药品冷藏库/柜温度与能耗的监控系统及方法与流程

本发明涉及温度监控的技术领域，具体涉及药品冷藏库/柜温度与能耗的监控系统及方法。

背景技术：

医药监督局要求温度敏感性药品在生产、贮藏运输、销售，到消费前的各个环节中，需要始终处于规定的低温环境下，以保证药品的质量，我国政府相继出台了一系列相关的法律法规来规范药品的有效管理，如GSP对所经营药品的冷藏储存时温湿度规定是温度：2℃-10℃，生物药剂是2℃-8℃，相对湿度：45％-75％之间。实际操作时一般是将冷藏温度控制在5度左右。不同性质的药品对储藏温度有不同的要求。

因此各大医院、诊疗机构通过设置各类冷藏库、冷藏柜来对药品进行冷藏管理；例如疫苗，必须2℃-8℃储藏，化学性质不太稳定、对温度敏感的药品，例如维生素类粉针剂、部分生物制品等一般需要在0℃-20℃度保存(也就是所谓的阴凉条件)，性质比较稳定的，例如片剂、胶囊等常温保存(0℃-30℃)即可。

在冷藏库的建设中，虽然对于部分冷藏柜已有一定的自动化温度测量及分析系统，但还存在以下问题：

系统主要检测冷藏库/柜本身的温度变化，对整个冷藏库/柜的温度变化情况和冷藏库/柜的耗电情况关注不足，无法及时对外部供电环境的异常变化和冷藏库/柜自身的损耗情况做出预测。

有鉴于此，急需提供一种不仅可检测冷藏库/柜本身的温度变化，还可对冷藏库/柜整体温度情况和电力消耗情况进行监测分析，预测冷藏库/柜的老化、损耗程度，对医药冷藏库/柜更精准的监测和监控的药品冷藏库/柜温度与能耗的监控系统及方法。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供了一种药品冷藏库/柜温度与能耗的监控系统，包括：

用于定时探测各药品冷藏库/柜的温度与湿度的温度测量单元；所述温度测量单元包括多个温度探头；

用于接收所述控制命令和控制整个系统数据的传输、收发和存储的系统主控单元；

用于根据所述系统主控单元发送的命令完成对所述温度测量单元数据采集过程控制的温控单元；

用于接收并转发所述系统主控单元发送至的各药品冷藏库/柜的温度数据的数据传输单元；

用于采集各冷藏库/柜的电压能耗情况，并将采集的电压能耗数据发送至所述数据存储及显示单元进行显示和存储的电压采集单元；

用于实时显示传输至的各药品冷藏库/柜的温度数据和电压能耗数据，将发送至的数据进行存储，并根据接收到的数据对冷藏库/柜的使用状态与电压能耗情况进行深度分析的数据存储及显示单元；

所述温控单元和数据传输单元与所述系统主控单元连接，所述温度测量单元与所述温控单元连接，所述数据存储及显示单元与所述数据传输单元连接。

在上述方案中，还包括

用于设置所述温度测量单元测量温度的模式、采样间隔时间及系统数据传输方式等的设置单元；所述设置单元与所述系统主控单元连接；和/或

用于对系统中的储电系统进行充电，完成为整个系统设备供电的供电保护单元；所述供电保护单元与所述系统主控单元连接；和/或

用于将定时探测到的各药品冷藏库/柜的温度数据存储在本地的本地存储模块，所述本地存储模块设于所述系统主控单元上。

在上述方案中，所述

设置单元包括OLED控制模块与OLED触控显示屏，所述OLED触控显示屏完成与所述OLED控制模块间的控制命令的交互，所述OLED控制模块将控制命令转化为OLED控制信号传输给所述系统主控单元来完成控制选择传输至相应的单元；所述OLED触控显示屏通过所述OLED控制模块与所述系统主控单元连接；和/或

