一种应用于药品冷链物流监管的无源无线温度监测系统的制作方法

本发明涉及温度监测系统，具体涉及一种应用于药品冷链物流监管的无源无线温度监测系统。

背景技术：

药品冷链物流监管是需要在规定的、恒定的、低温的条件下，完成药品生产、包装、储存、转运、使用全过程封闭的系统工程。需要冷链监管的药品包括：所有的生物制品、所有的血液制品、所有的疫苗、部分抗肿瘤药物等。

药品冷链物流现阶段特点是：批量少、多批次、质量标准要求高。目前我国药品冷链断链现象严重，基本上是传统的人工拣选、复核、配送，缺乏过程监控作业方式。随着医改的推进及新版的gsp的实施，政府加大了药品流通领域的监管力度。这就要求有一套低成本、实用化、工程化的完整的冷链环境下全程温度监测的系统。

近30年间全球投放市场的生物技术药物和疫苗已超过300种，生物药品销售额占整个医药行业的比例快速增长，冷藏药品约占医药销售总额的25％，还在不可控制的增长。而随着医改的推进及新版的《药品经营质量管理规范》的实施，对药品冷链物流的监管的要求也有所提高。

目前，药品冷链物流都采用在冷链保温周转箱中随机放置数个自备的有源有线温度记录仪，由驾驶员监测，到货后回顾性查验。但这种方法存在(1)成本高：有源有线温度记录仪单个成本高，不便于大量使用于冷链保温周转箱中，且由于管理不规范，常常无法回收。(2)实用性差：需要打开冷链保温周转箱读取温度，无法在运输过程中进行实时监管，频繁开箱查看温度也不利于药品保持恒温。(3)能耗高：目前使用的手持式温度记录仪和车载式温度记录仪都需要电池或外部电源供电，既不节能也限制了部分冷链物流的使用。(4)效率低：整个药品冷链物流过程都需要人工手动记录，效率低下，无法满足大批量、远距离药品冷链物流监管。(5)缺乏过程监控：人工手动操作难免会因为失误导致数据记录错误，且大都采用自备的温度记录仪，无法实现第三方监管。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种应用于药品冷链物流监管的无源无线温度监测系统。

为了解决上述技术问题，根据本发明的技术方案，一种应用于药品冷链物流监管的无源无线温度监测系统，包括无源无线温度传感器标签、采集器及监控手机，其特征在于：无源无线温度传感器标签贴在冷链保温周转箱中或直接贴在药品袋上，监控手机控制采集器读取无源无线温度传感器标签上的信息，采集器与无源无线温度传感器标签进行无源无线通信，监控手机通过蓝牙与采集器进行无线通信；

无源无线温度传感器标签由无源无线温度传感器芯片和900mhz的天线组成；无源无线温度传感器芯片通过天线收集采集器发送的电磁波和指令，按照指令进行温度的实时采集，并将采集的温度数据和药品的身份信息同时传送给采集器。

本发明采用无源无线温度监测系统，利用无源无线的温度传感器标签采集温度，通过专用采集器收集、记录药品信息。从成本和实用性等方面突破了有源温度记录仪及人工记录的限制，可以大批量、安全快捷的应用于药品冷链物流中，具有如下优势：

①低成本：无源无线温度传感器标签由一颗带温度传感器功能的900mhzrfid标签芯片和柔性天线组成。无需供电，也无其它外围，成本极低。可大量用于药品冷链物流中，且无需回收标签。

②实用性强：标签采用无线通信方式，采集器无需打开或接触冷链保温周转箱及药品，就可以读写药品温度及其它信息。保障了冷链全程的恒温及安全。

③低能耗：无源无线温度传感器标签无需电池或电源供电。当需要读取药品温度时，标签将收集器发送的电磁波转换成电能，只需要微瓦级的功耗就可完成温度的读取及信息的反馈。

④便于物流管理：无源无线的温度传感器标签同时还具有普通rfid的所有功能，可在标签上写入药品的相关信息，如药品唯一编码、生产日期、生产厂家等信息，便于出入库及物流过程管理。

