專利名稱：無線血液冷鏈及信息化管理系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種信息化管理方法，特別涉及一種無線血液冷鏈及信息化管理系統(tǒng) 及方法。
背景技術(shù)：
血液是救治病人的特殊藥品，因來源特殊、保存期短及保存條件受限等原因，所有 的血液成分包括全血、紅細(xì)胞、血漿及血小板等都具有各自限定的運(yùn)輸條件及儲(chǔ)存溫度。由 于對(duì)溫度的敏感性，血液必須嚴(yán)格遵守和保證運(yùn)輸和儲(chǔ)存溫度的恒定，以保持血液的生物 活性，減少物流損耗。血液冷鏈?zhǔn)侵秆簭闹驹斧I(xiàn)血者采血開始到輸注給患者為止均保持 適當(dāng)?shù)臏囟拳h(huán)境，為了保證在此運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的血液質(zhì)量而裝備的儲(chǔ)存、運(yùn)輸冷藏設(shè)施和設(shè) 備。它貫穿于采血、運(yùn)輸、成分制備、儲(chǔ)存、發(fā)放到臨床使用的整個(gè)過程，每一個(gè)環(huán)節(jié)都需要 進(jìn)行相關(guān)的質(zhì)量檢查，并將檢查結(jié)果做好記錄。限于技術(shù)和成本等因素，在血液運(yùn)輸和配送 過程中因?yàn)榄h(huán)境變化較大、車載冰箱因開關(guān)次數(shù)較多、周圍環(huán)境溫度無法控制、外接電源供 電電壓不穩(wěn)定以及冰箱長期顛簸致性能不穩(wěn)定而造成血液溫度的改變，使血液質(zhì)量變化進(jìn) 而引發(fā)輸血事故。另外，運(yùn)輸配送過程相對(duì)封閉會(huì)對(duì)后續(xù)的事故原因鑒定工作造成困難，不 能監(jiān)控血液溫度超過限制范圍出現(xiàn)的時(shí)間地點(diǎn)，以及其引發(fā)原因是環(huán)境的突發(fā)性因素還是 冷藏系統(tǒng)的持續(xù)性故障。同時(shí)，血液管理具有血液數(shù)據(jù)量大、血液制品種類多等特點(diǎn)?，F(xiàn)場(chǎng) 數(shù)據(jù)信息的及時(shí)獲取以及每個(gè)過程的信息記錄是進(jìn)行現(xiàn)代化精準(zhǔn)管理的重要基礎(chǔ)，如何快 速、有效地獲取并存儲(chǔ)現(xiàn)場(chǎng)各類數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)血液冷鏈的監(jiān)控以及信息化管理已成為目前 研究的重要領(lǐng)域。要確保血液成分的安全、有效和質(zhì)量可靠，就必須做好冷鏈的管理工作， 為此迫切需要一個(gè)能夠持續(xù)記錄物品溫度并將此溫度數(shù)據(jù)便捷存儲(chǔ)和發(fā)送到后臺(tái)管理系 統(tǒng)的技術(shù)。經(jīng)過多年的發(fā)展，當(dāng)前的血液管理已經(jīng)由以前的純手工操作轉(zhuǎn)變?yōu)榛跅l形碼技 術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的血液信息化管理系統(tǒng)。這種管理手段主要面向采血機(jī)構(gòu)，在一定 時(shí)期內(nèi)推進(jìn)了血液的信息化管理，但在這樣的管理模式中，資源重復(fù)利用率低，采血或用血 機(jī)構(gòu)的血液信息處于非完整閉環(huán)的孤島狀態(tài)。由于條碼技術(shù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量低、血液信息編 碼不統(tǒng)一以及現(xiàn)有計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)只能進(jìn)行較為分散的管理而不能實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控血液存 儲(chǔ)狀態(tài)，導(dǎo)致各個(gè)血液部門之間溝通不好、采供血和輸血信息獨(dú)立、血液及血液制品調(diào)度困 難，不利于行政部門的監(jiān)管，容易出現(xiàn)輸血時(shí)不能有效“溯源”等問題，更談不上在血液運(yùn)輸 和配送過程中的冷鏈監(jiān)控。我國現(xiàn)有的冷鏈溫度監(jiān)測(cè)手段相當(dāng)滯后，手工測(cè)量，數(shù)據(jù)零散， 不便管理；實(shí)時(shí)性差，缺乏預(yù)警，損失率大。冷鏈裝備對(duì)血液進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和批量管理時(shí)，存 在諸多問題。GPRS無線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展與成熟，為信息的遠(yuǎn)程傳輸提供了有效的途徑，即 使目標(biāo)處于移動(dòng)過程中也能實(shí)時(shí)傳輸信息。而近年來出現(xiàn)的ZigBee技術(shù)，是一種近距離、 低成本、低功耗的雙向無線傳輸技術(shù)，同時(shí)也支持地理定位功能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對(duì)目前血液冷鏈、儲(chǔ)存裝備及對(duì)血液信息進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和批量管理 時(shí)，存在諸多問題，提出了一種無線血液冷鏈及信息化管理系統(tǒng)及方法，以ZigBee和GPRS 傳輸技術(shù)為基礎(chǔ)提出一種新的血液信息集中管理模式；中心血站服務(wù)器可以隨時(shí)獲取每袋 血液的血液信息以及存儲(chǔ)溫度信息，當(dāng)出現(xiàn)輸血反映能快速溯源，同時(shí)可以做到各種緊急 情況的血液調(diào)度。