方雪明1 张翔2 包培雷3
1浙江华畅信息科技有限公司 浙江 温州 325000 2温州市软件行业协会专委会主任浙江 温州 325000 3浙江华畅信息科技有限公司 浙江 温州 325000
【摘要】近几年频发的疫苗安全事件反映出一些部门在疫苗运输和储存过程中管理的缺失和不到位，团队旨在通过研发疾病疫苗储运溯源安全管理系统，来实现对疫苗储运过程全阶段监控并可溯源，该系统是基于现代物联网技术设计开发的疫苗运输、存储监管系统，系统集疫苗物流多级仓储管理系统及疫苗流通全程追溯子系统、RFID冷链温度监控系统、疫苗流通监管、监控预警子系统、疫苗安全微系统于一体的储运追溯安全管理系统，实现了对疫苗“来源可查、去向可追、责任可究”的监管要求。
关键词：疫苗、物联网、溯源
一、项目研究目标
为有效防止疫苗安全事故再度发生，基于物联网术构建疫苗安全追溯系统。通过RFID、条码、传感器、EDI、智能技术和信息融合等物联网技术的应用，采集和记录最小包装单位疫苗从生产、流通到接种使用每个环节的数据和信息。实现疫苗从企业生产、出厂、流通、冷链运输、仓储、验收和接种单位保存管理等全过程各环节信息公开透明化，可实时查询、监控，建立疫苗安全预警溯源机制。通过建设疫苗安全追溯系统，药监部门、疾控中心、疫苗接种单位、接种医护人员和社会公众都可通过疫苗安全追溯查询平台对疫苗进行追溯或核查，可确保疫苗产品安全、可靠，让社会公众放心接种，充分保障人身安全和确保疫苗对疾病的有效预防作用，疫苗安全事故将可避免。
二、主要研究内容及实施情况
基于物联网疾病疫苗储运溯源安全管理系统的研发主要包括，疫苗物流多级仓储管理系统及疫苗流通全程追溯子系统、RFID冷链温度监控系统、疫苗流通监管、监控预警子系统、疫苗安全微系统。
图1 技术路线图
（1）疫苗物流多级仓储管理系统及疫苗流通全程追溯子系统的设计
1）疫苗物流多级仓储系统
建立树状结构SAAS 平台构架系统，单位与单位之间采用上下级数据流向管理，大量减少相同工作量，同时更严谨的管理了系统数据，形成了完整的追溯系统网。
2）疫苗流通全程追溯子系统
项目产品研发了疫苗流通全程追溯子系统，该系统采用了冷链批次与电子监管码双线路，解决不同的管理应用深度，达到追溯数据的结果。对外提供溯源查询接口，家长或社会公众可以根据已知的疫苗追溯码，进行从疫苗出厂、入库、出库、运输、接种的全环节信息的查询，包括各环节的时间、 经手人等。
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图2 系统设置管理
对内除提供溯源查询接口，还提供追溯查询接口。上级部门或有授权的部门，可以根据疫苗编号、批次、名称、厂家等进行查询，可实时查询出所有下级部门（包括下级的下级）的库存、流通、接种、效期、价格等信息，也可以查询某一次运输的全部疫苗的库存、流通、接种（包括儿童及家长联系信息）等信息， 并可以对查询出的信息进行列表显示，能导出到Excel。具有相应权限后，可对查询出的库存疫苗进行封存。
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图3 疫苗溯源流程
（2）RFID 冷链温度监控系统设计
项目所研发的 RFID 冷链温度电子标签主要用于记录疫苗冷链过程中温度，可实现无人监守、无线传感、智能记录，产品具备高稳定性、抗干扰性和强穿诱性，全部按照工业等级标准进行设计生产。RFID 标签提供了唯一码，同时可以关联记录冷藏车、仓库的空间、冰柜的空间，可连续记录温度数据、有准确时间记录、容易责任界定，同时与仓储、物流数据进行大数据分析，把温度与每一支疫苗进行绑定，方便信息追溯，可以快捷把握每一支疫苗冷链运输途中的温度状况，为疫苗的质量奠定了坚实的基础。
