基于微信公众平台的冷链监测系统的开发

耿向南

南京医科大学第一附属医院，江苏南京 210029

基于微信公众平台的冷链监测系统的开发

耿向南

南京医科大学第一附属医院，江苏南京 210029

冷链监测在医院里主要用于一些对温度要求比较严格的设备，如血库的冰箱、血浆解冻仪及实验室的超低温冰箱。随着无线通讯技术的发展，通过对设备安装温度传感器并将温度信息通过无线方式传输至计算机中进行保存和分析，并通过全球移动通信系统（Global System for Mobile Communication，GSM）模块发送短信报警从而达到实时监测的目的[1-2]。有文献报导，利用物联网技术和无线传感技术，研究开发了医院冷链管理监测系统，用户通过网页浏览方式进行查看，系统通过短信平台实现短信提醒等功能[3]。随着移动终端及移动网络的发展，移动终端的数据通讯功能被越来越多的运用在实时监测方面，也有文献报导基于智能手机终端对冷链系统进行开发和应用[4]。近年来微信的发展非常迅速，微信公众平台也为开发者提供了一个优异的平台及解决方案。基于微信公众平台开发医疗信息服务系统，为患者提供丰富的医院信息查询及预约挂号查询服务等[5]。本文基于对微信公众平台的开发，将物联网技术与微信公众平台相结合，设计了一套接入方便，交互友好的冷链监测系统。

1 系统设计

系统由多个无线温度传感器节点及冷链服务器组成。无线温度传感器节点采集温度信息，通过无线方式传至冷链服务器，各节点之间互不干扰。冷链服务器将所采集到的信息进行存储并与公众平台服务器连接，从而把所采集到的信息发送至移动终端。

1.1 硬件部分实现

无线温度传感器节点由MCU模块、测温传感器及短距离无线数传模块组成。接收端模块将接收到的数据传入计算机并调用数据库进行保存。测温传感器的选择根据所测设备的温度范围及使用环境来选择。对于非深低温冰箱，选择DS18B20温度传感器，通过单总线的方式与MCU进行通讯，并采用不锈钢封装，可在不影响测量准确度的同时有效防水。对于深低温冰箱的测温，传感器则采用电偶温度传感器。MCU选取体积小、工作稳定、低功耗的芯片，并需具备独立的SPI接口及寄存器，通过SPI接口对无线通信模块的寄存器进行设置。本文选取MSP430F2013单片机作为控制芯片，与无线模块的工作电压平均为3.3 V，不需要额外的电平转换电路。

无线数传模块采用美国TI公司CC1101，CC1101主要工作在300～348 MHz、387～464 MHz及779～928 MHz频段，具有高灵敏度、低电流消耗的特点，与MCU采用SPI通信[6]。由于不需要太高的通信速率和节点路由，采用CC1101相比于zigbee芯片则更为经济[7]。本文在433 MHz的频段下进行通信测试，在地址滤波的同时，在数据包的发送中加入字头及验证字节，既能记录温度传感器的来源点，也能有效地避免干扰。

1.2 微信公众平台的开发

微信是腾讯公司推出的一款为智能终端提供即时通讯服务的应用程序，它支持跨通信运营商、跨操作系统平台，通过网络快速发送包含文本、图片、语音等信息。通过对微信公众平台的开发，可实现移动终端对温度的实时查询和历史回溯等功能[8]。具体实现线路示意图，见图1。

图1 冷链服务器连接示意图

首先需把存有冷链温度的服务器与微信公众平台服务器进行连接，公众平台开发要求开发者设置URL及Token（用来验证）。URL指向用于存储采集数据的服务器，公众平台服务器要求接入开发者计算机的端口必须为80，非80端口无法正常的接收和发送数据。本文使用“花生壳”申请二级域名，由于医院内部计算机大部分都是非公网IP，需要对路由器进行端口映射设置，才能建立起用户服务器与公众平台服务器的连接。

