓝牙、RFID近距离传输接入数据采集设备中，然后通过数据采集设备通过互联网或者远程无线通信传入后台服务器。
8.根据权利要求1所述的冷链监测仪，其特征在于:所述门磁检测模块，是霍尔感应传感器模块或者机械电子开关。
9.一种冷链监控系统，其特征在于: 所述冷链监控系统包含冷链检测仪、数据采集设备、冷链监测软件平台； 所述冷链监测仪包含主控模块、定位模块、感知传感模块、通信模块、门磁检测模块、电压监测模块、数据存储模块、时钟模块、显示模块、按键模块、供电模块； 所述数据采集设备实现与冷链监测仪通信和数据交换，并把相关数据信息接入冷链监测软件平台； 所述冷链监测软件平台包含系统登陆、系统维护、基础数据、设备管理、运输调度、温度监控、湿度监控、地图服务、客户服务、数据分析等各功能模块单元；实现与数据采集设备或者冷链监测仪的通信，并对采集的温度、湿度、位置、时间、门磁开关状态、电池状态信息进行处理，显示温度、湿度曲线，显示冷链监测对象的位置及地图显示；并对采集的数据如果出现异常情况进行预警并做相应处理和数据分析。
10.一种冷链监控系统的控制方法，其特征在于包括以下步骤: 第一步，初始化，即所述冷链监测仪开机初始化并与冷链监测软件平台时钟同步，此夕卜，根据需要实现监测对象与冷链监测仪的唯一绑定； 第二步，数据采集，即所述冷链监测仪进行温度、湿度、位置信息、门磁开关状态、电量状态的数据采集并存储； 第三步，数据传输，即冷链监测仪根据采集的数据定时或者实时的通过数据采集设备或者直接远程传入冷链监测软件平台； 第四步，平台数据显示，即冷链监测软件平台基于采集输入的数据显示监测对象的温度、湿度、位置信息、门磁开关状态、电量状态； 第五步，调度处理，即基于监测对象进行运输调度跟踪，对异常现象进行预警并传送告知相关人员进行干预处理； 第六步， 数据分析，基于一定时间采集的数据，进行相关数据分析、统计，供有关部门决策支撑。
全文摘要
本发明提供一种冷链监测仪、冷链监控系统及冷链监控系统的控制方法。所述冷链监测仪包含主控模块、定位模块、感知传感模块、通信模块、门磁检测模块、电压监测模块、数据存储模块、时钟模块、显示模块、按键模块、供电模块。所述冷链监控系统包含冷链检测仪、数据采集设备、冷链监测软件平台。所述冷链监控系统的控制方法，包含初始化、数据采集、数据传输、平台数据显示、调度处理、数据分析步骤。本发明解决了冷链物流中断链问题，特别解决了在冷链运输过程中的温度采集监测、数据传输和后台管理及预警处理的问题。
文档编号G05B19/418GK103197621SQ20131006672
公开日2013年7月10日 申请日期2013年3月4日 优先权日2013年3月4日
发明者李代万 申请人:李代万