一种智能医疗冷链物流箱的制作方法

1.本发明涉及智能医疗技术领域，具体涉及一种智能医疗冷链物流箱。


背景技术：

2.伴随医用冷链运输主体的疫苗、血液、生物药、体外诊断等市场的稳健高速增长，国内 医疗系统对医用冷链需求提升的确定性极强。供需对比下，冷链运输中使用到的疫苗/血液恒 温保存箱、低温冷藏箱、疫苗和血液运输车等设备需求量存在高增突破契机。
3.随着冷链物流技术的快速发展与升级，智能化物流策略在冷链物流中的应用 会逐步加快，为冷链物流行业的健康发展提供源源不断的动力支持，同时也会 提升医疗、食品冷链运输产品的安全保障能力和冷链物流效率，更好地满足居 民的冷链消费需求。
4.亟需提出一种智能医疗冷链物流箱，实现其经济价值、社会价值及技术价值。


技术实现要素：

5.针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种智能医疗冷链物流箱，在运 输箱实现对运输品保温的同时，实现数据全方位监测，并开发多种智能硬件，实 现超低温控、全方位环境监测、高效数据信息处理与反馈；同时引入团队开发的 基于区块链与数据处理技术的信息反馈系统，增加信息处理效率，提高信息透明 度；基于gis-arcmap的末端配送网点选址系统降低了末端运输环节3.2h的平均 时耗。
6.为了实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：一种智能医疗冷链物流 箱，本智能医疗冷链物流箱包括rfid gprs、gis、超低温监测设备、制冷装置 及区块链技术，建立医疗冷链物流监测系统与公共安全监管平台，包括生物医疗 产品物流与状态信息采集终端、运输装置实时监控终端、远程监管平台三部分；
7.配备数据加密系统、异常报警处理系统、大数据路径规划系统、末端网点选 址系统，实现运输品的状态监测与阈值报警、实时位置跟踪、定点检查校验、医 疗冷链物流全过程信息追溯；
8.由硬件端接收到的数据通过第一次阈值判定后，将被加密传输到云端数据库 并进行第二次监测阈值判定，筛除无效数据后，数据将被反馈至前端界面，供相 关服务对象对运输环境指标进行监测，实现数据共享，并集中处理异常数据；
9.在到达末端环节后，箱体将利用基于gis-arcmap的末端配送网点选址系统。
10.进一步的，箱体设计材料采用聚醚型tpu材料作为外部保护壳层；箱体设计 材料采用高密度挤塑聚苯乙烯泡沫塑料(xps)作为内嵌保温内胆；箱体的制冷 装置使用c1206-4p2050四级半导体制冷台，利用波尔贴效应进行快速制冷。
11.进一步的，医疗冷链物流监测系统与公共安全监管平台，还包括数据云端， 数据云端本地对比双加密系统在获取到样本信息时进行链路加密，并同时下载至 云端服务器与本地存储器，生成数字签名。
12.进一步的，本智能医疗冷链物流箱采用本地数据储存器可更换为外置存储 器；基
于无线射频的传感器配网无线测温技术；温度监测系统的后台服务器通过 总线或网线连接至读写器，读写器通过馈线与其天线相连，标签天线集成在标签 芯片上，标签与读写器应用rfid技术实现无线通信。
13.进一步的，信息采集终端实时采集装箱的状态信息，并定时写入冰昱生物冷 链智能物流运输箱的电子标签，电子标签连续向外发送信息，读卡器自动读取标 签的信息，再把接收到的信息通过gprs发至监控后台数据接收。
14.进一步的，信息采集终端采用正负温度系数元件；建立基于思维改进化算法 的bp神经网络模型，实现温度传感器的湿度补偿，通过对思维进化算法中的趋 同和异化操作进行讨论，对收敛条件进行优化，以达到改进思维进化算法的目的， 并将改进思维进化算法全局寻优得到的权值和阈值传递给bp神经网络；通过模 糊修正因子法对气体数据测量进行温湿度补偿。
15.进一步的，医疗冷链物流监测系统与公共安全监管平台，还包括：电子墨水 屏由两片基板组成，上面涂有一种由无数微小透明颗粒组成的电子墨水，颗粒由 带正、负电的许多黑色和白色粒子密封于内部液态微胶囊内形成，不同颜色的带 电粒子会因施加电场的不同，而朝不同的方向运动，在显示屏表面呈现出黑或白 的效果。
16.进一步的，制冷装置包括半导体制冷片，当一块n型半导体材料和一块p 型半导体材料联结成的热电偶对中有电流通过时，两端之间就会产生热量转移， 热量就会从一端转移到另一端，从而产生温差形成冷热端。
17.综上，本发明提供一种智能医疗冷链物流箱，一种智能医疗冷链物流箱，以 实现可拆卸时结构，便于运输，；同时以便于适应于不同畜牧动物群养殖，具有 可调节护栏之间的间距、实现护栏之间的密疏安装，以及螺纹安装稳固功能。