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種無線血液冷鏈及信息化管理系統(tǒng)，包括至少一個(gè)現(xiàn)場(chǎng) 采血或用血機(jī)構(gòu)、一個(gè)中心血站、數(shù)個(gè)行政監(jiān)管部門，現(xiàn)場(chǎng)采血或用血機(jī)構(gòu)包括數(shù)個(gè)血袋標(biāo) 簽和路由標(biāo)簽構(gòu)成的ZigBee網(wǎng)絡(luò)以及進(jìn)行信息處理的網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器，其中網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器包括 ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器、ARM控制器以及GPRS遠(yuǎn)程傳輸器；網(wǎng)絡(luò)核心中心血站包括GPRS接收 模塊、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器；ZigBee網(wǎng)絡(luò)將血袋標(biāo)簽信息經(jīng)過加密后送入Zi gBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器后， 經(jīng)ARM控制器控制GPRS遠(yuǎn)程傳輸器將信息傳出，網(wǎng)絡(luò)核心中心血站中GPRS接收模塊接收 信息后解密并送入數(shù)據(jù)庫服務(wù)器儲(chǔ)存，數(shù)個(gè)行政監(jiān)管站通過互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程查看數(shù)據(jù)庫服務(wù)器 中的信息?！N無線血液冷鏈及信息化管理方法，包括無線血液冷鏈及信息化管理系統(tǒng)，具 體包括如下步驟1)配置ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，使用CC2430芯片及外圍器件作為血袋標(biāo)簽和路由標(biāo)簽， 血袋標(biāo)簽貼于血袋上內(nèi)部存儲(chǔ)血液信息，路由標(biāo)簽貼于保存血袋的冰箱或存儲(chǔ)盒上內(nèi)部存 儲(chǔ)冰箱信息；2)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器中的ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器組建以自己為中心的ZigBee網(wǎng)絡(luò)；在采血 部門通過在ARM控制器的外接口模塊外掛鍵盤以輸入血液信息，錄入信息后的血袋標(biāo)簽同 時(shí)激活，尋找ZigBee網(wǎng)絡(luò)。3)當(dāng)血袋標(biāo)簽在路由標(biāo)簽的作用下加入ZigBee網(wǎng)絡(luò)后，把不包括溫度信息的血 液信息進(jìn)行打包后加密，然后發(fā)往網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器中ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器，ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器通 過SPI接口同ARM控制器連接，ARM控制器收到信息后通過串口通信方式信息中轉(zhuǎn)到GPRS 遠(yuǎn)程傳輸模塊，GPRS模塊再將信息發(fā)到血液中心經(jīng)過解密后以血袋標(biāo)簽的64位全球唯一 的物理地址為標(biāo)識(shí)將血液信息存儲(chǔ)，并返回給血袋標(biāo)簽以確認(rèn)信息，此后血袋標(biāo)簽只是定 時(shí)向網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器發(fā)送實(shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)，當(dāng)血袋標(biāo)簽內(nèi)的血液信息發(fā)生變化后則再次請(qǐng)求發(fā) 送；4)行政監(jiān)管理站可通過互聯(lián)網(wǎng)以相應(yīng)的權(quán)限訪問網(wǎng)絡(luò)核心中心血站內(nèi)的數(shù)據(jù)庫， 進(jìn)行數(shù)據(jù)下載、數(shù)據(jù)分析、歷史查詢、實(shí)時(shí)顯示。本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明無線血液冷鏈及信息化管理系統(tǒng)及方法，是一個(gè) 低成本、低復(fù)雜度、高效率的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)臨床輸血監(jiān)督管理規(guī)范化、信息化、標(biāo)準(zhǔn)化；實(shí)現(xiàn)了 包括血液冷鏈監(jiān)管的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)的信息化精準(zhǔn)監(jiān)管。


