温度敏感性产品,如冷藏药品、奶制品和农产品等,从生产、贮藏运输、销售,到消费前的各个环节中,始终处于规定的低温环境下,以保证产品的质量。这就需要一项低温系统工程一一“冷链”。特别是医药行业,药品的质量关乎人民的健康与社会的安定,而且它比一般农产品对冷藏条件要求更高。确保冷藏药品的质量安全是医药冷链的主要目的,保持低温环境是医药冷链的核心要求。
我国医药冷链行业正处于起步阶段,发展现状可总结为:(1)医药市场需求激增,医药冷链物流发展空间广阔;(2)缺少执行力强的行业标准,近79%的冷藏药品在运输中没有温度监测;(3)信息系统不完善,缺乏上下游信息的衔接和共享,常出现“断链”现象;(4)基础设备落后,自动化水平低,难以保证可靠性;(5)专业人才匮乏。可见,我国医药冷链正面临着严峻的考验,亟待建立全程监测和追溯系统,构建信息化服务平台。
本论文在查阅大量文献和调研国内外监测设备的基础上,针对我国医药冷链监测的特点和不足,研制了一款基于无线传感器网络技术的智能温度记录仪。主要研究内容如下:
1. 无线传感器网络技术研究
无线传感器网络(Wireless SensorNetwork,WSN)一种新兴的高科技产业,以其微型化、低功耗、自组网等独特的优点,被广泛应用于军事、环境监测和预报、医疗、智能家居、大型仓库管理等领域。WSN目前在物流行业的主要应用包括仓储环境监测、在途货物监测和货物管理等。若将WSN应用于医药冷链,可实现真正的无人值守、自动化监测,极大地避免因冷链设备自身故障、人为操作失误、制冷剂失效等问题引起地冷藏药品的质量问题,保障医药冷链设备持续有效的运行,从而提高医药冷链的可靠性。
无线传感器网络的拓扑结构有星型网、树形网和网状网。星型网是一个单跳网络,结构最简单,最易实现,最容易诊断维护故障,适用于小范围室内监测。树形网是分级的集中控制型网络,成本较低,节点易于扩充。但各子节点对母节点的依赖性强,若母节点发生故障,则其子节点都不能正常工作。网状网是一个多跳网络,任意两个节点间均可通信,因此该网络传输距离远,覆盖范围大,自愈能力强,网络可靠性高,但该网络结构复杂,可维护性差。综上所述,各种网络结构都有其优缺点,适用于不同场合。本文最终采用节点功耗最低的星型网络拓扑结构,以监测终端为网络协调器,构建低功耗、短延时、易于维护的高效的监测网络系统。
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