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“从有线传输向无线传感转变
作者:蛋蛋28   发布时间:2021-02-20 19:34

  为填补全程冷链管理这一市场空白,江苏哲勤科技有限公司集成运用物联网核心技术,自主研发“哲勤冷链监测系统”,破解疫苗储运温、湿度实时监测难题,让疫苗冷链全流程实时监管成为现实。

  为填补全程冷链管理这一市场空白,江苏哲勤科技有限公司集成运用物联网核心技术,自主研发“哲勤冷链监测系统”,破解疫苗储运温、湿度实时监测难题,让疫苗冷链全流程实时监管成为现实。系统集成哲勤研发的冷链云平台、数据处理网关和无线RFID温湿度标签,实现疫苗温湿度数据无线传输、超标预警和断电报警,确保监管覆盖疫苗冷链全流程。目前,该系统已在全国疾控中心系统广泛应用,用户达5000余家企业和机构,覆盖4000余万疫苗接种人群。

  该案例入选由中国经济信息社与无锡市政府联合评选、发布的“无锡物联网应用2016年度十大案例”。

  人类繁衍生息的历史就是不断同疾病和自然灾害斗争的历史,接种疫苗是控制传染性疾病的主要手段之一。目前,国内的疫苗市场规模已从2005年的65亿元增长到2015年的245亿元,年均增幅高达25%。然而,近年来疫苗安全问题频发,化解“疫苗之殇”迫在眉睫。

  疫苗安全事故的根源之一是,一些疫苗在储存、运输、分发过程中未能按规定冷藏。

  “疫苗具有生物活性,既怕高温暴露,也怕低温冻结,储运过程必须将温度严格控制在2-8℃恒温状态,储运温度长时间波动和超标极易破坏疫苗结构,造成疫苗失效。”江苏哲勤科技有限公司总经理崔小波说,“如山东非法疫苗案的关键症结是,政府监管的脱节,不具备经营资质的苗贩子对疫苗的储运完全脱离监管视线。”

  当前,国内疫苗生产、流通的组织化程度偏低,疫苗储运过程中的温度监测仍以人工测量和纸面记录为主,不仅耗费大、精度低,更无法实现温度的全天候实时监测,极易造成温度“断链”和监管脱节,对突发疫情难以进行快速反应,对疫苗安全事件难以进行溯源和落实责任主体。

  “传统的温度监测方法已无法满足政府的监管需求,疫苗安全亟需一套智能化监管系统。”崔小波所说的正是江苏哲勤科技有限公司集成嵌入式系统技术、GPRS技术、ZigBee技术、传感技术等多种物联网技术,在国内自主研发的“哲勤全程疫苗冷链实时监测系统”。

  该系统由无线RFID温湿度标签、数据处理网关和冷链云平台三部分组成,具有模块化、功耗小、稳定性高、处理速度快等优点,特别适合进行小数据无线传输和处理。无线RFID温湿度标签采用高精度的温湿度探头,温湿度测量精度分别达到±0.4℃和±3%RH,响应时间小于8秒,实现温湿度精准采集和无线传输。

  数据处理网关包含ZigBee数据接收部分、GPRS通信部分和数据处理部分,其中ZigBee数据采集模块采用高性能处理器,数据处理部分采用的低功耗单机芯片,不仅实现了温湿度数据和定位信息的实时上传,同时达到降低系统功耗和提高系统稳定性的效果。

  据江苏哲勤科技有限公司副总经理刘成林介绍,为了增强系统的稳定性,在技术上实行三大改造:一是增强无线RFID温湿度标签的发射功率,从-55dbm提高到2dbm,信号传输距离从100米提高到500米;二是引入三角校验碰撞预测的ZigBee网络防冲突机制,基于TDMA方式的防冲突算法有效解决信道信号冲突,减少数据传输过程中的漏读、无法识别等现象,提高标签与网关数据传输效率;三是扩展网关的存储空间,可存储2万条备份数据,提高网关与云平台数据传输的稳定性。

  为了降低系统功耗,无线RFID温湿度标签采用ZigBee自组网通信方式,显著延长电池使用寿命,实现标签3-5年不更换。目前,数据处理网关可同时识别200张以上标签和移动速度200公里/小时以内的快速移动标签,有效突破接入节点的数量限制。

  截至目前,江苏哲勤科技有限公司已取得“全程疫苗冷链实时监测系统”核心技术的完全自主知识产权,包括9项软件著作权、5项实用新型专利、6项软件产品认定、2项外观设计专利和1项发明专利等。

  走进无锡锡山区羊尖镇社区卫生服务中心,在面积不足10平方米的乡镇冷藏室内,两台冰箱和一个药品冷藏柜靠墙而立,透过冷藏柜的玻璃门,一个淡蓝色的无线RFID温湿度标签和药品一同摆放在中间的搁架层上。冷藏柜后方的墙上安装着一个RFID网关,用于采集温度数据并定时射频发送。

  “以前我们主要由人工记录温度数据,每天上下午各检查2次,但到了夏天雷雨天气,乡镇电路遭雷击后容易跳闸断电,特别是在晚上无人值守的情况下,不能及时送电,极易造成疫苗损耗。”无锡锡山区羊尖镇卫生服务中心陆霞说,无线秒采集一次数据,网关每5分钟上传一次数据,线小时温度实时监控,当发生断电情况时,RFID网关可实现5小时以上续航,确保温度记录不“断链”,并且平台会在第一时间以短信、手机APP推送、语音等多种形式进行报警提醒,通过手机就能随时处理冷链设备工况。

