醫(yī)藥疫苗冷鏈物流監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

王進 周鵬飛 邱曉榮

摘 要：近年來，醫(yī)藥疫苗冷鏈物流的安全和全程可追溯越來越受到人們的關(guān)注，但是關(guān)于醫(yī)藥疫苗冷鏈物流過程中的溫控和定位相關(guān)的研究與應(yīng)用還比較少。該文研究設(shè)計一個醫(yī)藥疫苗冷鏈物流GPS可追溯系統(tǒng)，系統(tǒng)能夠確保疫苗產(chǎn)品的運輸安全，保證終端用戶安全使用，確保人民的生命財產(chǎn)安全。

關(guān)鍵詞：STM 冷鏈物流 GPS 可追溯

中圖分類號：TP311.52 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）02（b）-0005-02

2016年某月，山東警方破獲了一起案值5.7億元非法醫(yī)藥疫苗案，大批醫(yī)藥疫苗未經(jīng)嚴格冷鏈存儲運輸，被銷往全國24個省市。這些醫(yī)藥疫苗包含25種兒童、成人用二類疫苗。至此，醫(yī)藥疫苗的全程物流可追溯監(jiān)控再度引起了社會的廣泛關(guān)注。

醫(yī)藥疫苗冷鏈物流指的是需要冷藏冷凍的醫(yī)藥疫苗從生產(chǎn)開始，在貯藏、運輸、銷售、直至最終使用前的各個環(huán)節(jié)中都必須保證在規(guī)定的低溫環(huán)境下，防止因升溫產(chǎn)生異變，從而確保醫(yī)藥疫苗的藥效的一項系統(tǒng)工程。它是隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，特別是冷凍冷藏技術(shù)的成熟，以及現(xiàn)代物流業(yè)的發(fā)展而建立起來的。

如果醫(yī)藥疫苗冷鏈物流出現(xiàn)問題，不僅僅會造成巨大經(jīng)濟損失，更會威脅到廣大接種疫苗人士的生命健康。但國內(nèi)關(guān)于醫(yī)藥疫苗冷鏈全程溫控和定位方面的研究與應(yīng)用還比較少。該系統(tǒng)是一個基于STM的冷鏈物流全程可追溯系統(tǒng)，系統(tǒng)實現(xiàn)了對疫苗運輸過程中的溫度信息和位置信息進行實時監(jiān)控，減少疫苗冷鏈過程中突發(fā)的“斷鏈”損失，對保證疫苗產(chǎn)品的質(zhì)量安全、減少物流成本和貨損成本、提高運輸效率等方面具有非常積極的現(xiàn)實意義。所采集的數(shù)據(jù)可以作為疫苗安全監(jiān)控部門完整的信息依據(jù)；疫苗運輸?shù)娜潭ㄎ桓?，為特殊情況的發(fā)生做好應(yīng)急響應(yīng)；良好的運輸環(huán)境，為疫苗的接種者提供安全保障。

1 關(guān)鍵技術(shù)

1.1 STM8

STM8S103系列是法國ST公司推出的一款性價比非常高的單片機，具有3級流水線哈佛結(jié)構(gòu)，具有8K Flash、1KRAM、640字節(jié)的EEPROM，最多有27個外部中斷，3個定時器，同時還具有UART、SPI、IIC通信接口等。STM8S103系列單片機與其他同價格的單片機比較，具有豐富的系統(tǒng)資源和廣闊的應(yīng)用前景。

1.2 GPS技術(shù)

全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，簡稱GPS，是一種通過美國發(fā)射的24顆GPS衛(wèi)星，可在在全球范圍內(nèi)進行準(zhǔn)確定位的系統(tǒng)。它是美國國防部主導(dǎo)建立的一種具有全天候、全方位、全時段、高精度的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，能夠給終端用戶提供高精度的經(jīng)緯度、速度以及定時等方面的實時信息，具有導(dǎo)航、定位和定時的強大功能。

目前，GPS導(dǎo)航相關(guān)的應(yīng)用產(chǎn)業(yè)在國民經(jīng)濟中已經(jīng)發(fā)揮著越來越重要的作用，己經(jīng)從最初的軍事應(yīng)用領(lǐng)域逐步滲透到越來越多的行業(yè)領(lǐng)域。如應(yīng)急救援領(lǐng)域，通過GPS，警察和救護人員可以第一時間趕到出事地點，從而提高緊急事件處理的響應(yīng)效率；在農(nóng)業(yè)種植領(lǐng)域，通過GPS技術(shù)實現(xiàn)農(nóng)田作物信息的實時定位獲取，包括農(nóng)田土樣監(jiān)測、病蟲害防治、作物產(chǎn)量監(jiān)測等，將采集的數(shù)據(jù)傳送給計算機進行處理，決策出農(nóng)田地塊最佳的管理措施；在娛樂消遣方面，利用GPS技術(shù)，人們可以在陌生的城市里旅游時避免迷失方向，并且可以找到自己需要到達的目的地等等。