圖1為本發(fā)明無線血液冷鏈及信息化管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明無線血液冷鏈及信息化管理系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)硬件電路結(jié)構(gòu) 框圖3為本發(fā)明無線血液冷鏈及信息化管理系統(tǒng)中血袋標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)控制程序流程圖；圖4為本發(fā)明無線血液冷鏈及信息化管理系統(tǒng)中血袋標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)信息中斷流 程圖；圖5為本發(fā)明無線血液冷鏈及信息化管理系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)軟件流程圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，一種基于GPRS和ZigBee傳輸技術(shù)的無線血液冷鏈及信息化管理系 統(tǒng)，一種血液信息集中管理模式，利用ZigBee作為局部的無線組網(wǎng)方式，而GPRS作為遠(yuǎn)程 的無線數(shù)據(jù)傳輸方式，以有效覆蓋有需求的地域，系統(tǒng)包括至少一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)采血或用血機(jī)構(gòu) A、一個(gè)網(wǎng)絡(luò)核心中心血站C、多個(gè)與血液相關(guān)的行政監(jiān)管部門B，其中現(xiàn)場(chǎng)采血或用血機(jī)構(gòu) A包括多個(gè)血袋標(biāo)簽Al和路由標(biāo)簽A3構(gòu)成的ZigBee網(wǎng)絡(luò)以及進(jìn)行ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)、血 液信息錄入、GPRS遠(yuǎn)程傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器A2構(gòu)成，網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器A2主要由ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào) 器A2-1、ARM控制器以及GPRS遠(yuǎn)程傳輸器A2-2組成，網(wǎng)絡(luò)核心中心血站C包括GPRS接收 模塊Cl、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器C2，兩者通過串口通訊；ZigBee網(wǎng)絡(luò)將血袋標(biāo)簽信息經(jīng)過加密后送 入ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器后，經(jīng)ARM控制器控制GPRS遠(yuǎn)程傳輸器將信息傳出，網(wǎng)絡(luò)核心中心血 站中GPRS接收模塊接收信息后解密并送入數(shù)據(jù)庫服務(wù)器儲(chǔ)存，數(shù)個(gè)行政監(jiān)管站通過互聯(lián) 網(wǎng)遠(yuǎn)程查看數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中的信息。具體實(shí)現(xiàn)如下(1)多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)采血或用血和血液加工機(jī)構(gòu)如采血車、醫(yī)院血庫、血液制品單位 等，主要由多個(gè)血袋標(biāo)簽和路由標(biāo)簽構(gòu)成的ZigBee網(wǎng)絡(luò)以及進(jìn)行ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)、血液信 息錄入、GPRS遠(yuǎn)程傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器構(gòu)成。使用CC2430芯片附加外圍器件作為血袋標(biāo)簽， 標(biāo)簽貼于血袋之上，由標(biāo)簽內(nèi)128KB的flash閃存開辟出32KB專門用于存儲(chǔ)血液信息，標(biāo) 簽自帶溫度感測(cè)功能，用于感知血袋的儲(chǔ)存溫度是否符合要求。多個(gè)血袋標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)通過貼 置于保存血袋的冰箱或者存儲(chǔ)盒上的ZigBee路由節(jié)點(diǎn)，在網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器的作用下形成網(wǎng)狀 拓?fù)涞腪igBee無線局域網(wǎng)絡(luò)。此局域網(wǎng)絡(luò)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)與中心血站進(jìn)行信息傳輸。