所述温控单元内设有信号放大的测温放大模块；和/或

所述数据传输单元接收所述系统主控单元接收的由所述设置单元传输至的控制命令，完成将所述多个温度探头测得的温度数据上传至所述数据存储及显示单元；所述数据传输单元包括无线传输控制模块和无线通讯模块；所述无线通讯模块通过所述无线传输控制模块与所述系统主控单元连接；和/或

所述数据存储及显示单元包括用于显示各所述温度探头定时探测的温度变化情况的上位机平台或移动终端；用于存储各所述温度探头探测的温度的数据的大数据分析平台；和/或

所述供电保护单元包括锂电池；与所述锂电池和所述系统主控单元连接且控制为所述锂电池充电的充放电模块；为内部电源和所述设置单元提供过压、隔离保护的保护电路，所述保护电路分别与所述系统主控单元和所述充放电模块连接。

在上述方案中，所述

控制命令为系统的测温模式、测温数据采集间隔与本地化数据存储模式；

OLED控制模块为0.91寸128x32的OLED模块，实现温度显示与功能控制。

在上述方案中，所述

系统主控单元为微控制器芯片CY8C4124PVI-442，温度分辨精度为-10℃～50℃，且测量精度为0.125℃；

所述系统主控单元接收所述设置单元传递的用户控制信息，完成用户控制内容的控制传递至相应的工作单元，控制所述温控单元完成对温度探头的测温过程控制及温度数据的传输控制；控制所述数据传输单元完成将温度探头测得的温度数据传输至所述数据存储及显示单元，控制所述供电保护单元对整个系统的供电支持，控制所述本地存储模块完成对测温数据的本地化存储。

在上述方案中，所述

测温放大模块采用芯片AD8293G80，实现80倍的差分小信号放大能力，将所述温度探头的弱信号放大稳压后驱动到所述微控制器芯片的ADC输入端。

在上述方案中，所述

无线传输控制模块采用标准无线局域网模块；和/或

所述保护电路采用型号为AO3407X的PMOS管；和/或

所述本地存储模块采用微控制器芯片的FLASH数据库；和/或

所述多个温度探头为A级PT100温度传感器，温度测量精度为0.15℃。

本发明还提供了一种药品冷藏库/柜温度与能耗的监控方法，包括以下步骤：

系统对供电模块进行监控及充放电的控制；

用户设置各单元工作模式，并发送至系统主控单元；

系统主控单元根据控制命令控制多个温度探头定时完成温度的测量；系统采集各冷藏库/柜的电压能耗情况；

系统将测得的温度数据及电压能耗数据存储至本地存储模块，并通过通讯单元传输至显示单元和存储单元进行显示和存储；

显示单元对接收到的温度数据及电压能耗数据进行自动化接收及显示，并判断接收到温度数据及电压能耗数据是否异常，若温度数据或电压能耗数据异常，则判断异常类型，用户通过分析存储单元中存储的对温度数据及电压能耗数据进行深度分析，并通过存储单元的历史分析、对比分析等功能完成对各冷藏库/柜的历史分析与对比分析，并对发生温度异常或电压能耗异常的冷藏库/柜进行预警分析并通过设置单元完成各单元工作模式的重新设置；若温度数据正常，则系统继续采集各冷藏库/柜的电压能耗情况和各温度探头测量温度。

在上述方法中，所述系统对供电模块进行监控及充放电的控制包括以下步骤：

系统检测供电模块的电量情况，若检测到供电模块的储电量小于预设值时，则充电模块为供电模块实施充电；否则系统开始检测工作。

在上述方法中，所述

工作模式包括各温度探头对相应的冷藏库/柜、阴凉库/柜或常温/柜的测温模式和测温数据采集间隔的设置，本地化数据存储模式的设置；和/或

所述设置单元包括OLED控制模块与OLED触控显示屏，用户通过所述OLED触控显示屏完成与所述OLED控制模块间的控制命令的交互，OLED控制模块将控制命令转化为OLED控制信号传输给系统主控单元来完成控制选择传输至相应的单元；和/或

