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LORA无线温湿度监控系统在医用冰箱的应用

关注:256 发表时间:2019-08-08 11:44:31



LORA无线温湿度监控系统在医用冰箱的应用

广州赛信电子科技有限公司   2019-08-8

 

医用冰箱主要是放置和保存药物、疫苗、标本、试剂等的专业冷藏柜。 医用冰箱广泛应用于科研院校、医疗卫生、医学检验实验室、疾控中心、生物制药、药房等众多行业和领域,是必不可少的医疗设备之一。医用冰箱具有严格的温度控制,其性能和用途与家用冰箱比较有较大差异,下表是医用冰箱的应用领域与相应的控温范围。

 

医用冰箱对存放有非常严格的质量管控,当温度出现超温会触发一系列的处理措施,严重的情况下会带来巨大的财产损失或者影响生命安全,因此,除了冰箱本身的温度控制保证之外,还需要实时的温湿度监控,避免在设备故障、操作失误、停电等突发性异常情况下,及时通知相关人员进行处理。

 


1:医用冰箱的应用范围一览

 

按照某冰箱生产厂家的销售统计数据,其中,样本、药品、试剂是用量最大的(如下表所示),其中主要是2~8℃,以及-20~-40℃,这两个温度段用量最大,我们通常习惯将这两个温度段称为冷藏、冷冻,除此之外,低于-50℃以下的,我们一般习惯称为超低温。

2:某医用冰箱生产厂统计的销量占比

 

传统的冰箱温度监控设备,如下图所示,采用探头线拉进冰箱,探头在冰箱内部走线固定,监控主机固定在冰箱上或者墙面上,主机就近取电或者采用电池供电,主机通过无线信号将数据发送至监控平台,这种方案在冷藏、冷冻、超低温均有大量广泛的应用。

 




1:常见的冰箱温湿度监控设备安装方式

 

这种拉探头线的方案虽然广泛使用,但是具有很大的局限性:

-          探头走线安装不方便,走线影响美观,还会对冰箱造成一定破坏,探头在冰箱内部也不好固定;

-          探头线很多时候直接从冰箱门穿过(有的冰箱有预留的探头孔),开关门会碰到线,影响存取货物,如果安装的不好对门的保温性能也有影响


针对这些问题,对于传统的设备来说,如果把探头+主机直接固定在冰箱内部,又会有其他问题:

-          设备尺寸一般较大,还带有外置天线,在冰箱内部不好安装;

-          在低温下,尤其是冷冻环境下,设备工作不稳定(主要是低温下设备电源系统异常,电量急剧下降,信号穿透性降低,甚至掉数据);

-          传统的无线信号(2.4G, 433M FSK)不能穿透冰箱上传至平台;

 

随着物联网技术的演进发展,当前最新的温湿度监控技术已经解决了以上问题,监控终端可以做到卡片大小,工作温度范围覆盖冷藏冷冻环境,无线信号轻松穿透冰箱至通信网关,一台通信网关可以覆盖整个实验室。

 

DL-B01N无线冷链温湿度记录仪是五谷赛信公司推出的一款分体式无线自组网型记录仪,产品包括温湿度测点终端以及通信网关两个部分。测点终端可按规定的采集周期采集温湿度数据,并通过LORA信号将采集的温湿度数据无线发送至通信网关,网关可通过GPRS网络/WIFI网络将数据无线上传至服务器,实现远程监控定位,事件报警等功能。

 

3:赛信公司LORA温湿度采集器参数表

 4:赛信公司LORA网关参数表

 

 

      LoRa是一种基于扩频技术的远距离无线传输技术,是英文Long Range(远距离)的缩写。 LoRa其实也是是诸多低功耗广域网(LPWAN)通信技术中的一种,最早由美国Semtech公司采用和推广,于2016开始在国内大规模的应用,广泛应用于需要强穿透性、远距离、低功耗无线通信场景。

 

   根据实测,常用的2.4G(WIFI,蓝牙)信号,无法穿透保温性能比较好的冰箱,而穿透性比较强的433M FSK信号,在满足穿透性的前提下,需要将信号发射功率提到很高,导致功耗较大,电池容量也会比较大,采集器尺寸无法做小,只有用LORA技术,可以在较小的发射功率下可以穿透冰箱,做到强穿透性的同时,保持了低功耗小尺寸的特性。

 

   除了采用了最新的LoRa技术之外,赛信公司采用了独有的专利内置天线设计,在小尺寸的采集器内置了低频天线,无外置天线困扰安装使用。另外,赛信公司针对冷链行业的特殊需求,定制了可以长期稳定工作在-40℃的超低温电池,保证采集器在冰箱内的长期稳定工作。

 

  赛信公司在大量的冰箱监控安装经验基础上,总结了如下几种采集节点安装方式(如下图所示)

 

2:赛信公司LORA温湿度采集器在医用冰箱安装实景图

 

与采集节点配套的主机可以灵活安装在任意有电源的地方,通过主机的显示屏可以实时查看当前温度,主机自带声光报警功能,可实时触发声光报警,或者可以单独安装声光报警器。


3:赛信LORA网关在医用冰箱应用的实景图

 

安装完成之后,可以用微信小程序实时的查看温度:

 


4:赛信公司物联网温湿度监控小程序

 

并可通过专属云平台对设备进行可视化管理:

5:赛信公司物联网温湿度监控平台

 

 

附:采集节点安装方法


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