血袋標(biāo)簽采用簡(jiǎn)化功能設(shè)備RFD，只能與路由節(jié)點(diǎn)或者網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器進(jìn)行通訊，其 內(nèi)部的血液信息主要包括獻(xiàn)血者個(gè)人信息(如，姓名、性別、年齡、身份證號(hào)等)、血樣信 息(如，采集時(shí)間、采集地點(diǎn)采集方法、采集量、血液各種檢測(cè)結(jié)果、檢測(cè)所用試劑器材信息 等)、血液成分制備信息(如，包含成分、制備方法、制備條件、制備儀器信息等)、成分血保 存信息(如，保存條件，成分類型、血型、血量、血袋ID號(hào)、有效期等)等。在血液使用之后， 血袋標(biāo)簽可以重新初始化后重復(fù)使用，直到內(nèi)置紐扣電池不足以使其正常工作。ZigBee路由標(biāo)簽，為全功能設(shè)備FFD，作為血袋標(biāo)簽的父親節(jié)點(diǎn)，可與網(wǎng)絡(luò)中任何 類型節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信，標(biāo)簽內(nèi)部有存儲(chǔ)條件、冰箱ID號(hào)、冰箱負(fù)責(zé)人等信息。其作用在于協(xié)助 網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器組網(wǎng)，并作為中繼器方便信息的“接力”方式傳送。網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器，主要包括ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器、ARM控制器以及GPRS遠(yuǎn)程傳輸器。 ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)ZigBee組網(wǎng)，形成自組織、自愈合的網(wǎng)絡(luò)，免除網(wǎng)絡(luò)配置過程，任 何新加入網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)設(shè)備只要處于無線通訊范圍內(nèi)，可自動(dòng)加入已有網(wǎng)絡(luò)，并自動(dòng)形成信 息路由路徑，各個(gè)標(biāo)簽內(nèi)的信息最終傳輸?shù)絑igBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器。ARM控制器模塊，作為網(wǎng)絡(luò) 協(xié)調(diào)器的核心，通過SPI接口同ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)和命令的收發(fā)，通過串口通信方式將數(shù)據(jù)和命令中轉(zhuǎn)到GPRS遠(yuǎn)程傳輸模塊；另外，還要為PC或者其它設(shè)備如U盤、 鼠標(biāo)、鍵盤等留下通用的數(shù)據(jù)輸入輸出和控制接口，如USB、SPI、I2C的等；并通過外接IXD 顯示器，顯示網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)工作狀況遠(yuǎn)程GPRS連接狀況等信息；并采用比較適合無線傳感 網(wǎng)絡(luò)的微型TinyOS實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)進(jìn)行控制管理。GPRS遠(yuǎn)程傳輸器，與中心血站的GPRS傳 輸模塊通信，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和命令的收發(fā)。ZigBee局部信息傳輸，當(dāng)血袋標(biāo)簽加入ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器組建的ZigBee網(wǎng)絡(luò)后， 向網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器發(fā)送一次完整的血液信息，并由網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器的GPRS模塊發(fā)到中心血站以血 袋標(biāo)簽的64位全球唯一的物理地址為標(biāo)識(shí)將血液信息存儲(chǔ)，然后返回給血袋標(biāo)簽以確認(rèn) 信息，此后血袋標(biāo)簽只是定時(shí)向網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器發(fā)送實(shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)，當(dāng)血袋標(biāo)簽內(nèi)的血液信息 發(fā)生變化后則再次請(qǐng)求發(fā)送。