公众平台服务器的连接请求通过HTTP的GET参数传输，会额外带上signature、timestamp、nonce三个参数，signature是对timestamp、nonce及Token进行SHA1加密后的字符串，冷链服务器收到公众平台服务器的请求后同样进行加密算法，得到signature后与公众平台服务器的signature对比，从而排除恶意第三方的连接。

本文使用PHP进行开发，在用户微信客户端向冷链服务器发送消息时，微信公众服务器会将消息以特定格式的XML形式发给公众账号服务器，包含发送方的ID、消息类型以及消息内容等。在冷链服务器对XML进行解析后则可读取用户客户端所发出的请求，从本地mysql数据库中读取相应数据以XML格式发回给公众平台服务器，在用户微信客户端则能接收到相应数据。血库冰箱温度监测记录，见图2。

图2 血库冰箱温度监测记录

2 结论

本文通过对微信公众平台的开发，实现了利用智能手机终端对冷链温度的监测，并用于输血科监测储血冰箱的温度，为科室及设备管理人员提供了良好的接入及用户体验。相比于其他不同的智能手机系统开发移动终端应用程序更加容易实现，设备使用及管理人员的操作也更为简单。微信作为一款成熟的软件，在跨平台、跨操作系统的移动终端的兼容性上都具有很大的优势。

但是通过微信公众平台进行开发也具有一定的局限性，公众账号所提供的接口受微信平台本身限制，在消息的主动推送上也受限制（订阅号每天1条，服务号每月1条），而且微信本身为了避免公众账号对微信用户的打扰，订阅号的推送消息不对用户进行提醒，用户只能在聊天界面打开订阅号时才能查看消息。这意味着在异常报警的实时性受到了一定程度的影响，用户要获取相关信息时必须首先向微信公众平台账号发送相应的命令。

在医院实际应用中，不仅可以将微信公众平台与冷链相结合，只要针对采集前端进行开发，在应用于医院其他医疗设备的状态监测及管理上都具有很大的意义和前景。

[1]何金枝,毛海燕,周国运．基于单片机的GSM远程温度控制器设计[J]．制造业自动化,2012,（11）：128-131．

[2]赵方,吴必瑞,卢青波．基于MSP430的温室大棚温度远程监控系统[J]．农机化研究,2012,（5）：182-187．

[3]沈崇德,童思木,孙炜一．基于物联网技术的医院冷链管理信息系统研究[J]．医疗卫生装备,2013,31（3）：31-32．

[4]黄峰,伍良启．基于智能手机终端的冷链物流信息平台开发与应用[J]．物流技术,2012,（5）：126-128．

GENG Xiang-nan
The First A ffi liated Hospital of Nanjing M edical University, Nan jing Jiangsu 210029, China

Development of a Wechat-Platform-Based Cold Chain M onitoring System

本文将物联网技术与微信公众平台相结合，设计了一套接入方便、交互友好的冷链监测系统。系统由多个无线温度传感器节点及冷链服务器组成，无线温度传感器节点采集温度信息，通过无线方式传至冷链服务器进行存储。冷链服务器与公众平台服务器连接，从而实现移动终端对温度的实时查询和历史回溯等功能。

冷链监测系统；温度传感器；冰箱；微信公众平台；物联网技术

With the combination of the internet of things technology and Wechat public platform, an easyto-use and user-friendly cold chain monitoring system was designed in this paper, which consisted of multiple w ireless temperature sensor nodes and cold chain servers. The temperature information acquired by using w ireless temperature sensor nodes would be transm itted to the cold chain server for storage via the w ireless method. Connection of the cold chain server w ith the public platform server realized rich functions on mobile term inals, including real-time query and history retrospection.

cold chain monitoring systems；temperature sensor；refrigerator；Wechat public platform；internet-of-thing technology

TP277

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2015.11.026

1674-1633（2015）11-0084-02

2015-06-10

2015-06-19

作者邮箱：geng0703255@126．com