附图说明
18.图1是本发明智能医疗冷链物流箱系统结构图；
19.图2是本发明的智能医疗冷链物流箱性能优势示意图；
20.图3是本发明中的监测设备系统示意图；
21.图4是本发明中的制冷设备系统示意图；
22.图5是本发明中的数据云端本地对比双加密系统示意图；
23.图6是本发明中的监测设备系统示意图；
具体实施方式
24.下面结合附图对本发明做进一步说明。
25.如图1-6所示，本发明是一种智能医疗冷链物流箱，本医疗冷链物流运输过 程，综合rfid gprs、gis、超低温监测设备、区块链等技术，建立医疗冷链物 流监测系统与公共安全监管平台，包括生物医疗产品物流与状态信息采集终端、 运输装置实时监控终端、远程监管平台三部分。配备数据加密系统、异常报警处 理系统、大数据路径规划系统、末端网点选址系统等，实现运输品的状态监测与 阈值报警、实时位置跟踪、定点检查校验、医疗冷链物流全过程信息追溯等功能；
26.由硬件端接收到的数据通过第一次阈值判定后，将被加密传输到云端数据库 并
进行第二次监测阈值判定，筛除无效数据后，数据将被反馈至前端界面，供相 关服务对象对运输环境指标进行监测，实现数据共享，并集中处理异常数据。
27.在到达末端环节后，箱体将利用基于gis-arcmap的末端配送网点选址系统， 针对末端环节最优配送网点进行选择，提升“最后一公里”的时效性。
28.针对数据传输过程，基于区块链的信息反馈系统也起到了至关重要的作用， 在保障数据安全性、透明性的同时，该系统解决了数据共享效率低、传输处理机 制差、冗余等问题
29.箱体设计材料采用聚醚型tpu材料作为外部保护壳层，本材料具有高张力、 高拉力、强韧、耐老化的特性，具备更优越的耐磨、耐寒、耐油、耐水、耐气候 特性，以及高防水性渗透性、防风、防寒、抗菌、防霉、保暖、抗紫外线等特性， 项目关于生物冷链运输箱设计选材打破传统的聚氯乙烯(pvc)选材，在提高环 保能力的同时，控制箱体单位面积成本不超出传统冷链物流箱外结构成本的 0.0017％，并增强外部结构稳定性、隔热性、耐磨性等。
30.箱体设计材料采用高密度挤塑聚苯乙烯泡沫塑料(xps)作为内嵌保温内胆， 具备更优的保温隔热性、卓越的高强度抗压性、优质的憎水、防潮性，质量较小， 便于运输，稳定性、抗腐蚀性也很好，对人体无害、无工业污染的新型环保材料， 非常值得运用于医疗冷链物流运输保温装置。
31.箱体的制冷装置使用c1206-4p2050四级半导体制冷台，利用波尔贴效应进 行快速制冷，打破传统医疗冷链物流运输中的制冷机制冷设备使用，避免氟利昂 等非环保型物料对环境、运输品产生的消极影响。
32.数据云端本地对比双加密系统在获取到样本信息时进行链路加密，并同时下 载至云端服务器与本地存储器，生成数字签名。当需要下载数据时，在云端进行 数据完整性比对，保证数据的完整。
33.本地数据储存器可更换为外置存储器，由用户根据需求决定数据比对采样率 和数据存储量，在保障用户的加密性需求、降低成本的同时提高了设备的可拓展 性和可升级性。
34.冷链运输中数据的安全性一直是委托方的痛点。物流箱不开源、接口不统一 或不提供接口等问题，导致下载数据往往需要物流箱制造商提供的专业软件，造 成数据独立性强、易修改、数据安全性可靠性不强等问题，而智能物流箱通过数 据云端本地对比双加密系统技术能够很好地解决这一问题，是本产品的核心竞争 力所在。
35.基于无线射频的传感器配网无线测温技术具有测量范围大、准确度高、不影 响设备运行、在线实时监测等优点。基于无线测温的优势及全封闭设备的测温难 点，提出了一种基于射频识别技术的无源无线温度监测系统方案。系统通过无线 供电方式向在线监测系统中的无线传感器节点提供电源，具有较高的安全性和抗 干扰性；通过无线射频信号进行非接触式的信息交互与信息采集，实现自动识别 及远程实时温度监控及管理。
36.温度监测系统的后台服务器通过总线或网线连接至读写器，读写器通过馈线 与其天线相连，标签天线集成在标签芯片上，标签与读写器应用rfid技术实现 无线通信
37.当需要运输相关医疗冷链物品的单位将货物装车后，系统开始工作，信息采 集终端实时采集装箱的位置信息、温度、湿度、加速度、倾角、烟雾等状态信息， 并定时写入冰昱生物冷链智能物流运输箱的电子标签，电子标签连续向外发送信 息，读卡器自动读取标签