1.3 GPRS技術(shù)

GPRS技術(shù)，也被稱為通用分組無線服務(wù)技術(shù)，是第二代和第三代個人移動通訊技術(shù)之間的一種移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。它不僅擁有較快的數(shù)據(jù)傳輸速度和較低的成本，其應(yīng)用范圍也特別廣泛，已經(jīng)得到了廣大用戶的認可。通過GPRS，人們可以隨時隨地瀏覽網(wǎng)上的信息，可以與朋友進行聊天等等，極大的方便了人們的日常生活。目前在物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)應(yīng)用中，一般采用GPRS技術(shù)作為廣域網(wǎng)無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹饕侄魏头椒ā?/p>

2 系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

醫(yī)藥疫苗特殊性和冷鏈物流全程低溫運輸?shù)奶攸c決定了系統(tǒng)必須大幅改進傳統(tǒng)的單一溫度記錄儀實現(xiàn)方式，轉(zhuǎn)而建立基于物聯(lián)網(wǎng)的全程溫度監(jiān)控、GPS定位的實時監(jiān)控信息平臺。在此大背景下，實際動手搭建一個基于STM的醫(yī)藥疫苗冷鏈物流GPS可追溯系統(tǒng)，系統(tǒng)基于STM8主控芯片、DS18B20溫度傳感器、UBlox GPS定位模塊、GPRS模塊和上位機監(jiān)測模塊，實現(xiàn)對冷鏈物流的溫度、位置等信息的全過程實時監(jiān)控，重點分析醫(yī)藥疫苗冷鏈物流的全程可追溯，促進醫(yī)藥疫苗在實時監(jiān)管、冷鏈物流方面的研究與發(fā)展。整個系統(tǒng)的硬件框架如下圖所示。

整個系統(tǒng)的實現(xiàn)，即通過成熟的物聯(lián)網(wǎng)，大幅革新現(xiàn)有的溫度監(jiān)控手段，在整個生產(chǎn)流程管理和冷鏈物流管理過程中，將溫濕度情況記錄在帶有溫濕度傳感器的存儲模塊中，然后通過GPRS模塊上傳到上位機端，通過上位機的后期存儲、加工和處理，最終實現(xiàn)整個疫苗運輸過程的實時監(jiān)管。同時，將過往的環(huán)境溫濕度數(shù)據(jù)和GPS數(shù)據(jù)進行嚴格的監(jiān)控、記錄、分析和決策，并通過上傳到物聯(lián)網(wǎng)云管理信息平臺，最終通過專業(yè)的軟件對數(shù)據(jù)進行分析和輸出。

通過該監(jiān)測平臺，主要可以實現(xiàn)以下功能：（1）溫度曲線監(jiān)控：可實時監(jiān)控某一車輛或某一貨物（該貨物己與溫度標(biāo)簽綁定）的溫度并通過曲線方式反應(yīng)在屏幕上；（2）溫度自動告警：當(dāng)某一貨物溫度超過上限或低于下限時自動告警，并自動發(fā)送告警短信至相關(guān)人員；（3）歷史溫度査詢：可查詢某一車輛或某一貨物在一段時間范圍內(nèi)的溫度日志；（4）溫度告警査詢：可查詢在一段時間范圍內(nèi)的溫度告警記錄。（5）對運輸車輛進行全方位的定位追蹤等等。

3 結(jié)語

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和人們對醫(yī)藥疫苗全程可追溯的日趨重視，我國醫(yī)藥疫苗冷鏈物流的市場潛力巨大。據(jù)國家權(quán)威部門的調(diào)查預(yù)測，今后十年內(nèi)，我國需要冷藏冷凍的醫(yī)藥產(chǎn)品大致能保持10%以上的產(chǎn)銷增長，這也為冷鏈物流的發(fā)展帶來了較好地商業(yè)契機。

從醫(yī)藥疫苗冷鏈物流系統(tǒng)技術(shù)體系分析，我國目前正處于相關(guān)技術(shù)的培育孵化和上升階段，許多國際領(lǐng)先的成熟技術(shù)在我國還處于空白或嘗試起步階段，譬如新型制冷系統(tǒng)及制冷劑的研制研發(fā)，新型低溫包裝材料、冰溫貯藏等技術(shù)的推廣等。可以預(yù)見，不久的將來，隨著國內(nèi)科技的發(fā)展和相關(guān)政策法規(guī)的不斷完善，國內(nèi)醫(yī)藥疫苗冷鏈物流體系將日趨完善。

參考文獻

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