部队疫苗冷链随行实时监控技术构建

高东旗，杨会锁，邓　兵，李金玉，李　宏，宋文静，甘　露

部队疫苗冷链随行实时监控技术构建

高东旗，杨会锁，邓兵，李金玉，李宏，宋文静，甘露

目的：运用信息化技术构建部队疫苗冷链监控系统。方法：通过运用物联网技术、云计算技术、射频技术，对疫苗冷链的全流程进行全自动不间断实时监控，覆盖整个疫苗流转过程，并把温度数据集中传输至指定的系统服务器（冷链云平台）。结果：该系统实现了温度数据的不间断监测及超温报警，可以有效地防止断链情况，大大提高了疫苗储运的安全性。结论：该冷链监控系统为平战条件下的疫苗等需要冷藏物品提供了可靠的技术保障。

部队；疫苗；冷链；监控

0　引言

疫苗的安全性日益受到重视[1-3]。运用信息化手段建设疫苗冷链监测系统是消除疫苗事故隐患、有效监控疫苗冷链的有效措施[4-6]。目前，国内已有地方疾病控制中心开始探索运用冷链监测系统对储存疫苗的冷库、冷链设备进行温度监控[7-8]。部队目前对疫苗部分运送过程及末端接种缺乏监测，各个环节均无温度失控报警装置，也缺乏野战条件下对疫苗冷链的监控。我们建立的平战时疫苗冷链实时监测系统监测数据传输不受地域、距离限制，保证了疫苗储运及接种过程中的实时有效的温度监控，可以提高我军野战条件下疫苗等需要冷藏物品的随行保障技术。

1　总体构建

通过运用物联网技术、云计算技术、射频技术，对疫苗冷链的全流程进行全自动不间断实时监控，并把温度数据集中传输至指定的系统服务器（冷链云平台）。将疫苗从冷库储存、冷链冷藏箱运输、接种点冷藏箱存放的全部流转过程中的温度纳入实时在线监控系统，有效地防止断链情况，系统架构图如图1所示。

2　硬件

2.1冷链保温箱

采用内置天线、4层板设计。程序采用先进先出的方式存储数据。主芯片为微控制单元（micoro controller unit，MCU）和全球移动通信系统（global system for mobile communication，GSM）模块。北斗模块的通信方式是串口连接。使用AT命令来控制GSM模块和北斗模块。界面显示的各种信息可以反映冷藏箱当前仪器的状态，也可以通过按键设置查看冷藏箱的一些设置参数等。

2.2其他设备

冷库的监控采用有线485温度变送器+局域网的架构。冷库的温度实时监控由一台设置在本地的计算机与串口服务器组成监控局域网，串口服务器再通过RS-485总线获取若干个冷库中每一台温度变送器的实时温度数据，在本地监控计算机上进行显示与记录。其他设备包括温度记录仪JD-Y20智能医用冰箱ACM370L、PC服务器、串口服务器、2.4GHz射频中继器等。

3　软件

软件部分包括温度监控平台软件和保温箱程序软件。编程语言：C语言、IAR Embedded Workbench IDE。运行平台：Windows平台。通用分组无线服务技术（general packet radio service，GPRS）的数据存储在MCU的FLASH里面。主要程序如下：

4　主要功能

军区疾控中心冷链监控系统分为疫苗冷库监控系统、冷链保温箱监控系统、冷链室监控系统、软件平台四大组成部分。可以实现全覆盖不间断的温度监测、记录，实现不同地点、多种类冷链设备温度的统一监控管理；对疫苗领取过程中的温度、位置、数量进行实时监控。

整套冷链监控系统分为：（1）本地层：实时采集和收集温度数据，将数据传输至云端层；温度数据实时显示；本地的声光报警。（2）云端层，即远程服务器所在地的系统：可完成数据汇总、备份打印；可实时查看本地层温度数据及历史数据；短信报警功能。软件界面如图2所示。

图2　软件界面

4.1操作界面功能

该界面功能包括：（1）平面图显示温度数据，自主控制平面图上显示的设备个数、位置、字体等参数。（2）支持报警超标线显示，具有曲线的缩放、时间查询、缺数显示、曲线保存、曲线打印等功能。（3）支持温度、时间查询，数据保存，数据打印。（4）显示当前所查看时间段内的数据最大值、最小值以及平均值。

4.2管理界面功能

支持分组管理与权限分级管理。只有系统管理员才能对整个系统的参数进行修改设置，一般用户可以查询所负责的监测点的数据，领导用户可以查询所有监测点的数据，非授权用户不能查看或修改系统数据。

4.3仪器管理功能

支持通过管理功能在线设定温度变送器工作参数，支持网络客户机访问主机监管系统局域网、互联网访问温度在线监测，支持多用户同时查询数据、查看实时监测数据，数据与总控中心同步。

4.4数据修补功能

支持将温度变送器下载的数据导入温度在线监测系统数据库，确保数据库数据的完整性。

4.5自动备份

具有定时自动备份功能，防止因系统宕机导致的数据丢失。

4.6灾难恢复

系统具有恢复功能。

4.7报警功能管理

系统提供多种报警，如声光、GSM短信、声卡报警等。

5　应用效果

该系统实现了温度数据不间断监测和超温报警，大大提高了疫苗储运的安全性。

5.1疫苗冷库监控系统

当温度超标时，温度变送器可发出屏闪和蜂鸣报警，同时报警信息由短信报警器发送至多个管理员手机。同时本地计算机通过互联网与云端服务器相连接，将数据统一上传至云端服务器。