⑤高效率：通过采集器可以在指定的时间间隔内自动重复不间断采集药品温度和药品序列号(唯一编号)，并记录采集数据时间。实现全程无纸化、智能化操作，能极大提高效率。

⑥便于过程监控：通过采集器直接获取并记录药品温度等信息，数据可信度高，可方便第三方随时查询和监管。

根据本发明所述的一种应用于药品冷链物流监管的无源无线温度监测系统的优选方案，所述采集器包括rfid阅读器模块、蓝牙模块和mcu模块；

蓝牙模块用于与监控手机的蓝牙通讯，

所述rfid阅读器模块用于将电磁波发送给无源无线温度传感器芯片，并读取无源无线温度传感器芯片上的信息，将读取的信息传输给mcu模块；

mcu模块用于对蓝牙模块和所述rfid阅读器模块进行控制，实时监听蓝牙模块的信息，当收到蓝牙模块输出的信息后，按解析后的命令执行相应操作，将所述rfid阅读器模块读取的信息进行处理后，通过蓝牙模块将数据传输给监控手机。

根据本发明所述的一种应用于药品冷链物流监管的无源无线温度监测系统的优选方案，所述无源无线温度传感器芯片包括收发电路、电源管理电路、温度检测电路和id读取电路；其中，

温度检测电路用于采集温度数据，处理后传输给收发电路；

id读取电路用于采集药品的身份信息，处理后传输给收发电路；

收发电路用于通过天线收集采集器发送的电磁波和指令，将采集器发送的电磁波转换成电能后传输给电源管理电路，并将温度检测电路和id读取电路采集的温度数据和药品的身份信息通过天线发送给采集器；

电源管理电路用于对温度检测电路和id读取电路供电。

根据本发明所述的一种应用于药品冷链物流监管的无源无线温度监测系统的优选方案，所述监控手机中设置有蓝牙通讯控制模块、数据收发模块、数据处理模块和ui界面显示模块；

所述蓝牙通讯控制模块用于建立底层硬件模块的连接，控制及获取蓝牙状态；

所述数据收发模块用于捕获蓝牙接收到的数据，并将数据传递到监控手机的处理事件中来，同时通过蓝牙发送数据；

所述数据处理模块用于把接收或发送的数据按照协议进行解析或打包处理；

所述ui界面显示模块用于实现人机交互。

本发明所述的一种应用于药品冷链物流监管的无源无线温度监测系统的有益效果是：本发明利用无源无线的温度传感器标签采集温度，通过专用采集器收集、记录药品信息；从成本和实用性等方面突破了有源温度记录仪及人工记录的限制，可以大批量、安全快捷的应用于药品冷链物流中，具有低成本、实用性强、低能耗、便于物流管理、高效率和便于过程监控的特点。本发明可广泛应用于物流监管以及储存管理系统中。

附图说明

图1是本发明所述的一种应用于药品冷链物流监管的无源无线温度监测系统的原理方框图。

图2是本发明所述的采集器的原理方框图。

图3是本发明所述的无源无线温度传感器标签的原理图。

图4是本发明所述的监控手机安装的专用app方框图。

具体实施方式

参见图1至图3，一种应用于药品冷链物流监管的无源无线温度监测系统，包括无源无线温度传感器标签1、采集器2及监控手机3；所述无源无线温度传感器标签1贴在冷链保温周转箱中或直接贴在药品袋上，监控手机3控制采集器2读取无源无线温度传感器标签1上的信息，采集器2与无源无线温度传感器标签1进行无源无线通信，监控手机3通过蓝牙与采集器2进行无线通信。

无源无线温度传感器标签1由无源无线温度传感器芯片和天线10组成；无源无线温度传感器芯片通过天线10收集采集器2发送的能量和指令，能量存贮足够后，按照指令进行温度的实时采集，并将采集的温度数据和药品的身份信息同时传送给采集器2。在具体实施例中，天线频段为860mhz～930mhz，天线设计需结合标签芯片管脚阻抗和标签实际使用环境，然后通过hfss进行仿真。标签芯片和天线采用pet做基材，可随用随贴，一次性快捷使用。

本发明将无源无线温度传感器标签1贴在冷链保温周转箱中或直接贴在药品袋上，运输人员直接通过操作监控手机3安装的专用app就可以实时控制采集器2读取无源无线温度传感器标签1上的温度及身份等信息。采集器2与无源无线温度传感器标签1通过epcglobalgen2和iso/iec18000-6c协议实现通讯，安装专用app的监控手机3通过蓝牙实现与采集器2的无线通信。