(2) 一個(gè)網(wǎng)絡(luò)核心中心血站，是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)核心所有的血液的信息均存儲(chǔ)在此處的 數(shù)據(jù)庫內(nèi)，負(fù)責(zé)對(duì)遠(yuǎn)程傳輸來的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控并向衛(wèi)生行政部門提供信息查詢，主要 由GPRS接收模塊、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器以及運(yùn)行在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上的數(shù)據(jù)接收存儲(chǔ)程序構(gòu)成；通過GPRS模塊接收從采血或用血機(jī)構(gòu)傳輸過來的血液信息，經(jīng)過解密后以串口 方式連接到中心血站的服務(wù)器，然后由運(yùn)行在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上的數(shù)據(jù)接收存儲(chǔ)程序?qū)?shù)據(jù) 存數(shù)據(jù)庫服務(wù)器平臺(tái)；當(dāng)出現(xiàn)輸血反應(yīng)時(shí)可以立即通過查詢方式得到血液的所有信息(包 括加工信息和存儲(chǔ)條件即溫度情況等)實(shí)現(xiàn)完全溯源；通常情況下ZigBee血袋標(biāo)簽處于休 眠模式，通過定時(shí)器中斷按照一定的時(shí)間間隔向中心血站發(fā)送信息，需要查詢時(shí)通過更高 級(jí)的中斷將其喚醒；主要由GPRS接收模塊、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器以及運(yùn)行在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上的數(shù) 據(jù)接收存儲(chǔ)程序構(gòu)成；(3)多個(gè)與血液相關(guān)的衛(wèi)生行政監(jiān)管部門，主要職能是對(duì)血液信息進(jìn)行監(jiān)管，只需 要了解血液的相關(guān)狀況而不需要和血液直接接觸，可通過互聯(lián)網(wǎng)以相應(yīng)的權(quán)限訪問中心血 站服務(wù)器內(nèi)的數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示、歷史查詢、數(shù)據(jù)下載和數(shù)據(jù)分析等綜合功能。如圖2所示，放置于現(xiàn)場(chǎng)采血或用血和血液加工機(jī)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器內(nèi)部鏈接關(guān)系 為ARM處理器作為網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器的核心分別與ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)模塊CC2430、GPRS遠(yuǎn)程傳 輸模塊、小鍵盤、IXD和預(yù)留接口模塊連接；其中，CC2430ZigBee芯片在單個(gè)芯片上整合了 ZigBee射頻(RF)前端、內(nèi)存和微控制器，包括128kB可編程閃存、AES128安全協(xié)同處理器 及溫度感測(cè)功能，只需要少量的外圍器件外加集成天線即可實(shí)現(xiàn)完整的溫度探測(cè)、信息存 儲(chǔ)和RF收發(fā)功能。GPRS模塊以AT命令實(shí)現(xiàn)指令、數(shù)據(jù)及控制信號(hào)的雙向傳輸。ZigBee局 域網(wǎng)絡(luò)的信息通過路由標(biāo)簽的接力傳輸?shù)絑igBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)，以SPI接口將信息傳輸?shù)紸RM 控制核心；再由ARM將信息通過RS-232串口通信方式傳輸?shù)紾PRS遠(yuǎn)程傳輸模塊，GPRS模 塊將信息發(fā)送到中心血站的GPRS接收模塊；同時(shí)，控制LCD顯示網(wǎng)絡(luò)狀況、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)等信 息。小鍵盤用于作簡(jiǎn)單界面操作；預(yù)留接口模塊用于為PC或者其它設(shè)備留下通用的數(shù)據(jù)輸 入輸出和控制接口，比如通過外掛鍵盤輸入信息以對(duì)ZigBee芯片內(nèi)部的閃存進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的 血液信息錄入，通過USB與電腦同步進(jìn)行數(shù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控和現(xiàn)場(chǎng)處理，通過插入U(xiǎn)盤現(xiàn)場(chǎng)采集 數(shù)據(jù)等。如圖3所示，血袋標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)控制程序流程為在將血液信息寫入血袋標(biāo)簽后將標(biāo) 簽自動(dòng)激活，然后自主偵聽ZigBee網(wǎng)絡(luò)狀況，當(dāng)發(fā)現(xiàn)ZigBee網(wǎng)絡(luò)后向ZigBee協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn) 請(qǐng)求加入該網(wǎng)絡(luò)，請(qǐng)求成功后由網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器分配給其相應(yīng)的16位網(wǎng)絡(luò)地址，隨即打開各種
