新型前端檢測(cè)裝置在疫苗信息化系統(tǒng)中的應(yīng)用

高健哲+張國(guó)忠

摘 要：國(guó)內(nèi)外的疫苗冷鏈的斷鏈問(wèn)題時(shí)有發(fā)生，究其原因有對(duì)其的重視程度不夠，管理意識(shí)不強(qiáng)。但更重要的原因是疫苗冷鏈監(jiān)測(cè)硬件的落后，設(shè)施簡(jiǎn)陋，缺乏疫苗冷鏈溫度實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。本文從條碼掃描與溫度監(jiān)測(cè)相結(jié)合出發(fā)，對(duì)冷鏈運(yùn)輸中疫苗的信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的新型前端裝置作了詳細(xì)介紹。

關(guān)鍵詞：溫度檢測(cè)；條碼掃描；前端裝置

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.10.121

1 疫苗冷鏈運(yùn)輸現(xiàn)狀

目前疾控系統(tǒng)、血站、醫(yī)院系統(tǒng)普遍采用了信息化管理系統(tǒng)，大大提高了血液、試劑、疫苗的安全性，建立了符合實(shí)施細(xì)則的操作規(guī)范，但冷鏈設(shè)備的溫度監(jiān)控系統(tǒng)卻尚未得到足夠的重視，曾經(jīng)發(fā)生過(guò)的疫苗、血液質(zhì)量問(wèn)題觸目驚心，如“山西高溫暴漏疫苗事件”、“江蘇狂犬病疫苗事件”，和 “山東疫苗事件”。疫苗事件大多出現(xiàn)是在二類疫苗的配送和供應(yīng)上，但其主要原因是冷鏈設(shè)備各個(gè)環(huán)節(jié)的溫度監(jiān)控缺失，冷鏈溫度檢測(cè)手段相當(dāng)滯后，手工測(cè)量，數(shù)據(jù)零散，實(shí)時(shí)性差。如測(cè)量疫苗的溫度和條形碼信息，需要分別檢測(cè)和存取在二個(gè)子系統(tǒng)中。使其效率低，錯(cuò)誤概率大。針對(duì)此問(wèn)題，開發(fā)同時(shí)具有檢測(cè)疫苗的溫度和條形碼的新型前端裝置勢(shì)在必行。

2 系統(tǒng)前端檢測(cè)裝置的設(shè)計(jì)

2.1 條碼掃描與溫度檢測(cè)相結(jié)合

在設(shè)計(jì)前端檢測(cè)裝置時(shí)要求在獲取產(chǎn)品條碼信息的同時(shí)，能檢測(cè)產(chǎn)品的溫度，具有顯示和報(bào)警和實(shí)時(shí)通信功能。基于單片機(jī)多任務(wù)機(jī)制，在不增加掃描器的體積的條件下，將條碼掃描與溫度檢測(cè)功能集成在一塊的新型裝置。在單片機(jī)控制、協(xié)調(diào)下，利用條碼掃描器對(duì)產(chǎn)品信息進(jìn)行掃描，獲取產(chǎn)品名稱、生產(chǎn)時(shí)間、廠家等信息；借助于溫度傳感器檢測(cè)產(chǎn)品溫度等信息。并且能實(shí)時(shí)地將上述信息顯示、存儲(chǔ)和報(bào)警。掃描產(chǎn)品條碼信息和測(cè)量溫度可同時(shí)進(jìn)行，滿足了不僅需要條碼信息，還需要溫度實(shí)時(shí)檢測(cè)需求。此外，數(shù)據(jù)通信主要完成短消息收發(fā)、與單片機(jī)或PC機(jī)通信、軟件流控制功能，具有多種通信功能，是對(duì)現(xiàn)有條碼掃面器功能的增加，性能的拓展和完善。系統(tǒng)前端檢測(cè)裝置的原理框圖如圖1所示。它由以單片機(jī)為核心，具有溫度檢測(cè)電路、條碼掃描器電路、顯示電路、按鍵電路、晶振電路、通信電路、報(bào)警電路、電源電路和復(fù)位電路等。

2.2 主要模塊介紹

具有溫度檢測(cè)功能的模塊選用DS18B20；顯示電路采用LCD1602顯示屏；通信電路選用GSM模塊；條碼掃描器使用MDI5000模塊；報(bào)警電路由蜂鳴器和發(fā)光二極管電路組成。條碼掃描采用的嵌入式二維掃描引擎MDI5000。基于溫度傳感器DS18B20單總線接口的控制電路實(shí)現(xiàn)高精度、多點(diǎn)溫度測(cè)量系統(tǒng)并通過(guò)LCD1602液晶屏直觀監(jiān)測(cè)數(shù)字化參數(shù)，然后通過(guò)西門子公司生產(chǎn)的TC35I模塊將數(shù)據(jù)從GSM網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至手機(jī)或其它通信設(shè)備。整個(gè)系統(tǒng)采用單片機(jī)STC89C52進(jìn)行控制，能夠輕松得到遠(yuǎn)程溫度數(shù)據(jù)，操作簡(jiǎn)便效率高[1]。