所述显示单元为上位机平台或移动终端；和/或

所述存储单元为大数据分析平台；和/或

所述通讯单元主要通过无线局域网传输数据。

本发明通过设置的电压采集单元对各冷藏/柜的电压能耗情况进行采集，并通过无线传输控制模块将测量数据发送至上位机平台及大数据分析平台进行分析显示及存储，同时系统还将各温度探头定时探测到的温度数据储存至大数据分析平台，用户对发生温度异常或电压能耗异常的冷藏库/柜进行工作模式和设备工作强度的相应调整，并通过对大数据分析平台中存储的温度数据与电压能耗数据进行深度分析、历史分析及对比分析，对冷藏库/柜进行预警分析。

附图说明

图1为本发明提供的系统框图；

图2为本发明提供的结构示意框图；

图3为本发明提供的工作流程图；

图4为图3中步骤S1的具体工作流程图。

具体实施方式

本发明通过设置的电压采集单元对各冷藏/柜的电压能耗情况进行采集，并通过无线传输控制模块将测量数据发送至上位机平台及大数据分析平台进行分析显示及存储，同时系统还将各温度探头定时探测到的温度数据储存至大数据分析平台，用户对发生温度异常或电压能耗异常的冷藏库/柜进行工作模式和设备工作强度的相应调整，并通过对大数据分析平台中存储的温度数据与电压能耗数据进行深度分析、历史分析及对比分析，对冷藏库/柜进行预警分析。下面结合具体实施方式和说明书附图对本发明做出详细的说明。

如图1-图2所示，本发明提供了一种药品冷藏库/柜温度与能耗的监控系统，包括：

用于定时探测各药品冷藏库/柜的温度与湿度的温度测量单元1；

用于用户可设置温度测量单元1测量温度的模式和采样间隔时间及系统数据传输方式等的设置单元2；

用于接收设置单元2传输的控制命令和控制整个系统数据的传输、收发和存储的系统主控单元3；

用于根据系统主控单元3发送的命令完成对温度测量单元1数据采集过程控制的温控单元4。

用于接收并转发系统主控单元3发送至的各药品冷藏库/柜的温度的数据传输单元5。

用于实时显示传输至的各药品冷藏库/柜的温度数据和电压能耗数据以及将发送至的数据进行存储，并根据接收到的数据对冷藏库/冷藏柜的使用状态与电压能耗情况进行深度分析的数据存储及显示单元6。

用于对系统中的储电系统进行充电，完成为整个系统设备供电的供电保护单元7；

用于采集各冷藏库/柜的电压能耗情况，并将采集的数据通过数据传输单元5发送至数据存储及显示单元6进行显示和存储的电压采集单元8，电压采集单元8与冷藏库/柜连接。

设置单元2、温控单元4、数据传输单元5和供电保护单元7分别与系统主控单元3连接，温度测量单元1与温控单元4连接，数据存储及显示单元6与数据传输单元5连接。

还包括用于将定时探测到的各药品冷藏库/柜的温度数据存储在本地的本地存储模块9。本地存储模块9设于系统主控单元3上。

温度测量单元1与系统主控单元3连接，包括多个可更换的温度探头，由于根据各类药品的不同需要冷藏的温度也将不同，通常分为冷藏库/柜、阴凉库/柜及常温/柜，因此需要多个温度探头来测量不同冷藏库/柜的温度，本发明中，多个温度探头为A级PT100温度传感器，其具备0.15℃的温度测量精度。多个温度探头与温控单元4连接。

设置单元2包括OLED控制模块21与OLED触控屏22，用户通过OLED触控屏22完成与OLED控制模块21间的控制命令的交互，控制命令可为系统的测温模式、测温数据采集间隔与本地化数据存储模式，OLED控制模块21将控制命令转化为OLED控制信号传输给系统主控单元3来完成控制选择传输至相应的单元。本实施例优选的，OLED控制模块21采用0.91寸128x32的OLED模块，其实现温度显示与功能控制。OLED触控屏22通过OLED控制模块21与系统主控单元3连接。

