1、 密级： NANCHANG UNIVERSITY 学 士 学 位 论 文 THESIS OF BACHELOR 题 目 基于 MT2502 的物流监测仪 学 院： 信息工程学院 系 自动化 专业班级： 测仪 学生姓名： XXX 学号： XXXXXX 指导教师： XXX 职称： 讲师 起讫日期： XXXXXXXXXXXXX 摘要 I 基于 MT2502的物流监测仪 摘要 现代医药冷链物流是以符合药品生产管理规范与实时网络管理为前提的低温条件下的药品等医疗用品的物流现象，对于运输药品与人体器官的车辆、冷藏柜的温湿度和震动程度都有严格的要求。本课题的主要任务是设计一款医药冷链物流监测仪，实时采集温湿
2、度数据、 冲击数据和车辆所处的实时经纬度位置数据，对异常的数据进行报警，并将数据上传至云平台进行统一分析与管理，实现医药及人体器官运输状态的实时监测，提高人体器官等特殊医疗物品运输的安全性以及可靠性。 物流检测仪终端主要 包含温湿度数据 采集 模块 、 GPS 模块和冲击 检测模块三个核心 部分 。其中温湿度 数据采集模块 ，主要 负责采集 温度 和湿度 ， 并设定报警阈值，对 异常温度 及湿度进行报警 提醒 ； GPS 模块主要 负责 接收 经纬度位置， 并提供位置信息用于路线规划 ， 缩短运输时间 ，还可以对物流监测仪显示时间进行实时校正 ； 冲击 检测模块 对 车辆所受到的冲击 进行采集
3、， 可 作为易损药品及器官出现问题后的分析依据。 物流监测仪 通过 Wi-Fi将采集到的各项数据发送至云平台，云平台的主要任务是实现被运输人体器官状态数据的接收、实时存储、实时查询、实时显示和统计分析。 本文首先对人体器官运输的整个过程进行了分析，了解医药冷链物流运输过程中的重要参数；然后确定了物流检测仪的具体架构，明确了所需数据的采集与接收的功能要求以及具体实现的方案。 通过实验调试，该医药冷链物流监测仪已经可以实现基本的工作要求。 关键词： 医药冷链物流 ； GPS； 云平台； MT2502；实时监测； Wi-Fi Abstract II Based on the MT2502 logis
4、tics monitor Abstract Modern pharmaceutical cold chain logistics is in line with the pharmaceutical production management norms and the premise of real-time network management of drugs and other medical supplies under the condition of low temperature logistics phenomenon, vehicles for transporting d
5、rugs and human organs, the temperature and humidity of the freezer and vibration level there are strict requirements.The main task of this subject is to design a pharmaceutical cold-chain logistics monitor, collect real-time temperature and humidity data, impact and vehicles in real-time latitude an
6、d longitude location data, alarm for abnormal data and the data uploaded to the cloud platform for analysis and management, medicine and human organ transport state of real-time monitoring, to improve human organs of special medical items such as transportation safety and reliability. Logistics moni
7、tor terminal mainly include temperature and humidity data acquisition module, GPS module and impact testing module three core parts.The temperature and humidity data acquisition module, is mainly responsible for collecting the temperature and humidity, and set the alarm threshold, the abnormal tempe
8、rature and humidity alarm to remind;GPS module is mainly responsible for receiving the latitude and longitude position, and to provide location information for route planning, shorten the transport time, you can also display the time monitor the real-time correction of logistics;Impact test module t