  在冰箱旁边的小桌子上放着一个老式的显示屏,江苏哲勤科技有限公司商务代表荀静介绍,“公司第一代产品采用有线传感技术,线路一头接着冰箱内的温湿度传感器,另一头则连着这台电脑,但电路介入会影响冰箱的密闭性和保温效果。经过几年努力,成功研发出适用不同应用场景的2.0升级版产品。”

  “从有线传输向无线传感转变,极大提高了温湿度监测精度和监管效率。”刘成林介绍,有线传感网络由众多的有线传感器和基站构成,需要铺设大量的线路,加大系统建设成本和维护费用。无线传感技术除成本低外,还具有自由组网、无限拓展、自由移动等特点,在接入点多的医院优势极其明显,医院科室多,药房摆放药品、化验室存放试剂和样本,血库存放血液,对每个接入点进行有线布网工程庞大,而无线传感只需在每个楼层安装几个中继,通过自由组网就能实现全覆盖,并且医生拎着试剂来回走动时,只需将标签放入冷藏箱就能实现自由移动不掉冷链子。

  在冷藏室旁边办公室的电脑显示屏上,4台设备均处于正常运转状态,3个冷藏点的温度分别是5.8℃、5.1℃和2.7℃处于2-8℃范围之内,1个冷冻点的温度是-27.8℃在-18℃以下。“对于乡镇接种点来说,哲勤冷链云平台不仅实现了温度的实时监测、预警和报警功能,通过大数据分析还能发现冷链设备的老化情况。”陆霞说。

  “近年来,哲勤已经逐渐从产品生产者向系统解决方案提供商转型,冷链云平台为不同层级用户提供差异化服务。”崔小波说,疫苗接种点需要的主要是温度的实时监测、冷链设备的运转、测温点的接入等功能,而疾控中心的工作重点则放在接种点冷链管理水平的评估、计免条线疫苗冷链整体的运转、突发疫情疫苗的统筹调度等功能上,更加突出管理特性,冷链云平台为其拓展冷链设备全生命周期管理、疾控行业工作考核及评价管理等多种管理功能。

  截至目前,接入哲勤冷链云平台的用户量已超过5000家,测温点超过2万个,涉及北京、江苏、浙江、山东、安徽、福建、江西等多个省份,主要用户集中在疾控中心及其下属的社区和乡镇医院。

  “疫苗全程冷链实时监管平台作为特殊的信息平台,满足了政府监管单位和接种者的诉求,但疫苗生产企业、流通企业和接种单位对平台的使用需求并不强烈,因此我们以疾控中心为突破口,从供应链下游向上游挺进,加快突破疫苗安全冷链的最后一公里。”崔小波说,疫苗作为医药分销中的特殊药品,分销和配送受到国家严格的管控,国内市场基本被康德乐、国药等医药分销巨头垄断,我们的平台已将全球最大的医药分销和疫苗配送商康德乐接入,从第三方物流企业出发,深入其业务中心的疫苗生产企业,最终打通疫苗的整个供应链条。

  由此,“哲勤全程疫苗冷链实时监测系统”全面升级2.0版,从有线传输向无线传感转变,从产品生产者向系统解决方案提供商转型,从供应链下游向上游挺进。

  调研显示,哲勤冷链监管系统是依托物联网技术的智能化冷链系统解决方案,具有数据采集精准、运行稳定性高、应用场景简单、建设运维成本低等突出优势,未来除了应用于疫苗、生物试剂、血液制品、医疗器械、药品等公共卫生领域外,还将在生鲜食品、园艺产品、乳制品、烟草等行业广泛推广。

  2011年9月,哲勤科技“基于传感网的疫苗全程冷链管理平台”获得无锡市科技创新项目立项后,迅速组建专业团队,累计投入1000多万元进行平台开发,并于2013年1月顺利通过验收。2013年7月,哲勤科技“基于云计算的全程疫苗管理及电子监管系统”再次获得江苏省科技型企业技术创新资金项目立项和资金资助。

  目前,哲勤疫苗冷链监管系统网络已在全国疾控中心铺开,在山东省已实现省、市、县(区)、乡四级全覆盖,接入平台的接种单位超过5000家,在北京、江苏、浙江的市场占有率分别达到45%、46%和36%。接入冷链云平台的2万多个测温点每年将产生30亿条温湿度数据并产生160万条预警信息,覆盖疫苗接种人群达4000多万。

  据崔小波介绍,“哲勤冷链监管系统”正进一步拓展功能,在温湿度实时监测功能的基础上,将会加入接种副反应评估、公众查询等多种功能,打造围绕疫苗安全的全程可追溯的开放生态服务链,这个名为“e苗”的疫苗安全服务体系预计将在2016年底完成开发上线。

  江苏哲勤科技有限公司全面发力疫苗冷链监管市场,预计到2018年,接入冷链云平台的公卫机构将达到2万家,保障的疫苗接种人群超过1亿人,届时将占据国内疫苗冷链市场半壁江山。

  近来,随着我国RFID技术在零售服装领域几个大项目的成功应用,RFID在某些领域取得了长足的发展,RFID企业间的竞争也随着市场的放大更加激烈。在此情况下,有一家RFID企业在成立后短短的时间内就取得了不错的成绩,它就是深圳市德兴达科技有限公司。那么,德兴达是凭借什么优势取得了市场占有率?该公司对RFID市场有怎样的看法?自组网RFID产品是怎样的技术?为此,RFID世界网记者采访了深圳市德兴达科技有限公司总监黄志勇先生。

  近日,斑马技术公司首席执行官Anders Gustafsson的中国之行获得了行业媒体的高度关注,在此次Anders Gustafsson的中国行程中,特意安排了与部分核心行业媒体和报社的早餐会进行沟通采访。

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