陳小花

【摘 要】部分醫(yī)藥用品存儲要求高，確保醫(yī)藥用品儲運過程可靠，溫濕度符合要求，保證冷藏藥品質(zhì)量是藥品管理的重要環(huán)節(jié)。如何高效管理藥品儲運過程，為過程監(jiān)控與追溯提供便利是本文研究目的。本文設計一個基于物聯(lián)網(wǎng)技術的醫(yī)藥用品冷鏈全程監(jiān)控平臺，實現(xiàn)對不同區(qū)域、不同廠家、不同類型設備的溫濕度全程監(jiān)控，可實時了解醫(yī)藥用品存儲環(huán)境的溫濕度變化情況，超出正常閾值時報警提示，跟蹤各監(jiān)測點地理位置。通過該平臺能夠追溯藥品的運輸過程，確保藥品運輸安全，保證用戶安全使用。

【關鍵詞】物聯(lián)網(wǎng)；醫(yī)藥用品；冷鏈物流；監(jiān)控；報警

中圖分類號： TP311.5 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）23-0249-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.23.113

【Abstract】Some drug supplies have high storage requirements.To ensure reliable storage and transportation of drug， the temperature and humidity must meet the requirements.Now it is an important part of drug management.How to efficiently manage the process of drug storage and transportation，and facilitate the process monitoring and traceability is the purpose of this paper.It studies and designs a drug cold chain monitoring platform based on IOT technology.It can monitor temperature and humidity in different regions，different manufacturers and different types of equipment，understand the changes in temperature and humidity in the drug storage environment.It will alarm when the normal range is exceeded，track the location of each monitoring point，by using of the platform，the transportation process of the drug can be traced，ensure safe transportation of drug，safe for users.

【Key words】IOT；Drug；Cold chain；Monitor；Alarm

醫(yī)藥用品冷鏈物流指的是需要冷藏冷凍的醫(yī)藥用品從生產(chǎn)開始，在貯藏、運輸、銷售、直到最終使用過程中的各個環(huán)節(jié)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)藥用品有效的一項系統(tǒng)工程[1]。冷鏈物流系統(tǒng)中如何做到準確、可靠及集中高效對地對儲運過程進行監(jiān)測是行業(yè)內(nèi)的熱點問題[2-4]。一旦冷鏈物流出現(xiàn)問題，不僅會造成巨大經(jīng)濟損失，更會威脅到廣大用戶的生命健康。為加強醫(yī)藥用品管理工作，2015年第十二屆全國人民代表大會常務委員會第十四次會議《關于修改中華人民共和國藥品管理法的決定》修正），第二十八條規(guī)定：醫(yī)療機構必須制定和執(zhí)行藥品保管制度，采取必要的冷藏、防凍、防潮、防蟲、防鼠等措施，保證藥品質(zhì)量[5]。2017年國家衛(wèi)生計生委、食品藥品監(jiān)管總局對《疫苗儲存和運輸管理規(guī)范》修訂，規(guī)范中規(guī)定：有條件的地區(qū)或單位應當建立自動溫度監(jiān)測系統(tǒng)。其測量范圍、精度、誤差等技術參數(shù)能夠滿足疫苗儲存、運輸管理需要，具有不間斷監(jiān)測、連續(xù)記錄、數(shù)據(jù)存儲、顯示及報警功能[6]。各類醫(yī)藥用品存儲環(huán)境要求高，但國內(nèi)對醫(yī)藥用品冷鏈的全程溫濕度自動監(jiān)控的研究與應用還較少?？v觀有基于壓縮感知技術的冷鏈監(jiān)控系統(tǒng)[7]，有使用RFID溫濕度傳感器的監(jiān)控系統(tǒng)；在網(wǎng)絡上有基于LoRa技術的無線通信方案[8]、有基于Zigbee的無線傳輸方案[9]。物聯(lián)網(wǎng)技術的快速發(fā)展及普及為醫(yī)藥用品冷鏈全程溫濕度監(jiān)控提供了技術支撐。本系統(tǒng)將利用物聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)對醫(yī)藥用品的儲運過程自動監(jiān)控，嚴格控制溫濕度，提高醫(yī)藥用品運輸?shù)挠行浴?/p>

1 監(jiān)測平臺的物理部署

信息采集技術是物聯(lián)網(wǎng)的基礎，目前主要采用傳感器和電子標簽等方式完成[10]。本系統(tǒng)將溫濕度傳感器、RFID溫濕度電子標簽放置于存儲設備，如冷庫、冷藏箱等。RFID溫度標簽結合數(shù)字標識與溫度測量，既可進行身份識別又可測量記錄外部環(huán)境的溫濕度，廣泛應用于冷鏈運輸領域。