9、o the acquisition of vehicles have been hit by vulnerability can be used as a drug problems and organ after the analysis basis.Logistics monitor all the data were collected via Wi-Fi will be sent to the cloud, the cloud platform is the main task of the state of human organs is transportation data re
10、ceiving, real-time storage, real-time query, real-time display and statistical analysis. This paper first analyzes the whole process of transport of human organs, understand medical important parameters in the process of cold chain logistics transportation;And then determine the specific logistics d
11、etector architecture, has been clear about the requirement of acquisition and the function of receiving data needed and concrete implementation scheme. Through the experimental debugging, the medical monitor the cold chain logistics has been achieved basic job requirement. Keyword:Pharmaceutical col
12、d-chainlogistics； GPS； Cloud;platform； MT2502；Real-time monitoring； Wi-Fi目录 III 目录 摘要 .I Abstract . II 第一章 绪论 . 1 1.1 本课题研究的背景与意义 . 1 1.2 国内外发展现状及发展趋势 . 1 1.3 课题研究的内容 . 2 第二章 物流监测仪总体设计 . 3 2.1 物流监测仪总体概述 . 3 2.2 工作流程介绍及需求分析 . 4 2.3 本章小结 . 5 第三章 物流检测仪硬件系统设计 . 6 3.1 射频识别模块设计 . 6 3.1.1 方案总体设计 . 6 3.1.2
13、读卡器选择 . 6 3.2 数据监测方案设计 . 7 3.2.1 冲击监测模块设计 . 7 3.2.2 GPS 模块 . 8 3.2.3 温度检测模块 . 9 3.2.4 时间信息获取与校正 . 10 3.2.5 电量监测模块 . 10 3.2.6 强拆检测模块 . 10 3.3 无线通讯模块设计 . 11 3.4 状态指示模块设计 . 11 3.5 本章小结 . 11 第四章 物流监测仪软件系统设计 . 12 4.1 总体设计 . 12 4.2 GPS 数据的接收与解析 . 12 目录 IV 4.3 Wi-Fi数据传输 . 13 4.4 RFID 识别软件设计 . 14 4.5 云平台软件设
14、计 . 15 4.6 本章小结 . 16 第五章 总结与展望 . 20 5.1 总结 . 20 5.2 展望 . 20 参考文献 . 22 致谢 . 21 第一章 绪论 1 第一章 绪论 1.1 本课题研究的背景与意义 随着医疗技术的不断进步，器官移植等医疗技术的进步成为解决器官衰竭病人目前已知最好的方案，这项医学的进步给无数病人带来了生的希望，可是同时伴随而来的是器官运输和其他特殊医疗设备运输的难题，因为人体器官等特殊医疗物品不同于一般的货物，在运输过程中对于温湿度，运输过程中产生的冲击，以及氧气含量等众多生理指标都有非常高的要求，如何能够安全可靠得将人体器官等医疗物品顺利 得送到病人身边，
15、成为器官移植成败的重要影响因素，也成为摆在患者和医疗机构面前的一道坎。众所周知，因为人体器官的数量非常稀缺，还对于对器官物流的安全性有了更高的要求，基于以上多种情况设计一款可以对人体器官运输进行监测的医药冷链物流监测仪势在必行。 选题出自于物流监测系统，该物流监测仪的本质是一个“智能的，快捷的，科学的，直观的”物流监测平台，这比较完美得诠释了当今社会对“现代物流”的倡导。通过对传统物流监测设备的智能化改造或添加一些智能化的模块组件，我们可以较为方便地采集到人体器官在物流过程中的各项事实生理数 据，并进行科学的、专业化的分析，进而对人体器官在物流过程中的实时状况做出较为合理的分析和评价。医院则可
16、以通过与该物流监测仪配套的云平台，查询到人体器官在运输过程中的的具体信息，从而便于随时调整运输方案，以实现将人体器官安全运输的目的。 本次毕业设计通过设计一款基于 MT2502 的物流监测仪，综合利用 GPS、RFID 及 NFC 等技术，实现对于人体器官位置和状态的实时跟踪，从而大大降低人体器官运输过程中的风险，提高人体器官等特殊货物物流的可靠性，安全性，实时性，对于我国物流产业转型升级以及医疗行业的发展具有重要的现 实意义。 1.2 国内外发展现状及发展趋势 人体器官的运输在世界范围内都是一个难以解决的问题，它不仅运输环境要求苛刻，同时人体器官的运输对于时间又有较高的要求，由于各项制度的不
