具有冷鏈運輸監(jiān)測功能的疫苗包裝盒開發(fā)方案綜述

譚燕平 楊 揚

（南昌理工學院 江西南昌 330044）

具有冷鏈運輸監(jiān)測功能的疫苗包裝盒開發(fā)方案綜述

譚燕平 楊 揚

（南昌理工學院 江西南昌 330044）

近年山東警方破獲值5.7億元非法疫苗案件，案件主要是接種疫苗未經(jīng)2℃-8℃存儲冷鏈運輸?shù)囊呙缁蜻^期疫苗，為群眾生命財產(chǎn)安全帶來巨大隱患，國家勢必會加強對疫苗運輸?shù)谋O(jiān)管。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、嵌入式單片機技術(shù)以及現(xiàn)代通信技術(shù)等，設(shè)計一個具有冷鏈運輸監(jiān)控功能的疫苗包裝盒，具有良好的市場前景。

冷鏈 監(jiān)測 疫苗

引言

本項目針對疫苗從出廠到使用的過程中，所處的環(huán)境是否超過指定溫度無法追溯的問題，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和集成電路技術(shù)、現(xiàn)代電源技術(shù)、現(xiàn)代制造技術(shù)研制一種低成本、高可靠性的智能疫苗包裝盒，具有精確感知溫度的能力，一旦超出預設(shè)的溫度則釋放內(nèi)置顏料包，將疫苗藥瓶染成不可清除的顏色，同時通過開啟后無法復原，內(nèi)置CPU卡存記錄出廠信息等方式防止偽造。［1］

一、研究背景及現(xiàn)狀

經(jīng)查閱近幾十年的相關(guān)學術(shù)文獻資料，有關(guān)于藥品監(jiān)控的相關(guān)監(jiān)控手段幾乎沒有，大部分還是運用傳統(tǒng)的人力來完成監(jiān)控，近幾年物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展非常迅速，相關(guān)技術(shù)也非常成熟，但是這些技術(shù)手段也沒有很好的在藥品監(jiān)控上起到很大的作用。許多的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還是處于研究過程，沒有應用到實處，還有待以開發(fā)。

二、工作原理和方案設(shè)想

選用一款超低功耗集成功能強大的單片機來作為中央控制核心，用來數(shù)據(jù)采集、處理和存儲數(shù)據(jù)，對溫度傳感器上的溫度信息進行，將溫度數(shù)據(jù)進行采集存儲，利用現(xiàn)有的無線通信技術(shù)或者是近場通信技術(shù)來將信息讀取到顯示設(shè)備中，以波形或者是圖表的形式顯示相關(guān)溫度信息，只要某時間段溫度不對，那么疫苗在運輸過程中就不在使用冷鏈運輸，同時單片機內(nèi)部還存儲了出廠信息，對于過期產(chǎn)品也能很有利的監(jiān)督。［2］

三、可行性分析

1.創(chuàng)新點

（1）技術(shù)新：本項目基于物聯(lián)網(wǎng)、無線通信、近場通信、計算機相關(guān)技術(shù)等先進技來開發(fā)疫苗冷鏈運輸檢測功能的包裝盒；

（2）應用新：本項目將現(xiàn)代通信技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)充分運用到了藥品監(jiān)控的設(shè)計中，這是一個跨專業(yè)應用實踐。［3］

（3）設(shè)計思路新：目前還未有該設(shè)計方案。

2.實現(xiàn)的可能性

（1）較好團隊基礎(chǔ)：該團隊擁有該課題方向研究經(jīng)驗、研究基礎(chǔ)以及相應技術(shù)知識及科研能力；

（2）具備實驗條件：該項目借助于現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)實驗室實驗條件，具備較好的科研環(huán)境、教師科研團隊的指導、相關(guān)設(shè)備及技術(shù)支持等。

3.可操作性

研究團隊已具備該項目研究的設(shè)備：物聯(lián)網(wǎng)嵌入式教學科研平臺以及配套模塊、zigbee無線傳感網(wǎng)絡(luò)開發(fā)套件、NFC近場通信開發(fā)套件和相關(guān)常用測試儀器及設(shè)備等。

4.可能存在的問題

應用實踐測試驗證所需費用較大，并且需要其他應用單位合作，該問題解決需要借助教師科研項目才能夠保證其有效性。

五、主要技術(shù)路線

本設(shè)計計劃將和兩種通信技術(shù)結(jié)合，實現(xiàn)一個遠程無線倉庫溫濕度智能監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計。系統(tǒng)選用和分別設(shè)計數(shù)據(jù)釆集和無線模塊，實現(xiàn)對溫度傳感器和濕度傳感器的數(shù)據(jù)采集和傳感器網(wǎng)絡(luò)建立。通過的網(wǎng)絡(luò)通信開發(fā)，實現(xiàn)監(jiān)控中心與監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)；使用設(shè)計的監(jiān)控中心軟件，具有連接、監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、讀取監(jiān)測區(qū)域溫濕度信息，數(shù)據(jù)庫管理功能。在數(shù)據(jù)釆集板上設(shè)計了基于的定時器，實現(xiàn)設(shè)備節(jié)點和數(shù)據(jù)采集板的定時休眠功能；無線模塊上設(shè)計繼電器模塊，實現(xiàn)對的供電關(guān)斷控制。整個設(shè)計要以實現(xiàn)低功耗、低成本、遠距離的倉庫溫濕度環(huán)境智能監(jiān)測系統(tǒng)為目標，經(jīng)過部分設(shè)計的改善和移植，本系統(tǒng)可以作為一個適用于各種場合的溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)。［4］

