本發明涉及溫度監測系統，具體涉及一種應用于藥品冷鏈物流監管的無源無線溫度監測系統。

背景技術：

藥品冷鏈物流監管是需要在規定的、恒定的、低溫的條件下，完成藥品生產、包裝、儲存、轉運、使用全過程封閉的系統工程。需要冷鏈監管的藥品包括：所有的生物制品、所有的血液制品、所有的疫苗、部分抗腫瘤藥物等。

藥品冷鏈物流現階段特點是：批量少、多批次、質量標準要求高。目前我國藥品冷鏈斷鏈現象嚴重，基本上是傳統的人工揀選、復核、配送，缺乏過程監控作業方式。隨著醫改的推進及新版的gsp的實施，政府加大了藥品流通領域的監管力度。這就要求有一套低成本、實用化、工程化的完整的冷鏈環境下全程溫度監測的系統。

近30年間全球投放市場的生物技術藥物和疫苗已超過300種，生物藥品銷售額占整個醫藥行業的比例快速增長，冷藏藥品約占醫藥銷售總額的25％，還在不可控制的增長。而隨著醫改的推進及新版的《藥品經營質量管理規范》的實施，對藥品冷鏈物流的監管的要求也有所提高。

目前，藥品冷鏈物流都采用在冷鏈保溫周轉箱中隨機放置數個自備的有源有線溫度記錄儀，由駕駛員監測，到貨后回顧性查驗。但這種方法存在(1)成本高：有源有線溫度記錄儀單個成本高，不便于大量使用于冷鏈保溫周轉箱中，且由于管理不規范，常常無法回收。(2)實用性差：需要打開冷鏈保溫周轉箱讀取溫度，無法在運輸過程中進行實時監管，頻繁開箱查看溫度也不利于藥品保持恒溫。(3)能耗高：目前使用的手持式溫度記錄儀和車載式溫度記錄儀都需要電池或外部電源供電，既不節能也限制了部分冷鏈物流的使用。(4)效率低：整個藥品冷鏈物流過程都需要人工手動記錄，效率低下，無法滿足大批量、遠距離藥品冷鏈物流監管。(5)缺乏過程監控：人工手動操作難免會因為失誤導致數據記錄錯誤，且大都采用自備的溫度記錄儀，無法實現第三方監管。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是提供一種應用于藥品冷鏈物流監管的無源無線溫度監測系統。

為了解決上述技術問題，根據本發明的技術方案，一種應用于藥品冷鏈物流監管的無源無線溫度監測系統，包括無源無線溫度傳感器標簽、采集器及監控手機，其特征在于：無源無線溫度傳感器標簽貼在冷鏈保溫周轉箱中或直接貼在藥品袋上，監控手機控制采集器讀取無源無線溫度傳感器標簽上的信息，采集器與無源無線溫度傳感器標簽進行無源無線通信，監控手機通過藍牙與采集器進行無線通信；

無源無線溫度傳感器標簽由無源無線溫度傳感器芯片和900mhz的天線組成；無源無線溫度傳感器芯片通過天線收集采集器發送的電磁波和指令，按照指令進行溫度的實時采集，并將采集的溫度數據和藥品的身份信息同時傳送給采集器。

本發明采用無源無線溫度監測系統，利用無源無線的溫度傳感器標簽采集溫度，通過專用采集器收集、記錄藥品信息。從成本和實用性等方面突破了有源溫度記錄儀及人工記錄的限制，可以大批量、安全快捷的應用于藥品冷鏈物流中，具有如下優勢：

①低成本：無源無線溫度傳感器標簽由一顆帶溫度傳感器功能的900mhzrfid標簽芯片和柔性天線組成。無需供電，也無其它外圍，成本極低。可大量用于藥品冷鏈物流中，且無需回收標簽。

②實用性強：標簽采用無線通信方式，采集器無需打開或接觸冷鏈保溫周轉箱及藥品，就可以讀寫藥品溫度及其它信息。保障了冷鏈全程的恒溫及安全。

③低能耗：無源無線溫度傳感器標簽無需電池或電源供電。當需要讀取藥品溫度時，標簽將收集器發送的電磁波轉換成電能，只需要微瓦級的功耗就可完成溫度的讀取及信息的反饋。

④便于物流管理：無源無線的溫度傳感器標簽同時還具有普通rfid的所有功能，可在標簽上寫入藥品的相關信息，如藥品唯一編碼、生產日期、生產廠家等信息，便于出入庫及物流過程管理。