17、完善，国内人体器官运输往往惊心动魄，国内外许多有识之士都在呼吁重视人体器官的运输，不要让宝贵的器官浪费在了路上。因此国内外众多科研机构都对其进行了研究，随着物联网技术的逐步成熟，为人体器官的安全高效运输提供了可靠的保第一章 绪论 2 障。多种智能化的人体器官运输设备也在逐步的推向市场。 华中科技大学推出了一款人体器官保存运输箱，它包括温度传感器，制冷 设备和保温箱体组成，当传感器检测到箱体内的温度出现异常时，制冷设备会发挥作用及时调整箱内的温度，保障人体器官运输过程中的稳定性。 西门子公司近期也推出了一款特殊货物运输监测仪，可以实时监测特殊货物的状态参数，并将这些参数发送至手机等移动终端，从而
18、实现对特殊货物运输的安全保障。大大降低人体器官运输过程中的不可控性，将人体器官在运输过程中的损伤减小到最低 在这个物联网的时代，现有的人体器官运输监测设备远远不够，应当继续加大对人体器官等特殊货物运输设备的研究，更好的服务医疗和经济事业的发展。 1.3 课题研究的内 容 医药冷链物流监测仪是智能物流监测系统的一个分支，主要任务是设计一个人体器官在运输过程中的数据采集装置，监测人体器官在运输过程中的重要参数，并扩展防强拆设计，用于增加运输过程中的安全性；基于接收装置开发一个云平台，通过 Wi-Fi或者 GPRS 接收采集装置上传的数据，并能够实时显示、统计分析、存储与查询。为此我准备在以下方面进
19、行研究： 1）医药冷链物流监测仪总体设计 通过对人体器官运输过程中所需参数进行研究，确定该物流监测仪所需监测的参数，对物流监测仪进行总体设计。 2）物流监测仪硬件系统设计 选择合适的传感 器，并设计合理的供电电源，实现人体器官运输过程数据息的采集，并将数据信息发送至云平台，通过云平台将运输过程中的各项参数进行实时显示。 3）物流监测仪软件系统设计 软件系统使用 Run-time 操作系统来统一调度、管理系统资源。 Run-time 是一种抢占式、实时多任务内核，随着系统复杂度逐渐增高，系统资源在使用过程中免不了发生冲突，而 Run-time 的引用将系统资源有效的通过制定分配任务的形式有条不紊
20、的运行，从而保证系统的实时可靠性。 第二章 物流监测仪总体设计 3 第二章 物流监测仪总体设计 2.1 物流监测仪总体概述 总体框图如下 : 图 2-1 总体 框图 该物流监测仪主要部分如上图所示：包括联发科技生产的 MT2502 中央微处理器；兼容 GPS 和北斗导航的 MT3332 模块提供定位服务； MAXIM 公司生产的 MAX31856 温度传感器提供温度信息；六轴 MPU6050 震动传感器将用来检测震动人体器官运输过程中的震动信息；工作指示灯用于指示当前系统运行状态是否良好以及指示当前物流监测仪所处模式为待机模式或者监控模式；中科欧鹏生产的 RFID 读卡器 用于标签的读取，实现
21、人体器官的签入签出功能；该物流监测仪还巧妙地利用了微动开关制作防强拆电路用于检测是否有暴力拆 解行为，另外还配有电源相关的检测及充电电路。 该物流监测仪主要用于人体器官物流过程的跟踪，用户在使用之前可以设置物流编号并点击进入监控模式，运行中的物流监测仪主体随被运输人体器官箱体移动，途中不停得检测人体器官运输箱内的温度、震动、时钟以及经纬度等各项影响器官安全运输的信息，并定时通过 Wi-Fi网络的方式将这些实时测得的信息上传至与之配套的云服务器，用户可随时登陆云平台或者通过手机 APP 的方式接收当前实时测得的各项数据；当该物流监测仪检测到人体器官运输过程中出现了温度或者震动等异常，则自动触发报
22、警功能，通过 短信等方式及时通知用户进行及时检查。 第二章 物流监测仪总体设计 4 2.2 工作流程介绍 及需求分析 首先，医疗机构与物流公司签订特殊医疗物品物流合同（货运单），将人体器官运输箱交由物流公司来托运，并按照物流合同的付款方式付款。物流公司根据货物运输路线，为货物进行配车，并规划最为快捷的运输线路报医疗机构进行核准，随后与押车员签订运输合同，并按照运输合同的运费方式进行结算，押车员和专业医护人员对人体器官运输箱检查无误后，将相关信息存入 RFID标签卡，随后启动物流监测仪，当收到云平台反馈回来正常连接的信息时，将人体器官运输箱装车，然后发车， 发车后，人体器官的任何损伤由物流公司承
23、担。医疗物品出库过程如下图所示： 图 2.2-1 医疗物品出库过程示意图 在人体器官运输过程中，物流监测仪会实时将监测到的数据通过 Wi-Fi发送至云平台，医护人员可以通过监控平台或者手机 APP 实时查看人体器官在运输过程中的状态，当物流过程中出现路线错误，物流监测仪出现电量不足以及人体器官运输箱被认为强拆等紧急情况发生时，物流监测仪会向监控平台报警，由相关人员进行紧急处理，保证人体器官安全到达。运输过程示意图如下： 图 2.2-2 运输过程示意图 第二章 物流监测仪总体设计 5 货物到达目的地之 后，需要经过货物验收，并用 RFID 读卡器对标签信息进行确认，确认无误后，再由专业医护人员对人体器官状态进行最后确认，验收通过后，物流监测仪会将货物安全送达的信息发送至云平台，同时通知发货方和收货方。这时，可关闭物流监测仪，本次运输过程的详细信息会自动进行存储，方便日后的统计分析。送达交接过程如下图所示： 图 2.2-3 送达交接过程示意图 2.3 本章小结 本章节主要通过分析物流监测系统设计的要求，确定物流监测系统总体架构方案，明确数据采集装置和数据接收装置的基本功能、任务要求和实现方法。
