基于RFID 的药品冷链智能监控系统探究

□董国应

一、研究背景

随着国家对生物技术产业的支持力度进一步加大，以生物制品为主体的冷藏药品冷链物流行业也得到了较快的发展，并带动了一系列冷藏物流，冷链监控设备生产、运输、销售的企业及商家的经济发展迅速。但由于监管部门的监管不到位，监管手段及监控系统存在不完善的情况下，在利益驱使的背后，也不乏为谋取暴利而从中大动手脚的非法分子。我国典型的冷藏药品冷链温控技术产品及存在的缺点如下:一是温度标签试纸:高温灵敏而低温不灵敏，对迅速变化又恢复的环境不能起到监控作用，环境酸碱性影响大，且有效期大多短于药品有效期。二是温度显色标签卡:属于即用型，变色后存在被不法分子用新标签替换而掩盖事实的可能。三是电子温度记录标签:属于使用周期短，记录数据保存时间短的一次性标签，使用成本较高。四是RFID 温度标签:记录数据可修改，易给不法分子可乘之机，且高温对其记录影响较大。五是RFID 温度标签+GPS:不能在多张标签中读取到固定的某一张的数据，且接收到的只是车厢内的数据，而不是药品本身所处包装品内的环境。因此如何建设完善可靠、规范管理的冷藏药品冷链物流，已成为我国冷藏药品冷链物流面临的重要课题。

图1 研究技术路线

二、项目研究的总体思路

项目主要源于现今我国的冷藏药品研制水平虽然有很大的提高，但在其物流运输途中却仍然出现大量的问题，其原因主要还是由于监管部门的监管手段比较滞后，给了犯罪分子可乘之机。于是本项目从如今已有的技术出发，整合已有的技术资源，将RFID 技术、温度传感技术、GPRS 技术及因特网技术结合使用，利用包装工程技术将无源电子标签安放于物流运输途中包装冷藏药品的包装产品内随产品一起运输，利用温度传感技术实现对冷藏药品所处环境的温湿度数据进行实时监控并收集数据。

三、研究方法步骤及研究结果

(一)研究方法。结合前人研究与已有技术，通过整合优化、程序改进、硬件完善后确定了本项目的研究方向和软硬件装备流程。

RFID 技术:RFID 是Radio Frequency Identification 的缩写，即射频识别，俗称电子标签。RFID 系统由一个阅读器、应答系统和许多标签组成，标签进入磁场后接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流获得的能量发出芯片内产品信息，解读器收集并对其进行解码再发送到中央信息系统进行有关信息的处理。RFID 射频识别技术是一种非接触式自动识别技术，它通过射频信号自动识别高速运动的多个目标对象并获取相关的数据，识别工作无需人工干预，并可作用于任何恶劣环境，操作方便快捷。

通过实验室实验验证后确定本监控程序监控流程如图3 所示，通过实验室试运行后可方便快捷地收集到目标对象周围环境的温湿度变化情况，并且监控数据的存储与检查均已实现，由此确定了本项目极大的可行性。GPRS 技术是一种基于GSM 系统的无线分组交换技术，以分组的形式提供端到端、广域的无线IP 连接。

图2 软硬件工作流程图

(二)研究步骤。通过分析监控系统功能需求，建立药品冷链智能监控系统的总体构架，基于RFID 和GPRS 技术，搭建系统的硬件平台，设计并选定与之匹配的信息感知、信息传输和信息应用的硬件设备。针对软件系统的优化与设计，可运用Visual Studio 2008．SQL Server2008 开发平台，采用C#语言设计开发药品冷链监控系统与信息管理系统的各功能模块，应用UDP 传输协议设计各应用模块之间的数据传输接口程序，实现冷藏药品温湿度数据的采集与记录、读取与传输、实时监控与时间历程回放以及药品从生产、仓储、物流到消费者的全程溯源等功能。还可以设计防信号干扰模块和防标签碰撞模块程序，解决系统应用中的信号干扰问题以及多标签读取时的碰撞问题。最后在实验室通过对软硬件系统联调测试，检验是否达到预期标准。

(三)研究结果。实验室建立了一套冷链监控硬件系统，并通过程序优化设计成功得到各硬件间接口元件系统及数据接收储存系统等软件系统，通过实际操作验证，确定了此监控系统能够达到收集数据、处理数据、发送数据、接收数据、储存数据等目标要求。

［1］王宇航．基于RFID 的药品包装信息管理系统［D］． 北京交通大学，2011

［2］邓宏飞．基于RFID 的药品包装信息管理系统——人机交互和信息处理模块的研究与实现［D］．北京交通大学，2011

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