6中斷并進(jìn)入休眠狀態(tài)以降低其功耗，并等待中斷的到來。中斷主要分為管理信息中斷、數(shù)據(jù) 信息中斷和底層硬件中斷三類。系統(tǒng)判斷出不同的中斷類型，轉(zhuǎn)去執(zhí)行對(duì)應(yīng)的工作，執(zhí)行完 后又進(jìn)入“休眠”狀態(tài)。當(dāng)血袋標(biāo)簽加入ZigBee網(wǎng)絡(luò)后，首先將不包括溫度值的所有血液 發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器，并由網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器遠(yuǎn)程傳輸儲(chǔ)存后返回給相應(yīng)的標(biāo)志，之后通過定時(shí)器 中斷每隔三分鐘向監(jiān)控中心發(fā)送一次血液溫度信息，通過這樣的通信方式，大大減少了網(wǎng) 絡(luò)信息傳輸量。如圖4所示，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器或者中心血站需要查詢具體的血液信息是，通過數(shù)據(jù) 信息中斷將血袋標(biāo)簽喚醒，血袋標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)信息中斷執(zhí)行流程為被數(shù)據(jù)信息中斷喚醒 后血袋標(biāo)簽首先讀取溫度感測(cè)器的感測(cè)的溫度值，讀值成功后讀取血液信息，如果進(jìn)一步 讀取成功則將所讀取的全部信息打包后經(jīng)過加密發(fā)送給自己的父親路由標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)，然后清 中斷標(biāo)志位，血袋標(biāo)簽再次進(jìn)入休眠狀態(tài)。如圖5所示，網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)軟件流程為系統(tǒng)上電或復(fù)位，首先初始化所有的硬 件和軟件，并組織以自己為中心的ZigBee網(wǎng)絡(luò)，初始化ZigBee網(wǎng)絡(luò)的深度等網(wǎng)絡(luò)有關(guān)的信 息，給出網(wǎng)絡(luò)的ID號(hào)、頻道號(hào)等網(wǎng)絡(luò)信息；然后定時(shí)發(fā)送信標(biāo)幀進(jìn)入無線監(jiān)聽狀態(tài)，即進(jìn)入 對(duì)中斷的循環(huán)檢測(cè)和處理過程，此時(shí)TinyOS內(nèi)核循環(huán)掃描一個(gè)為空的任務(wù)隊(duì)列。(1)管理信息的中斷，例如，一個(gè)節(jié)點(diǎn)申請(qǐng)加入到該網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，則立即執(zhí)行路由更 新，根據(jù)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的容量，給該加入網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)分配網(wǎng)絡(luò)號(hào)和ID。(2)數(shù)據(jù)信息中斷，則先后執(zhí)行ZigBee數(shù)據(jù)處理任務(wù)和GPRS接收和發(fā)送任務(wù)，即 將此數(shù)據(jù)通過SPI接口發(fā)到ARM控制器核心模塊進(jìn)行整理，然后由ARM以串口通信方式用 AT命令集把數(shù)據(jù)發(fā)送給GPRS模塊，通過GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到遠(yuǎn)程的服務(wù)器端，并且給網(wǎng)絡(luò)中源 節(jié)點(diǎn)確認(rèn)信息。(3)若溫濕度信號(hào)超出范圍，產(chǎn)生底層硬件中斷，則先后執(zhí)行ZigBee數(shù)據(jù)處理任 務(wù)和錯(cuò)誤信息處理任務(wù)。即對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，將錯(cuò)誤信息通過LCD顯示，同時(shí)將數(shù)據(jù) 通過GPRS模塊遠(yuǎn)程傳送到中心血站服務(wù)器上的運(yùn)行數(shù)據(jù)庫進(jìn)行保存。
權(quán)利要求
一種無線血液冷鏈及信息化管理系統(tǒng)，其特征在于，包括至少一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)采血或用血機(jī)構(gòu)、一個(gè)中心血站、數(shù)個(gè)行政監(jiān)管部門，現(xiàn)場(chǎng)采血或用血機(jī)構(gòu)包括數(shù)個(gè)血袋標(biāo)簽和路由標(biāo)簽構(gòu)成的ZigBee網(wǎng)絡(luò)以及進(jìn)行信息處理的網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器，網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器包括ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器、ARM控制器以及GPRS遠(yuǎn)程傳輸器；網(wǎng)絡(luò)核心中心血站包括GPRS接收模塊、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