基于RFID 的藥品冷鏈智能監(jiān)控系統(tǒng)探究

□董國(guó)應(yīng)

一、研究背景

隨著國(guó)家對(duì)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的支持力度進(jìn)一步加大，以生物制品為主體的冷藏藥品冷鏈物流行業(yè)也得到了較快的發(fā)展，并帶動(dòng)了一系列冷藏物流，冷鏈監(jiān)控設(shè)備生產(chǎn)、運(yùn)輸、銷售的企業(yè)及商家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速。但由于監(jiān)管部門(mén)的監(jiān)管不到位，監(jiān)管手段及監(jiān)控系統(tǒng)存在不完善的情況下，在利益驅(qū)使的背后，也不乏為謀取暴利而從中大動(dòng)手腳的非法分子。我國(guó)典型的冷藏藥品冷鏈溫控技術(shù)產(chǎn)品及存在的缺點(diǎn)如下:一是溫度標(biāo)簽試紙:高溫靈敏而低溫不靈敏，對(duì)迅速變化又恢復(fù)的環(huán)境不能起到監(jiān)控作用，環(huán)境酸堿性影響大，且有效期大多短于藥品有效期。二是溫度顯色標(biāo)簽卡:屬于即用型，變色后存在被不法分子用新標(biāo)簽替換而掩蓋事實(shí)的可能。三是電子溫度記錄標(biāo)簽:屬于使用周期短，記錄數(shù)據(jù)保存時(shí)間短的一次性標(biāo)簽，使用成本較高。四是RFID 溫度標(biāo)簽:記錄數(shù)據(jù)可修改，易給不法分子可乘之機(jī)，且高溫對(duì)其記錄影響較大。五是RFID 溫度標(biāo)簽+GPS:不能在多張標(biāo)簽中讀取到固定的某一張的數(shù)據(jù)，且接收到的只是車廂內(nèi)的數(shù)據(jù)，而不是藥品本身所處包裝品內(nèi)的環(huán)境。因此如何建設(shè)完善可靠、規(guī)范管理的冷藏藥品冷鏈物流，已成為我國(guó)冷藏藥品冷鏈物流面臨的重要課題。

圖1 研究技術(shù)路線

二、項(xiàng)目研究的總體思路

項(xiàng)目主要源于現(xiàn)今我國(guó)的冷藏藥品研制水平雖然有很大的提高，但在其物流運(yùn)輸途中卻仍然出現(xiàn)大量的問(wèn)題，其原因主要還是由于監(jiān)管部門(mén)的監(jiān)管手段比較滯后，給了犯罪分子可乘之機(jī)。于是本項(xiàng)目從如今已有的技術(shù)出發(fā)，整合已有的技術(shù)資源，將RFID 技術(shù)、溫度傳感技術(shù)、GPRS 技術(shù)及因特網(wǎng)技術(shù)結(jié)合使用，利用包裝工程技術(shù)將無(wú)源電子標(biāo)簽安放于物流運(yùn)輸途中包裝冷藏藥品的包裝產(chǎn)品內(nèi)隨產(chǎn)品一起運(yùn)輸，利用溫度傳感技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)冷藏藥品所處環(huán)境的溫濕度數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控并收集數(shù)據(jù)。

三、研究方法步驟及研究結(jié)果

(一)研究方法。結(jié)合前人研究與已有技術(shù)，通過(guò)整合優(yōu)化、程序改進(jìn)、硬件完善后確定了本項(xiàng)目的研究方向和軟硬件裝備流程。

RFID 技術(shù):RFID 是Radio Frequency Identification 的縮寫(xiě)，即射頻識(shí)別，俗稱電子標(biāo)簽。RFID 系統(tǒng)由一個(gè)閱讀器、應(yīng)答系統(tǒng)和許多標(biāo)簽組成，標(biāo)簽進(jìn)入磁場(chǎng)后接收解讀器發(fā)出的射頻信號(hào)，憑借感應(yīng)電流獲得的能量發(fā)出芯片內(nèi)產(chǎn)品信息，解讀器收集并對(duì)其進(jìn)行解碼再發(fā)送到中央信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)信息的處理。RFID 射頻識(shí)別技術(shù)是一種非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)的多個(gè)目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)的數(shù)據(jù)，識(shí)別工作無(wú)需人工干預(yù)，并可作用于任何惡劣環(huán)境，操作方便快捷。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證后確定本監(jiān)控程序監(jiān)控流程如圖3 所示，通過(guò)實(shí)驗(yàn)室試運(yùn)行后可方便快捷地收集到目標(biāo)對(duì)象周圍環(huán)境的溫濕度變化情況，并且監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的存儲(chǔ)與檢查均已實(shí)現(xiàn)，由此確定了本項(xiàng)目極大的可行性。GPRS 技術(shù)是一種基于GSM 系統(tǒng)的無(wú)線分組交換技術(shù)，以分組的形式提供端到端、廣域的無(wú)線IP 連接。

圖2 軟硬件工作流程圖

(二)研究步驟。通過(guò)分析監(jiān)控系統(tǒng)功能需求，建立藥品冷鏈智能監(jiān)控系統(tǒng)的總體構(gòu)架，基于RFID 和GPRS 技術(shù)，搭建系統(tǒng)的硬件平臺(tái)，設(shè)計(jì)并選定與之匹配的信息感知、信息傳輸和信息應(yīng)用的硬件設(shè)備。針對(duì)軟件系統(tǒng)的優(yōu)化與設(shè)計(jì)，可運(yùn)用Visual Studio 2008．SQL Server2008 開(kāi)發(fā)平臺(tái)，采用C#語(yǔ)言設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)藥品冷鏈監(jiān)控系統(tǒng)與信息管理系統(tǒng)的各功能模塊，應(yīng)用UDP 傳輸協(xié)議設(shè)計(jì)各應(yīng)用模塊之間的數(shù)據(jù)傳輸接口程序，實(shí)現(xiàn)冷藏藥品溫濕度數(shù)據(jù)的采集與記錄、讀取與傳輸、實(shí)時(shí)監(jiān)控與時(shí)間歷程回放以及藥品從生產(chǎn)、倉(cāng)儲(chǔ)、物流到消費(fèi)者的全程溯源等功能。還可以設(shè)計(jì)防信號(hào)干擾模塊和防標(biāo)簽碰撞模塊程序，解決系統(tǒng)應(yīng)用中的信號(hào)干擾問(wèn)題以及多標(biāo)簽讀取時(shí)的碰撞問(wèn)題。最后在實(shí)驗(yàn)室通過(guò)對(duì)軟硬件系統(tǒng)聯(lián)調(diào)測(cè)試，檢驗(yàn)是否達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)。

(三)研究結(jié)果。實(shí)驗(yàn)室建立了一套冷鏈監(jiān)控硬件系統(tǒng)，并通過(guò)程序優(yōu)化設(shè)計(jì)成功得到各硬件間接口元件系統(tǒng)及數(shù)據(jù)接收儲(chǔ)存系統(tǒng)等軟件系統(tǒng)，通過(guò)實(shí)際操作驗(yàn)證，確定了此監(jiān)控系統(tǒng)能夠達(dá)到收集數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)、發(fā)送數(shù)據(jù)、接收數(shù)據(jù)、儲(chǔ)存數(shù)據(jù)等目標(biāo)要求。

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