結合冷鏈物流實際情況，為保證醫(yī)藥用品質(zhì)量安全可靠。一般情況下，在冷藏車、冷庫、冷藏箱或醫(yī)藥用品包裝內(nèi)部放置溫濕度傳感器或者RFID電子標簽。本系統(tǒng)在此基礎上，在儲運環(huán)境中放置自主研發(fā)控制器，通過該控制器讀取傳感器及RFID標簽溫濕度數(shù)據(jù)，通過無線網(wǎng)絡上傳到服務器，服務器經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后展現(xiàn)各個監(jiān)測點的變化情況，當溫濕度超標時，在監(jiān)控平臺上報警，記錄報警日志，根據(jù)嚴重程度及報警機制設置，推送短信到處理人員手機上。同時廠家、冷鏈物流配送機構、監(jiān)管部門等可登陸平臺查看各監(jiān)測點當前溫濕度情況，也可查看監(jiān)測點歷史溫濕度變化記錄。圖1是本平臺的物理部署示意圖。

平臺技術實現(xiàn)中，引入自主設計的控制器。該控制器具備RFID標簽讀卡器功能；GPRS網(wǎng)絡功能，內(nèi)置物聯(lián)卡用于通訊；GPS定位功能，用于監(jiān)測點的定位；多個溫濕度傳感器接口功能，直接讀取溫濕度數(shù)據(jù)；預留通過Zigbee方式達到對冰柜、冷庫、冷藏車內(nèi)的制冷設備調(diào)溫等功能。通過該控制器定時讀取RFID標簽的溫濕度數(shù)據(jù)，也可直接讀取溫濕度傳感器數(shù)據(jù)。另在冷庫類大型存儲環(huán)境下，當異常出現(xiàn)時，首先是醫(yī)藥用品所處的外部環(huán)境溫度異常，逐漸影響到包裝內(nèi)的醫(yī)藥用品自身溫度，此種情況下，當監(jiān)測到醫(yī)藥用品溫度超出范圍時實際已對醫(yī)藥用品質(zhì)量有影響，為能達到對醫(yī)藥用品外部環(huán)境變化的監(jiān)測，起到預警作用，盡早提醒維護人員處理，在此通過控制器對醫(yī)藥用品外部環(huán)境的溫濕度傳感器讀取，在外部環(huán)境變化導致醫(yī)藥用品溫濕度超范圍之前，先行報警。

通過預留的Zigbee對制冷設備進行智能調(diào)溫目前已完成實驗。通過控制器對通用的智能家居設備，如燈控、空調(diào)、送風機進行開關控制，證明技術上可行。但由于冷鏈物流中的制冷設備多為傳統(tǒng)設備，因此智能溫控的進一步使用需待冷鏈物流中制冷設備智能化改造后進行。

在控制器入網(wǎng)方面，考慮到冷鏈物流的可移動性，蜂窩網(wǎng)絡4G＼NB-IOT具有覆蓋廣、移動性能佳、終端聯(lián)網(wǎng)部署便捷等特點，是本系統(tǒng)的首選方案。利用控制器的GPS定位功能，可查看各監(jiān)測點的當前位置，有利于快速定位，當出現(xiàn)報警或者設備故障時可快速處理。也為后續(xù)的醫(yī)藥用品運輸路徑跟蹤查看提供數(shù)據(jù)支持。

2 平臺主要功能設計

為提高用戶使用便捷性及減少系統(tǒng)維護成本，平臺采用B/S架構，廠家、監(jiān)管人員、物流配送管理人員瀏覽器方式即可登錄查看對設備進行集中管理。當用戶使用平臺進行查看時，首先會提醒用戶登錄，根據(jù)用戶賬號信息，與服務器進行用戶鑒權，鑒權通過后系統(tǒng)賦予該用戶對應的可操作權限列表。

2.1 實時查看

考慮系統(tǒng)安全性及信息保密性，平臺為廠家、監(jiān)管人員配置不同的權限，廠家權限僅限于可查看歸屬于本廠家的監(jiān)測點的數(shù)據(jù)信息；而監(jiān)管人員根據(jù)其對應的監(jiān)管區(qū)域，賦予歸屬該區(qū)域內(nèi)的所有監(jiān)測點查看權限。用戶可在指定權限內(nèi)查看某些監(jiān)測點的編號、當前的溫濕度值及采集時間。如圖2所示，當監(jiān)測點較多時，可翻頁顯示各點數(shù)據(jù)。當讀取到溫濕度超出該類設備的正常范圍時，在實時查詢界面中會以紅色標識以示提醒，正常范圍內(nèi)的則以綠色標識。

圖2 監(jiān)控平臺實時查看

2.2 地圖查看

冷鏈物流的特性決定各監(jiān)測點很多情況下不會有固定位置，會根據(jù)運輸需要在流轉，加大監(jiān)管難度。因此安裝在冷藏車、冷庫或冷藏箱各監(jiān)測點的控制器具備GPS定位功能，將極大提高監(jiān)測點管理便利性。在監(jiān)控平臺上點擊地圖查看時，平臺將顯示當前用戶權限范圍內(nèi)各監(jiān)測點所處位置，可縮放地圖，擴大顯示范圍，如圖3所示。系統(tǒng)會定時讀取位置信息刷新地圖。通過此定位功能方便設備維護人員、廠家進行跟蹤檢修，同時也有利于監(jiān)管人員快速定位對監(jiān)測點實施檢查指導，也為跟蹤醫(yī)藥用品的運輸路徑提供數(shù)據(jù)支持。