⑤高效率：通過采集器可以在指定的時間間隔內自動重復不間斷采集藥品溫度和藥品序列號(唯一編號)，并記錄采集數據時間。實現全程無紙化、智能化操作，能極大提高效率。

⑥便于過程監控：通過采集器直接獲取并記錄藥品溫度等信息，數據可信度高，可方便第三方隨時查詢和監管。

根據本發明所述的一種應用于藥品冷鏈物流監管的無源無線溫度監測系統的優選方案，所述采集器包括rfid閱讀器模塊、藍牙模塊和mcu模塊；

藍牙模塊用于與監控手機的藍牙通訊，

所述rfid閱讀器模塊用于將電磁波發送給無源無線溫度傳感器芯片，并讀取無源無線溫度傳感器芯片上的信息，將讀取的信息傳輸給mcu模塊；

mcu模塊用于對藍牙模塊和所述rfid閱讀器模塊進行控制，實時監聽藍牙模塊的信息，當收到藍牙模塊輸出的信息后，按解析后的命令執行相應操作，將所述rfid閱讀器模塊讀取的信息進行處理后，通過藍牙模塊將數據傳輸給監控手機。

根據本發明所述的一種應用于藥品冷鏈物流監管的無源無線溫度監測系統的優選方案，所述無源無線溫度傳感器芯片包括收發電路、電源管理電路、溫度檢測電路和id讀取電路；其中，

溫度檢測電路用于采集溫度數據，處理后傳輸給收發電路；

id讀取電路用于采集藥品的身份信息，處理后傳輸給收發電路；

收發電路用于通過天線收集采集器發送的電磁波和指令，將采集器發送的電磁波轉換成電能后傳輸給電源管理電路，并將溫度檢測電路和id讀取電路采集的溫度數據和藥品的身份信息通過天線發送給采集器；

電源管理電路用于對溫度檢測電路和id讀取電路供電。

根據本發明所述的一種應用于藥品冷鏈物流監管的無源無線溫度監測系統的優選方案，所述監控手機中設置有藍牙通訊控制模塊、數據收發模塊、數據處理模塊和ui界面顯示模塊；

所述藍牙通訊控制模塊用于建立底層硬件模塊的連接，控制及獲取藍牙狀態；

所述數據收發模塊用于捕獲藍牙接收到的數據，并將數據傳遞到監控手機的處理事件中來，同時通過藍牙發送數據；

所述數據處理模塊用于把接收或發送的數據按照協議進行解析或打包處理；

所述ui界面顯示模塊用于實現人機交互。

本發明所述的一種應用于藥品冷鏈物流監管的無源無線溫度監測系統的有益效果是：本發明利用無源無線的溫度傳感器標簽采集溫度，通過專用采集器收集、記錄藥品信息；從成本和實用性等方面突破了有源溫度記錄儀及人工記錄的限制，可以大批量、安全快捷的應用于藥品冷鏈物流中，具有低成本、實用性強、低能耗、便于物流管理、高效率和便于過程監控的特點。本發明可廣泛應用于物流監管以及儲存管理系統中。

附圖說明

圖1是本發明所述的一種應用于藥品冷鏈物流監管的無源無線溫度監測系統的原理方框圖。

圖2是本發明所述的采集器的原理方框圖。

圖3是本發明所述的無源無線溫度傳感器標簽的原理圖。

圖4是本發明所述的監控手機安裝的專用app方框圖。

具體實施方式

參見圖1至圖3，一種應用于藥品冷鏈物流監管的無源無線溫度監測系統，包括無源無線溫度傳感器標簽1、采集器2及監控手機3；所述無源無線溫度傳感器標簽1貼在冷鏈保溫周轉箱中或直接貼在藥品袋上，監控手機3控制采集器2讀取無源無線溫度傳感器標簽1上的信息，采集器2與無源無線溫度傳感器標簽1進行無源無線通信，監控手機3通過藍牙與采集器2進行無線通信。

無源無線溫度傳感器標簽1由無源無線溫度傳感器芯片和天線10組成；無源無線溫度傳感器芯片通過天線10收集采集器2發送的能量和指令，能量存貯足夠后，按照指令進行溫度的實時采集，并將采集的溫度數據和藥品的身份信息同時傳送給采集器2。在具體實施例中，天線頻段為860mhz～930mhz，天線設計需結合標簽芯片管腳阻抗和標簽實際使用環境，然后通過hfss進行仿真。標簽芯片和天線采用pet做基材，可隨用隨貼，一次性快捷使用。

本發明將無源無線溫度傳感器標簽1貼在冷鏈保溫周轉箱中或直接貼在藥品袋上，運輸人員直接通過操作監控手機3安裝的專用app就可以實時控制采集器2讀取無源無線溫度傳感器標簽1上的溫度及身份等信息。采集器2與無源無線溫度傳感器標簽1通過epcglobalgen2和iso/iec18000-6c協議實現通訊，安裝專用app的監控手機3通過藍牙實現與采集器2的無線通信。