系统主控单元3优选为型号CY8C4124PVI-442的微控制器芯片，系统主控单元3实现人机控制与温度采集功能，其温度分辨精度在-10℃～50℃间，且实现0.125℃的测量精度。系统主控单元3接收设置单元2传递的用户控制信息，完成用户控制内容的控制传递至相应的工作单元；控制温控单元4完成对温度探头的测温过程控制及温度数据的传输控制；控制数据传输单元5完成将温度探头测得的温度数据传输至数据存储及显示单元6；控制供电保护单元7对整个系统的供电支持；控制本地存储模块9完成对测温数据的本地化存储。

温控单元4根据用户通过OLED触控显示屏传输至系统主控单元3的控制命令，完成温度探头的测温模式与测温数据采集间隔的控制。温控单元4内设有信号放大的测温放大模块，测温放大模块采用芯片AD8293G80，其实现80倍的差分小信号放大能力，将温度探头的弱信号放大稳压后驱动到微控制器芯片的ADC输入端。

数据传输单元5将通过系统主控单元3接收的由设置单元2传输至的控制命令，完成将温度探头测得的温数据上传至数据存储及显示单元6。数据传输单元5包括无线传输控制模块51和无线通讯模块52。本实施例优选的，无线传输控制模块51采用标准无线局域网(WIFI)模块，实现与后端数据存储及显示单元6的无线数据传输。无线通讯模块52通过无线传输控制模块51与系统主控单元3连接。

数据存储及显示单元6包括用于显示各温度探头定时探测的温度变化情况及冷藏库/柜电压能耗情况的上位机平台61和用于存储各温度探头探测的温度的数据及冷藏库/柜的电压能耗数据的大数据分析平台62，同时还可根据需求将温度数据发送至移动终端，例如手机等，实现对各冷藏库/柜远程温度的监控；

用户根据上位机平台61或移动端的温度变化情况对发生温度异常的冷藏库/柜进行故障排，并进行工作模式和设备工作强度的相应调整；还可根据需求结合大数据分析平台62，对温度数据及电压能耗数据进行深度分析，并通过大数据分析平台62的历史分析、对比分析等功能完成对各冷藏库/柜的历史分析与对比分析，并对发生温度异常或电压能耗异常的冷藏库/柜进行预警分析。

供电保护单元7包括为系统主控单元3提供完成测温数据传输和测温数据保存时的动力支持的锂电池71，与锂电池71和系统主控单元3连接且控制为锂电池71充电的充放电模块72。

锂电池71的充电过程由设置单元2监测控制，当OLED控制模块21监测到锂电池71中储藏的电量低至设定值时，此时控制充放电模块72将开始为锂电池71进行充电，且OLED触控显示屏将会显示锂电池71充电电量的提示，提示用户完成充电过程。

供电保护单元7还包括为内部电源和设置单元2提供过压、隔离保护的保护电路73，保护电路73分别与系统主控单元3和充放电模块72连接。

本实施例优选的保护电路73采用型号为AO3407X的PMOS管，其具备隔离的功能。多个温度探头、系统主控单元3和温控单元4均与锂电池连接，由锂电池1为其进行供电工作。同时保证在外部电源意外断电的情况下，本发明还可继续进行正常的工作。

电压采集单元8对冷藏/柜的电压能耗情况进行采集，并通过无线传输控制模块51将测量数据发送至上位机平台61及大数据分析平台62。

上位机平台61对接收到电压能耗数据进行分析并显示。大数据分析平台62对发送至的电压能耗数据进行深度分析、历史分析及对比分析，对冷藏库/柜环境温度的变化和能耗预警、预测提供有效的支撑。

本地存储模块9按照用户的设置，通过系统主控单元3的控制命令完成对测温数据的本地化存储。本地存储模块9采用微控制器芯片的FLASH数据库，FLASH数据库的大小可更具需求设置。

本发明的工作原理如下：

用户通过OLED触控显示屏完成各温度探头对相应的冷藏库/柜、阴凉库/柜或常温/柜的测温模式和测温数据采集间隔的设置，且同时完成本地化数据存储模式的设置，OLED触控显示屏完成与OLED控制模块间的控制命令的交互，并OLED控制模块将控制命令传输给系统主控单元3，此时系统主控单元3将测温模式和测温数据采集间隔的控制命令传输至温控单元4。