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图4 RFID原理
①温监功能：温度采集模块、温度报警模块、断电报警模块和网络通讯模块以及电源模块，这些构成FTSS 的硬件产品。
②温度本地显示屏：实时显示冷链设备内部的温度。
③报警模块：实时监测冷链设备的温度状况，出现异常温度， 本地报警模块自动触发声光报警，通知周边的相关人员，提醒人员尽快采取措施。报警的机制可以根据客户要求设置，报警方式即存在本地报警、远程报警、远程推送等机制。
④断电报警模块：监测冷链设备的外接电源是否正常，如果断电，本模块将第一时间把断电工况发送给相关负责人。并且保证终端在断电情况下，继续完成工作 10 小时，并且同时还能持续 10 小时的数据采集。
⑤通讯模块：该模块是整个产品的通讯和数据传输枢纽，整个系统运用了两套通讯方式 4G 与 433 模块，4G 模块架入物联网交换机中，温度监测传感器，冷链设备的温度数据通过 433 通讯模块实时传输到物联网交换机，交换机再把数据进行交换，发送到云端，进行冷链数据的分析，从而实现冷链温度的实时监测。
（3）疫苗流通监管、监控预警子系统设计
对相关政府监管部门提供接口，可查询疫苗的接种价格、冷链运输信息、效期控制信息、库存信息等，为政府监管部门提供实时的数据。通过页面向公众展示所有疫苗的政府认证厂商、各接种点接种价格（有区域差异），公众可以根据平台公布的价格、厂商与自己实际接种的价格、厂商进行对比，发现不一致时，可以通过提供的接口进行投诉。该投诉将被直接推送至监管部门进行处理。
可以设定各类疫苗的效期预警阈值天数，提供的异步服务周期扫描现有库存情况，对达到阈值的库存疫苗进行预警处理，采取消息通知、邮件通知相关责任人。对于达到效期的疫苗，提供的异步服务自动对其进行封存。封存的疫苗在系统内无法产生接种计划，也无法产生追溯码，无法参与各种盈收结算
（4）疫苗安全微系统设计
随着“互联网+”技术的不断推广，借助于微信公众号、二维码扫描等技术建立完整版的移动版管理系统，将电脑版和移动版深度融合，如单据手签，即时采购审批等，并在现场可以操作各种系统仓储功能，达到智能化报警，定时智慧大数据分析提供决策依据。利用微信的可跨系统特点，将疫苗管理系统进行移动办公，并解决了交互过程中的各种手续，使得工作更简单，管理更便捷、更严谨。
该项目所研发的疫苗安全微系统具有数据安全（数据随时查询，永不丢失；数据加密系统，防止泄露）、电子手签（交接过程，利用了移动端签名，完成了交流、验证）、智能报警（储运过程温度报警、对即将过期的疫苗进行系统预警提示，“防范于未然”）、及时反馈等特点。
三、推广应用前景
本项目在疫苗冷链环境中应用耐低温无线温度传感器与无线物联网络结合，建立疫苗物流多级仓储管理系统平台，实现疫苗在物流运输中全程温度数据采集、处理分析与温度监控。对相关疫苗生产试点企业的物流运输，周期内冷链疫苗温度进行监控。其成功上线，实现疫苗物流运输全过程对的温度的实时监控，保证疫苗的生物活性，确保广大人民群众的用药安全，能够有效的保证疫苗安全及儿童的身心健康。
本项目对于社会而言，可增加政府公信力，使企业及相关行业应用获得更多的关注和更好的发展，同时加强对疫苗的监管，为公众及疫苗应用提供实时信息与监管保障，并有利于对问题疫苗的及时预警和处理等相关信息公开化、透明化。该技术可以广泛应用在肉类、农产品、疫苗、药品等多种行业，这些行业与人们的身体健康是息息相关的，随着社会的快速发展和人们安全意识的不断增强，本项目所研发技术有广阔的产业化前景。