的信息，再把接收到的信息通过gprs发到九州质达科 创团队的监测部门以及相关监控单位，在驾驶室里的显示屏可以看到运输品温湿 度的变化。远程平台实现全部信息的接收、存储，并将获取的信息以可视化的形 式表现出来或以查询的方式实现，实时地与第三方物流平台与客户进行交互。
38.运采用两种更高效且新型的方法进行输出温湿度结果修正，并对相关元器件 做出调整，采用正负温度系数元件。建立基于思维改进化算法的bp神经网络模 型，实现温度传感器的湿度补偿，通过对思维进化算法中的趋同和异化操作进行 讨论，对收敛条件进行优化，以达到改进思维进化算法的目的，并将改进思维进 化算法全局寻优得到的权值和阈值传递给bp神经网络；通过模糊修正因子法对 气体数据测量进行温湿度补偿。
39.准确的温度判断是保证箱体功能的正常实现，保障样本质量的关键指标。低 温条件下传感器精度，处理器运行，电池的容量与寿命，箱体材料轻度与寿命等 都会受到不同程度的影响。低温条件下传感器出现的温度误差通常是线性的、可 矫正的。
40.电子墨水屏由两片基板组成，上面涂有一种由无数微小透明颗粒组成的电子 墨水，颗粒由带正、负电的许多黑色和白色粒子密封于内部液态微胶囊内形成， 不同颜色的带电粒子会因施加电场的不同，而朝不同的方向运动，在显示屏表面 呈现出黑或白的效果。e-paper表面可以显示出如同印物的黑白图案和文字，看 起来与纸张极为类似，在阳光下没有传统液晶显示的反光现象。同时只有画素颜 色变化时(例如从黑转到白)才耗电，关电源后显示屏上画面仍可保留，因此非 常省电。
41."智能物流箱"使用电子墨水作为信息展示面板，在未找到可替换电源的情况 下为委托方保留最后的样本信息，判断样本情况；电子墨水屏在阳光下不会反光， 可为操作人员带来观感上的便利；同时仅在展示信息刷新时才耗电，所以电池寿 命相较于普通lcd屏幕会得到很大程度上延长。同时esp32模块具备wifi与蓝 牙通信功能，可为智能物流箱在不同的设备间智能互联提供可能的接口，进一步 提升了物流箱的扩展能力。
42.行改良的制冷装置，即多级半导体制冷片，并搭配有微型pwm智能调速风扇 进行均匀化温度输出；
43.在原理上，半导体制冷片是一个热传递的工具。当一块n型半导体材料和一 块p型半导体材料联结成的热电偶对中有电流通过时，两端之间就会产生热量转 移，热量就会从一端转移到另一端，从而产生温差形成冷热端。但是半导体自身 存在电阻，当电流经过半导体时就会产生热量，从而会影响热传递。而且两个极 板之间的热量也会通过空气和半导体材料自身进行逆向热传递。当冷热端达到一 定温差，这两种热传递的量相等时，就会达到一个平衡点，正逆向热传递相互抵 消。此时冷热端的温度就不会继续发生变化。为了达到更低的温度，可以采取散 热等方式降低热端的温度来实现。风扇以及散热片的作用主要是为制冷片的热端 散热。通常半导体制冷片冷热端的温差可以达到40～65℃之间，如果通过主动 散热的方式来降低热端温度，那冷端温度也会相应的下降，从而达到更低的温度。 当一块n型半导体材料和一块p型半导体材料联结成电偶对时，在这个电路中接 通直流电流后，就能产生能量的转移，电流由n型元件流向p型元件的接头吸收 热量，成为冷端；由p型元件流向n型元件的接头释放热量，成为热端。吸热和 放热的大小是通过电流的大小以及半导体材料n、p的元件对数来决定。
44.基于gis-arcmap的末端配送网点选址系统
45.本方案在处理道路网络过程中能够在得到可靠答案的前提下极大程度地降 低时间复杂度：借助高精确度的全国卫星地图，最大化地缩小误差，并且省时省 力，无需直接操纵、调试专业设备，免去了对大量人力物力的需求，且覆盖面更 广泛。同时，本方案采用了一种为接近于线性规划系统服务的策略，即分支定界 法——借助反复分割的方式寻找最终答案。
46.基于区块链与数据处理技术的信息反馈系统
47.区块链当中存储的数据来自于箱体内部传感器感知到的数据，箱体每隔一段 时间(2～5min)就会向物流溯源信息反馈系统发送一次当前运输货物的温湿度信 息，位置信息。感知到的数据在发送至物流溯源信息反馈系统之后，会进行二次 阈值筛选的工作，在无效的数据筛除后，数据将会存储到一个区块当中。区块将 会在达到区块承载的信息量上限后存储在区块链当中。在联盟链fabric的架构 下，达到区块存储上限的时间为2～5min.这与箱体传输箱体相关信息的时间是契 合数据查询时，客户端通过查询api向物流溯源信息反馈系统提交物流信息溯源 申请，发出请求后，查询系统将根据订单的时间戳对应到对应的区块当中，遍历 其中的数据，在查询到相关结果后返回。