2.3 外接串口擴(kuò)展

本設(shè)計(jì)可以外接條碼掃描器，如圖2所示，條碼掃描器與PS/2輸入串口相聯(lián)，當(dāng)條碼掃描器以中斷方式掃描產(chǎn)品條碼后，條碼輸出的串行數(shù)據(jù)脈沖[2]，也即PS/2的引腳和時(shí)鐘脈沖，也即PS/2的引腳經(jīng)過(guò)非門CD40106，分別接到串行輸入并行輸出芯片74HC164的數(shù)據(jù)端A、B端及時(shí)鐘輸入CLK端，由Clock脈沖的下降沿控制74HC164的位移操作，條碼輸入設(shè)備每輸出一個(gè)字符的掃描碼，由CLK控制在74HC164的輸出腳Q0 - Q7上分別輸出掃描碼的D7 - D0位。這部分轉(zhuǎn)換完成后，接口通知單片機(jī)STC89C52將轉(zhuǎn)換完畢的并行掃描碼讀入。由于Q0 - Q7不能直接和單片機(jī)的P2口相連，因此，為了保證單片機(jī)準(zhǔn)確讀取74HC164 的Q0 - Q7 腳上的掃描碼， 設(shè)計(jì)一片74LS245 將它們隔開，74LS245是八位雙向3態(tài)緩沖電路，在74LS245的與DIR同時(shí)為低電平的時(shí)候， 74LS245將B0–B7上的數(shù)據(jù)傳送至A0–A7上，為使單片機(jī)準(zhǔn)確地發(fā)出讀數(shù)命令，接口電路要完成74HC164轉(zhuǎn)換完一個(gè)掃描碼之后通知單片機(jī)接收74HC164的Q0 - Q7數(shù)據(jù)[1]。設(shè)計(jì)中采用對(duì)Clock脈沖的下降沿記數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。條碼輸入信息，也即PS/2的引腳，至74HC164的CLK脈沖同時(shí)又輸入至單片機(jī)的RO腳。利用RO對(duì)CLK脈沖記數(shù)，由于條碼掃描器輸出數(shù)據(jù)中每9個(gè)負(fù)脈沖對(duì)應(yīng)一幀掃描碼，因此RO每記數(shù)9次向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求，從而保證CPU準(zhǔn)確地讀取數(shù)據(jù)。

3 疫苗智能信息化系統(tǒng)發(fā)展前景

以上新型檢測(cè)前端裝置通過(guò)初步測(cè)試和實(shí)驗(yàn)表明：成倍提高工效，大幅度減少出錯(cuò)誤概率。它與疫苗信息化系統(tǒng)相配合可構(gòu)成智能疫苗信息系統(tǒng)。

智能疫苗信息系統(tǒng)由智能檢測(cè)前端和信息系統(tǒng)構(gòu)成。新型檢測(cè)前端裝置實(shí)時(shí)采集疫苗溫度和身份數(shù)據(jù)，具有移動(dòng)式數(shù)據(jù)采集前端特征和 “黑匣子”功效。通過(guò)使用無(wú)線射頻識(shí)別，對(duì)疫苗建立電子識(shí)別碼，記錄其種類、生產(chǎn)廠家、生產(chǎn)時(shí)間、使用要求、儲(chǔ)藏、運(yùn)輸、銷售等流通過(guò)程中的信息，便于監(jiān)測(cè)中心的動(dòng)態(tài)分析和信息化管理。數(shù)據(jù)終端采集的數(shù)據(jù)可通過(guò)無(wú)線通訊GPRS模塊傳輸?shù)絀nternet網(wǎng)絡(luò)，然后將采集的數(shù)據(jù)匯集到監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中心集中存儲(chǔ)和管理。建立疫苗的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中心，包括產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫(kù)、使用數(shù)據(jù)庫(kù)以及流通數(shù)據(jù)庫(kù)。同時(shí)通過(guò)監(jiān)測(cè)軟件進(jìn)行處理、分析、統(tǒng)計(jì)、查詢，實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)測(cè)信息動(dòng)態(tài)展示和實(shí)時(shí)分析預(yù)警功能。系統(tǒng)可通過(guò)GPRS模塊將疫苗存儲(chǔ)溫度信息發(fā)送到管理人員的手機(jī)終端，方便管理人員或領(lǐng)導(dǎo)隨時(shí)了解疫苗存儲(chǔ)情況。實(shí)時(shí)掌握各種生物制品的庫(kù)存、有效期、去向和使用情況；當(dāng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，及時(shí)追溯問(wèn)題根源，盡早采取解決辦法；提高日常工作效率，降低出差錯(cuò)的概率。它具有便捷性、安全性、穩(wěn)定性、快捷性等特點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李廣第.單片機(jī)基礎(chǔ)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社出版發(fā)行，1994.

[2]中國(guó)物品編碼中心.條碼技術(shù)與應(yīng)用[M].清華大學(xué)出版社，2009 .

作者簡(jiǎn)介：高健哲（1996-），男，遼寧鞍山人，本科在讀，研究方向：計(jì)算機(jī)控制。