基于RFID 的藥品冷鏈智能監控系統探究

□董國應

一、研究背景

隨著國家對生物技術產業的支持力度進一步加大，以生物制品為主體的冷藏藥品冷鏈物流行業也得到了較快的發展，并帶動了一系列冷藏物流，冷鏈監控設備生產、運輸、銷售的企業及商家的經濟發展迅速。但由于監管部門的監管不到位，監管手段及監控系統存在不完善的情況下，在利益驅使的背后，也不乏為謀取暴利而從中大動手腳的非法分子。我國典型的冷藏藥品冷鏈溫控技術產品及存在的缺點如下:一是溫度標簽試紙:高溫靈敏而低溫不靈敏，對迅速變化又恢復的環境不能起到監控作用，環境酸堿性影響大，且有效期大多短于藥品有效期。二是溫度顯色標簽卡:屬于即用型，變色后存在被不法分子用新標簽替換而掩蓋事實的可能。三是電子溫度記錄標簽:屬于使用周期短，記錄數據保存時間短的一次性標簽，使用成本較高。四是RFID 溫度標簽:記錄數據可修改，易給不法分子可乘之機，且高溫對其記錄影響較大。五是RFID 溫度標簽+GPS:不能在多張標簽中讀取到固定的某一張的數據，且接收到的只是車廂內的數據，而不是藥品本身所處包裝品內的環境。因此如何建設完善可靠、規范管理的冷藏藥品冷鏈物流，已成為我國冷藏藥品冷鏈物流面臨的重要課題。

圖1 研究技術路線

二、項目研究的總體思路

項目主要源于現今我國的冷藏藥品研制水平雖然有很大的提高，但在其物流運輸途中卻仍然出現大量的問題，其原因主要還是由于監管部門的監管手段比較滯后，給了犯罪分子可乘之機。于是本項目從如今已有的技術出發，整合已有的技術資源，將RFID 技術、溫度傳感技術、GPRS 技術及因特網技術結合使用，利用包裝工程技術將無源電子標簽安放于物流運輸途中包裝冷藏藥品的包裝產品內隨產品一起運輸，利用溫度傳感技術實現對冷藏藥品所處環境的溫濕度數據進行實時監控并收集數據。

三、研究方法步驟及研究結果

(一)研究方法。結合前人研究與已有技術，通過整合優化、程序改進、硬件完善后確定了本項目的研究方向和軟硬件裝備流程。

RFID 技術:RFID 是Radio Frequency Identification 的縮寫，即射頻識別，俗稱電子標簽。RFID 系統由一個閱讀器、應答系統和許多標簽組成，標簽進入磁場后接收解讀器發出的射頻信號，憑借感應電流獲得的能量發出芯片內產品信息，解讀器收集并對其進行解碼再發送到中央信息系統進行有關信息的處理。RFID 射頻識別技術是一種非接觸式自動識別技術，它通過射頻信號自動識別高速運動的多個目標對象并獲取相關的數據，識別工作無需人工干預，并可作用于任何惡劣環境，操作方便快捷。

通過實驗室實驗驗證后確定本監控程序監控流程如圖3 所示，通過實驗室試運行后可方便快捷地收集到目標對象周圍環境的溫濕度變化情況，并且監控數據的存儲與檢查均已實現，由此確定了本項目極大的可行性。GPRS 技術是一種基于GSM 系統的無線分組交換技術，以分組的形式提供端到端、廣域的無線IP 連接。

圖2 軟硬件工作流程圖

(二)研究步驟。通過分析監控系統功能需求，建立藥品冷鏈智能監控系統的總體構架，基于RFID 和GPRS 技術，搭建系統的硬件平臺，設計并選定與之匹配的信息感知、信息傳輸和信息應用的硬件設備。針對軟件系統的優化與設計，可運用Visual Studio 2008．SQL Server2008 開發平臺，采用C#語言設計開發藥品冷鏈監控系統與信息管理系統的各功能模塊，應用UDP 傳輸協議設計各應用模塊之間的數據傳輸接口程序，實現冷藏藥品溫濕度數據的采集與記錄、讀取與傳輸、實時監控與時間歷程回放以及藥品從生產、倉儲、物流到消費者的全程溯源等功能。還可以設計防信號干擾模塊和防標簽碰撞模塊程序，解決系統應用中的信號干擾問題以及多標簽讀取時的碰撞問題。最后在實驗室通過對軟硬件系統聯調測試，檢驗是否達到預期標準。

(三)研究結果。實驗室建立了一套冷鏈監控硬件系統，并通過程序優化設計成功得到各硬件間接口元件系統及數據接收儲存系統等軟件系統，通過實際操作驗證，確定了此監控系統能夠達到收集數據、處理數據、發送數據、接收數據、儲存數據等目標要求。

［1］王宇航．基于RFID 的藥品包裝信息管理系統［D］． 北京交通大學，2011

［2］鄧宏飛．基于RFID 的藥品包裝信息管理系統——人機交互和信息處理模塊的研究與實現［D］．北京交通大學，2011

［3］易靜薇，張春穎，王棟，李娜，王福清．我國冷藏藥品冷鏈物流的現狀及問題研究［J］．物流科技，2009

［4］劉俊齊．醫藥冷鏈物流質量管理模式研究［D］．武漢理工大學，2011

［5］劉娜，李銳．淺議RFID 技術在冷鏈物流中的應用［J］．信息科技，2010

［6］阮衛華．數據挖掘技術在物聯網的應用初探［J］．中國商貿，2013

［7］徐勇軍，劉禹，王峰．物聯網關鍵技術［M］．北京:電子工業出版社，2012