5.2冷链保温箱温度监控系统

在疫苗装入箱内开始直至运送到目的地，箱内传感器实时收集温度数据、电池状态数据、地理位置数据等，操作人员在云端管理平台上可以实时全程监控冷链保温箱的温度和流转情况。如出现超标、断电等情况，冷链保温箱本身可以进行声光报警，并且自动发送短信给相关负责人。冷链保温箱上的按钮具有报警开关、报警上下限设置等功能，方便使用人直接在当地进行简单操作。数据传输基本不受地域、距离影响，只要有手机信号覆盖地域均可传输监测数据。

5.3接种点监控系统

通过部署带冷链的智能医用冰箱的方式实现温度实时监测。通过使用智能医用冰箱监控系统，能保证温度数据实时监测。智能医用冰箱作为接种点储存疫苗的主要设备，是进行管理的重点，我们采用智能医用冷藏箱+中继器的方案。通过内置在冷藏箱内部的2.4 GHz超高频无线射频识别（radio frequency identification，RFID）温度传感器，温度数据通过无线2.4 GHz的方式传输到中继器，然后中继器通过GPRS、互联网等多种方式将数据转发到云端。智能医用冰箱部署架构图如图3所示。

图3　智能医用冰箱部署架构图

6　结语

冷链系统是各级疾病预防控制中心开展免疫规划工作不可缺少的保障，冷链设备（包括冷库、冰箱、冷链保温箱等）是否充足及处于正常运行状态，直接影响免疫预防接种的安全质量。世界各地正在加强疫苗冷链运输、存储、末端等环节中的监控建设，以保障疫苗的安全使用[9-12]。我军征兵时间由原来的冬季调整为秋季，也对疫苗的安全储运提出了更高需求，所以有必要建立科学有效的疫苗冷链温度实时监控系统。

该冷链监控系统通过运用物联网技术、云计算技术、射频技术，对疫苗冷链的全流程进行全自动不间断实时监控，有效地防止了断链情况，覆盖了部队疫苗流转的全过程。

[1]Maglione M A，Das L，Raaen L，et al.Safety of vaccines used for routine immunization of US children：a systematic review[J].Pediatrics，2014，134（2）：325-337.

[2]Frey S E，Reyes M R，Reynales H，et al.Comparison of the safety and immunogenicity of an MF59-adjuvanted with a non-adjuvanted seasonal influenza vaccine in elderly subjects[J].Vaccine，2014，32（39）：5 027-5 034.

[3]DiazGranados C A，Dunning A J，Kimmel M，et al.Efficacy of highdose versus standard-dose influenza vaccine in older adults[J].N Engl J Med，2014，371（7）：635-645.

[4]Kartoglu U，Milstien J.Tools and approaches to ensure quality of vaccines throughout the cold chain[J].Expert Rev Vaccines，2014，13（7）：843-854.

[5]Zipursky S，Djingarey M H，Lodjo J C，et al.Benefits of using vaccines out of the cold chain：delivering meningitis A vaccine in a controlled temperature chain during the mass immunization campaign in Benin[J].Vaccine，2014，32（13）：1 431-1 435.

[6]李丹荣，李伟松，硕楠.运用信息化手段建设疫苗冷链监测系统[J].中国医疗器械信息，2008，14（9）：38-39，48.

[7]李长青，王凤双，李春龙，等.物联网技术在疫苗冷链监测系统中

（▶▶▶▶）（◀◀◀◀）的应用[J].首都公共卫生，2013，7（4）：189-191.

[8]马寅，徐来荣，孙烨祥，等.运用物联网技术建设疫苗冷链监测系统探讨[J].中国农村卫生事业管理，2014，34（1）：41-43.

[9]Ateudjieu J，Kenfack B，Nkontchou B W，et al.Program on immunization and cold chain monitoring：the status in eight health districts in Cameroon[J].BMC Res Notes，2013，6：101.

[10]Turner N，Laws A，Roberts L.Assessing the effectiveness of cold chain management for childhood vaccines[J].J Prim Health Care， 2011，3（4）：278-282.

[12]刘京梅，贾红，孙走南，等.我军免疫规划工作现状及建议[J].解放军预防医学杂志，2011，29（3）：157-159.

（收稿：2014-11-24修回：2015-03-02）

Real-time monitoring technology for military vaccine cold chain

GAO Dong-qi,YANG Hui-suo,DENG Bing,LI Jin-yu,LI Hong,SONG Wen-jing,GAN Lu
（Center for Disease Control and Prevention,Beijing Military Area Command,Beijing 100042,China）

Objective To construct a military vaccine cold chain monitoring system by using informatization technology. Methods Technologies of Internet of Things,cloud computing and radiofrequency were applied to the automatic,continuous and real-time monitoring of the whole course of the vaccine cold chain,and the data on temperature were transmitted to the appointed system server.Results The system realized continuous temperature monitoring and overtemperature alarm to prevent the chain from breaking so as to enhance the safety during vaccine storing and transporting.Conclusion The system facilitates the refrigeration of vaccine and etc at wartime and peacetime.[Chinese Medical Equipment Journal，2015，36（10）：21-23，76]

troops;vaccine;cold chain;monitoring

[中国图书资料分类号]R318；TP311.1；U295.1A

1003-8868（2015）10-0021-04

10.7687/J.ISSN1003-8868.2015.10.021

国家“十二五”科技重大专项（2013ZX10004203-001-005）；军队“十二五”重点项目（BWS11J060）；部队卫生与疾病防控应用性研究项目（13BJY15）

高东旗（1963—），男，博士，研究员，主要从事传染病防控方面的研究工作，E-mail：gaodq1217@163.com。

100042北京，北京军区疾病预防控制中心（高东旗，杨会锁，邓兵，李金玉，李宏，宋文静，甘露）

图1系统架构图