在具体实施例中，所述采集器2包括rfid阅读器模块6、蓝牙模块4、mcu模块5和电源管理模块7。

所述蓝牙模块4用于与监控手机3的蓝牙进行通讯。

所述rfid阅读器模块6用于将电磁波发送给无源无线温度传感器芯片9，并读取无源无线温度传感器芯片9上的信息，将读取的信息传输给mcu模块5。

所述mcu模块5用于对蓝牙模块4和所述rfid阅读器模块6进行控制，实时监听蓝牙模块4的信息，当收到蓝牙模块4输出的信息后，按解析后的命令执行相应操作；将所述rfid阅读器模块6读取的信息进行处理后，通过蓝牙模块4将数据传输给监控手机3。mcu模块5需要按rfid阅读器模块6的命令格式及无源无线传感器标签芯片9的读写时序获取药品的温度及编号等信息。

在具体实施例中，rfid阅读器模块6兼容epcglobalgen2和iso/iec18000-6c协议，最大发射功率为20dbm，接收灵敏度-79dbm。mcu模块5通过标准串口并按相应的数据格式便可控制rfid阅读器模块实现无源无线温度传感器标签的读写。rfid阅读器模块6可根据实际的使用环境和读写距离要求选择合适的天线及发射功率。

蓝牙模块4可选用hc-08蓝牙串口通信模块。该模块采用蓝牙4.0协议，最大发射功率为4dbm，接收灵敏度-93dbm，模块直接集成微带天线。当hc-08与监控手机蓝牙配对成功后，mcu模块可把hc-08当做通用串口实现与监控手机3的数据透明传输。

电源管理模块7包含电池充电电路、5.0v升压电路、3.3v稳压电路、可充电的锂电池8。电池充电电路选用tp4056实现，该芯片是一款完整的锂离子电池充电器，可自动控制电池充电电压及充电电流。5.0v升压电路选用lm27313芯片实现，该芯片将3.7v锂电池电压转换成5.0v直流电，以满足xn730模块的供电。3.3v稳压电路选用xc6206芯片实现，该芯片将3.7v锂电池电压转换成3.3v直流电，以满足蓝牙模块4及mcu模块5的供电。

在具体实施例中，所述无源无线温度传感器芯片9包括收发电路11、电源管理电路13、温度检测电路14和id读取电路12；其中：

温度检测电路14用于采集温度数据，处理后传输给收发电路；可采用微瓦级超低功耗的温度传感器，温度测量精度为：±0.5℃。

id读取电路12用于采集药品的身份信息，处理后传输给收发电路。

收发电路11用于通过天线收集采集器发送的电磁波和指令，将采集器2发送的电磁波转换成电能后传输给电源管理电路13，并将温度检测电路14和id读取电路12采集的温度数据和药品的身份信息通过天线发送给采集器2。

电源管理电路13用于对温度检测电路14和id读取电路12供电。

参见图4，在具体实施例中，所述监控手机3中设置有蓝牙通讯控制模块21、数据收发模块23、数据处理模块24和ui界面显示模块22。

所述蓝牙通讯控制模块21用于建立底层硬件模块的连接，控制及获取蓝牙状态。

所述数据收发模块23用于捕获蓝牙接收到的数据，并将数据传递到监控手机的处理事件中来，同时通过蓝牙发送数据。

所述数据处理模块24用于把接收或发送的数据按照协议进行解析或打包处理。

所述ui界面显示模块22用于实现人机交互。

监控手机是在普通手机上安装专用app，该app可通过手机上的蓝牙实现与采集器进行数据通信，最终实现冷链药品的温度、编号、时间等信息的采集。运输人员采集的信息可通过app显示及记录存储。实现了无纸化、简单化、高可靠、高效率、可监管的药品冷链温度过程监控。

本方案从成本和安全性等方面突破了有源温度传感器的限制，可以大批量、安全快捷、一次性的应用于药品上。从实用化、工程化、产业化方面考量，应用创新、填补了国内空白。同时只需少量改动，本方案便可应用于食品冷链物流、文物温度检测、物联网等领域，具有广泛的市场前景。本方案的成功开发，将会带来不可估量的经济效益和社会效益。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。