器；ZigBee網(wǎng)絡(luò)將血袋標(biāo)簽信息經(jīng)過加密后送入ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器后，經(jīng)ARM控制器控制GPRS遠(yuǎn)程傳輸器將信息傳出，網(wǎng)絡(luò)核心中心血站中GPRS接收模塊接收信息后解密并送入數(shù)據(jù)庫服務(wù)器儲(chǔ)存，數(shù)個(gè)行政監(jiān)管站通過互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程查看數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中的信息。
2.一種無線血液冷鏈及信息化管理方法，包括無線血液冷鏈及信息化管理系統(tǒng)，其特 征在于，具體包括如下步驟1)配置ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，使用CC2430芯片及外圍器件作為血袋標(biāo)簽和路由標(biāo)簽，血袋 標(biāo)簽貼于血袋上內(nèi)部存儲(chǔ)血液信息，路由標(biāo)簽貼于保存血袋的冰箱或存儲(chǔ)盒上內(nèi)部存儲(chǔ)冰 箱信息；2)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器中的ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器組建以自己為中心的ZigBee網(wǎng)絡(luò)；在采血部門 通過在ARM控制器的外接口模塊外掛鍵盤以輸入血液信息，錄入信息后的血袋標(biāo)簽同時(shí)激 活，尋找ZigBee網(wǎng)絡(luò)；3)當(dāng)血袋標(biāo)簽在路由標(biāo)簽的作用下加入ZigBee網(wǎng)絡(luò)后，把不包括溫度信息的血液信 息進(jìn)行打包后加密，然后發(fā)往網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器中ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器，ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器通過 SPI接口同ARM控制器連接，ARM控制器收到信息后通過串口通信方式信息中轉(zhuǎn)到GPRS遠(yuǎn) 程傳輸模塊，GPRS模塊再將信息發(fā)到血液中心經(jīng)過解密后以血袋標(biāo)簽的64位全球唯一的 物理地址為標(biāo)識(shí)將血液信息存儲(chǔ)，并返回給血袋標(biāo)簽以確認(rèn)信息，此后血袋標(biāo)簽只是定時(shí) 向網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器發(fā)送實(shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)，當(dāng)血袋標(biāo)簽內(nèi)的血液信息發(fā)生變化后則再次請(qǐng)求發(fā)送；4)行政監(jiān)管理站可通過互聯(lián)網(wǎng)以相應(yīng)的權(quán)限訪問網(wǎng)絡(luò)核心中心血站內(nèi)的數(shù)據(jù)庫，進(jìn)行 數(shù)據(jù)下載、數(shù)據(jù)分析、歷史查詢、實(shí)時(shí)顯示。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無線血液冷鏈及信息化管理系統(tǒng)及方法，ZigBee網(wǎng)絡(luò)將血袋標(biāo)簽信息經(jīng)過加密后送入ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器，經(jīng)ARM控制器控制GPRS遠(yuǎn)程傳輸器將信息傳出，網(wǎng)絡(luò)核心中心血站中GPRS接收模塊接收信息后解密并送入數(shù)據(jù)庫服務(wù)器儲(chǔ)存，數(shù)個(gè)行政監(jiān)管部門以相應(yīng)權(quán)限通過互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程查看數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中的信息。此系統(tǒng)是一個(gè)低成本、低復(fù)雜度、高效率的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)臨床輸血監(jiān)督管理規(guī)范化、信息化、標(biāo)準(zhǔn)化；實(shí)現(xiàn)了包括血液冷鏈監(jiān)管的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)的信息化精準(zhǔn)監(jiān)管。
文檔編號(hào)H04L29/08GK101883138SQ201010197678
公開日2010年11月10日 申請(qǐng)日期2010年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月10日
發(fā)明者呂婭, 周燕, 曾靜, 王麗萍, 王海松, 胥義, 鐘彥騫 申請(qǐng)人:上海理工大學(xué)