温控单元4根据接收到的控制命令完成对温度测量单元1各温控探头的测温度数及测量各冷藏库/柜、阴凉库/柜或常温/柜的温度数据采集间隔的控制；温控单元4将定时采集到的数据反馈至系统主控单元3；系统主控单元3将接收到的数据存入本地存储模块9的同时通过数据传输单元5的无线传输模块51将数据发送至上位机平台61进行显示分析，和大数据分析平台62进行保存，同时，电压采集单元8对冷藏/柜的电压能耗情况进行采集，并通过无线传输控制模块51将测量数据发送至上位机平台61和大数据分析平台6进行显示和存储，方便为后续需求对相应的冷藏库/柜进行故障和电压能耗的预警分析及管理。

系统在工作时，设置单元2实时对供电保护单元7中的锂电池71的电量进行监控，当锂电池71的电量低于预设值时，设置单元2将控制充放电模块72对锂电池71进行充电。

如图3所示，本发明还提供了药品冷藏库/柜的多探头实时温度监控方法，包括以下步骤：

S1、系统主控单元对供电系统进行监控及充放电的控制，实现供电模块对各部分设备的供电支持，并通过设置单元完成设备电量以及充电过程的提示。

如图4所示，步骤S1具体包括以下步骤：

S11、系统主控单元检测供电模块的电量情况，若检测到供电模块的储电量小于预设值时，转S12；否则，转S13。

S12、充电模块为供电模块实施充电。

S13、系统开始工作。

S2、用户通过设置单元完成各单元工作模式的设置，并通过控制命令发送至系统主控单元。

其中，工作模式包括多个温度探头对相应的冷藏库/柜、阴凉库/柜或常温/柜的测温模式和测温数据采集间隔的设置，本地化数据存储模式的设置。

多个温度探头为A级PT100温度传感器，温度测量精度为0.15℃。

设置单元包括OLED控制模块与OLED触控显示屏，用户通过OLED触控显示屏完成与OLED控制模块间的控制命令的交互，OLED控制模块将控制命令转化为OLED控制信号传输给系统主控单元来完成控制选择传输至相应的单元。OLED控制模块采用0.91寸128x32的OLED模块，其实现温度显示与功能控制。

S3、系统主控单元根据控制命令控制多个温度探头定时完成温度的测量；系统采集各冷藏库/柜的电压能耗情况。

S4、系统主控单元根据控制命令将步骤S3中测得的温度数据及电压能耗数据存储至本地存储模块，并通过通讯单元传输至显示单元与存储单元进行显示和存储。

显示单元为上位机平台或移动终端；存储单元为大数据分析平台。

通讯单元主要通过无线局域网传输数据。

系统主控单元优选为型号CY8C4124PVI-442的微控制器芯片，系统主控单元实现人机控制与温度采集功能，其温度分辨精度在-10℃～50℃间，且实现0.125℃的测量精度。

各冷藏库/柜电压能耗情况的采集由电压采集单元完成。

S5、显示单元对接收到的温度数据及电压能耗数据进行自动化接收及显示，并判断接收到温度数据及电压能耗数据是否异常，若温度数据或电压能耗数据异常，则判断异常类型并转S6，否则，转S3。

上位机平台根据接收到的数据完成显示各冷藏库/柜的温度变化及电压能耗情况，用户根据上位机平台显示的数据变化情况对发生温度或电压异常的冷藏库/柜进行故障排，并进行工作模式和设备工作强度的相应调整；进行工作模式、设备工作强度的调整。

S6、用户通过分析存储单元中存储的对温度数据及电压能耗数据进行深度分析，并通过存储单元的历史分析、对比分析等功能完成对各冷藏库/柜的历史分析与对比分析，并对发生温度异常或电压能耗异常的冷藏库/柜进行预警分析，并转S2。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。