圖3 監(jiān)控平臺地圖查看

2.3 統(tǒng)計查詢

平臺支持統(tǒng)計查詢功能，可設置不同的查詢條件，如指定企業(yè)或片區(qū)管轄的監(jiān)測點歷史數(shù)據(jù)報表顯示并導出。如選擇指定時間段某些片區(qū)、企業(yè)編號、企業(yè)名稱、設備類型、溫濕度超標與否進行查詢歷史數(shù)據(jù)。

2.4 報警處理

當平臺監(jiān)測到設備超出正常值范圍滿足報警條件時，系統(tǒng)會自動報警，在數(shù)據(jù)庫中寫入報警記錄。并根據(jù)短信報警設置決定是否發(fā)送短信到指定手機號。報警記錄中包含監(jiān)測點編號、所屬企業(yè)、區(qū)域、發(fā)生時間、當前溫濕度值?？稍O置搜索條件，查詢指定報警日志記錄并導出。對發(fā)送的報警，可點擊對應記錄的處理按鈕，添加處理結果及發(fā)生報警的原因分析。

2.5 設備管理

平臺維護不同片區(qū)、不同廠家、不同類型的設備。在添加設備前首先要登記企業(yè)，企業(yè)信息包括：企業(yè)編號，企業(yè)名稱，所屬片區(qū)，企業(yè)類型如生產(chǎn)企業(yè)、冷鏈物流企業(yè)等，負責人，聯(lián)系電話等。設備管理包括：設備類型（如冷庫、冷藏車、冷藏箱等）、設備編號、設備歸屬企業(yè)、所屬區(qū)域、對應的處理負責人，如不設置處理負責任則默認為該企業(yè)負責人。平臺將對設備類型進行分類編制類型ID。根據(jù)管理規(guī)范定義不同的物品其存儲的設備類型不同，其要求的溫濕度范圍不同。當這些設備超出其允許的溫濕度范圍時，系統(tǒng)將上報提醒，并短信報警。各類設備的溫濕度具體標準由系統(tǒng)管理員設置。

2.6 用戶管理

平臺對用戶進行分類，允許創(chuàng)建監(jiān)管人員賬號和企業(yè)用戶管理賬號，由管理員對賬號進行權限分配、刪除、啟停等管理。用戶權限管理提供了系統(tǒng)管理員、普通管理員和普通用戶多級權限，系統(tǒng)會記錄用戶所有操作日志。系統(tǒng)管理員擁有最高權限，可以管理用戶賬號；而普通管理員只能修改、查看本區(qū)域或本企業(yè)數(shù)據(jù)和設備；普通用戶只能查看本區(qū)域或本企業(yè)監(jiān)測點設備數(shù)據(jù)信息，無修改權限。用戶權限包括用戶的增刪改。權限設置包括：基本資料維護、用戶與權限、監(jiān)測點設置、設備參數(shù)設定、查詢、歷史數(shù)據(jù)保存、情況歷史記錄等。

2.7 系統(tǒng)管理

此模塊功能僅對系統(tǒng)管理員賬號開放。用于設置個各類設備的溫濕度正常范圍；報警靈敏度等，如為避免環(huán)境的溫濕度波動，造成誤報，系統(tǒng)可設置連續(xù)檢測到多次超出范圍后觸發(fā)報警。用戶登錄后的自動注銷功能、是否允許遠程調(diào)節(jié)制冷設備溫濕度等功能。

3 結論

在冷鏈管理中應遵循3T原則，即產(chǎn)品的最終質(zhì)量取決于冷鏈的儲藏與流通時間（Time）、溫度（Temperature）和產(chǎn)品耐藏性（Tolerance）[11]。據(jù)預測，未來我國需冷藏冷凍的醫(yī)藥用品將持續(xù)增長，市場潛力大。且冷鏈物流不僅限于醫(yī)藥用品領域，伴隨消費者對食品安全意識的提高，冷鏈物流在農(nóng)產(chǎn)品運輸方面也有很大應用空間，未來冷鏈物流會進入快速發(fā)展期。冷鏈物流的監(jiān)控平臺功能，目前更多在監(jiān)視上，從監(jiān)視過渡到高效控制及預防將是其中一個重要發(fā)展方向，結合設備智能化發(fā)展趨勢，利用智能家居技術，通過對制冷設備智能化改造，如何對儲運過程中的制冷設備進行智能控制精準調(diào)節(jié)溫濕度，使儲運物品能夠穩(wěn)定保持在有效溫濕度范圍內(nèi)，這將是技術重點。醫(yī)藥用品的冷鏈物流管理及監(jiān)控將日趨完善。

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