在具體實施例中，所述采集器2包括rfid閱讀器模塊6、藍牙模塊4、mcu模塊5和電源管理模塊7。

所述藍牙模塊4用于與監控手機3的藍牙進行通訊。

所述rfid閱讀器模塊6用于將電磁波發送給無源無線溫度傳感器芯片9，并讀取無源無線溫度傳感器芯片9上的信息，將讀取的信息傳輸給mcu模塊5。

所述mcu模塊5用于對藍牙模塊4和所述rfid閱讀器模塊6進行控制，實時監聽藍牙模塊4的信息，當收到藍牙模塊4輸出的信息后，按解析后的命令執行相應操作；將所述rfid閱讀器模塊6讀取的信息進行處理后，通過藍牙模塊4將數據傳輸給監控手機3。mcu模塊5需要按rfid閱讀器模塊6的命令格式及無源無線傳感器標簽芯片9的讀寫時序獲取藥品的溫度及編號等信息。

在具體實施例中，rfid閱讀器模塊6兼容epcglobalgen2和iso/iec18000-6c協議，最大發射功率為20dbm，接收靈敏度-79dbm。mcu模塊5通過標準串口并按相應的數據格式便可控制rfid閱讀器模塊實現無源無線溫度傳感器標簽的讀寫。rfid閱讀器模塊6可根據實際的使用環境和讀寫距離要求選擇合適的天線及發射功率。

藍牙模塊4可選用hc-08藍牙串口通信模塊。該模塊采用藍牙4.0協議，最大發射功率為4dbm，接收靈敏度-93dbm，模塊直接集成微帶天線。當hc-08與監控手機藍牙配對成功后，mcu模塊可把hc-08當做通用串口實現與監控手機3的數據透明傳輸。

電源管理模塊7包含電池充電電路、5.0v升壓電路、3.3v穩壓電路、可充電的鋰電池8。電池充電電路選用tp4056實現，該芯片是一款完整的鋰離子電池充電器，可自動控制電池充電電壓及充電電流。5.0v升壓電路選用lm27313芯片實現，該芯片將3.7v鋰電池電壓轉換成5.0v直流電，以滿足xn730模塊的供電。3.3v穩壓電路選用xc6206芯片實現，該芯片將3.7v鋰電池電壓轉換成3.3v直流電，以滿足藍牙模塊4及mcu模塊5的供電。

在具體實施例中，所述無源無線溫度傳感器芯片9包括收發電路11、電源管理電路13、溫度檢測電路14和id讀取電路12；其中：

溫度檢測電路14用于采集溫度數據，處理后傳輸給收發電路；可采用微瓦級超低功耗的溫度傳感器，溫度測量精度為：±0.5℃。

id讀取電路12用于采集藥品的身份信息，處理后傳輸給收發電路。

收發電路11用于通過天線收集采集器發送的電磁波和指令，將采集器2發送的電磁波轉換成電能后傳輸給電源管理電路13，并將溫度檢測電路14和id讀取電路12采集的溫度數據和藥品的身份信息通過天線發送給采集器2。

電源管理電路13用于對溫度檢測電路14和id讀取電路12供電。

參見圖4，在具體實施例中，所述監控手機3中設置有藍牙通訊控制模塊21、數據收發模塊23、數據處理模塊24和ui界面顯示模塊22。

所述藍牙通訊控制模塊21用于建立底層硬件模塊的連接，控制及獲取藍牙狀態。

所述數據收發模塊23用于捕獲藍牙接收到的數據，并將數據傳遞到監控手機的處理事件中來，同時通過藍牙發送數據。

所述數據處理模塊24用于把接收或發送的數據按照協議進行解析或打包處理。

所述ui界面顯示模塊22用于實現人機交互。

監控手機是在普通手機上安裝專用app，該app可通過手機上的藍牙實現與采集器進行數據通信，最終實現冷鏈藥品的溫度、編號、時間等信息的采集。運輸人員采集的信息可通過app顯示及記錄存儲。實現了無紙化、簡單化、高可靠、高效率、可監管的藥品冷鏈溫度過程監控。

本方案從成本和安全性等方面突破了有源溫度傳感器的限制，可以大批量、安全快捷、一次性的應用于藥品上。從實用化、工程化、產業化方面考量，應用創新、填補了國內空白。同時只需少量改動，本方案便可應用于食品冷鏈物流、文物溫度檢測、物聯網等領域，具有廣泛的市場前景。本方案的成功開發，將會帶來不可估量的經濟效益和社會效益。

盡管已經示出和描述了本發明的實施例，本領域的普通技術人員可以理解：在不脫離本發明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的范圍由權利要求及其等同物限定。