本設(shè)計是一個軟硬件相結(jié)合的現(xiàn)代化計算機監(jiān)測系統(tǒng)。負責溫度數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)挠布脚_包括以下三部分：以無線微處理器為核心的傳輸模塊、基于處理器的數(shù)據(jù)釆集板和遠程傳輸模塊。無線模塊附加的繼電器電路用來控制模塊供電的關(guān)斷；采集板不僅要集合和傳感器電路，還要設(shè)計定時器電路，為系統(tǒng)提供精準的時鐘，計劃實現(xiàn)系統(tǒng)休眠和正常運行兩種工作狀態(tài)自動切換。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸采用自定義的通信協(xié)議，其中包含了的校驗機制，從而保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行浴Ｓ媱澰O(shè)計詳細的軟硬件實現(xiàn)方法和各模塊之間連接方法。最后還要在平臺上完成便于用戶智能化管理的人機交互界面的開發(fā)，其主要功能包括多登陸、數(shù)據(jù)實時顯示、數(shù)據(jù)庫存儲和遠程參數(shù)設(shè)置等。［5］

六、產(chǎn)品推廣和營銷策略

1.服務(wù)模式

本產(chǎn)品的推廣模式采用整體銷售和外包合作相結(jié)合的方式，既可以有運行團隊直接為用戶提供設(shè)計、生產(chǎn)、安裝、調(diào)試服務(wù)也可以與相關(guān)的企業(yè)實行技術(shù)合作，授權(quán)生產(chǎn)和銷售、安裝、售后服務(wù)。

2.運營計劃

在本產(chǎn)品進入公司化實質(zhì)性運行階段后，計劃采取專職與兼職相結(jié)合的方式聘用工作人員，其中公司綜合管理人員、研發(fā)人員、銷售管理人員等選聘相關(guān)專業(yè)畢業(yè)生；生產(chǎn)工作除了專職人員外，可以聘用在校電子信息類專業(yè)大學生兼職；銷售人員除骨干人員外，可以利用校友遍布全國各地的優(yōu)勢，聘請有相關(guān)資源的人員兼職開展銷售。項目實現(xiàn)公司化運轉(zhuǎn)后，預計將直接或間接帶動300人就業(yè)。

3.營銷策略

（1）與國內(nèi)一級學會合作召開相關(guān)產(chǎn)品技術(shù)研討會；

（2）在專業(yè)期刊封面、扉頁刊登產(chǎn)品廣告；

（3）在校內(nèi)創(chuàng)業(yè)園區(qū)建立模擬裝置。

結(jié)語

本研究針對于2016年3月山東警方破獲值5.7億元非法疫苗案件，案件主要是接種疫苗未經(jīng)2℃-8℃存儲冷鏈運輸?shù)囊呙缁蜻^期疫苗，為此，這里借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、嵌入式單片機技術(shù)以及現(xiàn)代通信技術(shù)等，設(shè)計一個具有冷鏈運輸監(jiān)控功能的疫苗包裝盒，包裝盒還可衍生到其它產(chǎn)品或食物的監(jiān)控。

該項目緊跟市場需求，具有一定的前瞻性、應用性和創(chuàng)新性，項目組成員由于參加各類競賽，具有較好的動手實踐能力和文檔編輯能力，所以具有一定的研究基礎(chǔ)和研究能力，能夠保證其研究方案的順利實施。

［1］李立煌等.基于ZigBee的藥品倉庫溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)［J］.伺服控制，2015（3）∶62-66

［2］王吉鳴等. 基于無線自組網(wǎng)的醫(yī)學冷藏品溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)研制［J］.中國數(shù)字醫(yī)學，2015（5）∶50-52

［3］禹大寬等.貼片封裝的光纖Bragg光柵溫度傳感器［J］.儀表技術(shù)與傳感器，2006（9）∶4-5

［4］谷吉海等.藥品冷鏈監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸程序設(shè)計［J］.包裝工程，2014（5）∶21-26

［5］王維娜.基于RFID技術(shù)的第三方醫(yī)藥冷鏈物流實時監(jiān)控系統(tǒng)［J］.物流技術(shù)：裝備版，2015，34（10）∶212-214