耿向南

南京醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院，江蘇南京 210029

基于微信公眾平臺的冷鏈監(jiān)測系統(tǒng)的開發(fā)

耿向南

南京醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院，江蘇南京 210029

冷鏈監(jiān)測在醫(yī)院里主要用于一些對溫度要求比較嚴格的設備，如血庫的冰箱、血漿解凍儀及實驗室的超低溫冰箱。隨著無線通訊技術的發(fā)展，通過對設備安裝溫度傳感器并將溫度信息通過無線方式傳輸至計算機中進行保存和分析，并通過全球移動通信系統(tǒng)（Global System for Mobile Communication，GSM）模塊發(fā)送短信報警從而達到實時監(jiān)測的目的[1-2]。有文獻報導，利用物聯(lián)網技術和無線傳感技術，研究開發(fā)了醫(yī)院冷鏈管理監(jiān)測系統(tǒng)，用戶通過網頁瀏覽方式進行查看，系統(tǒng)通過短信平臺實現(xiàn)短信提醒等功能[3]。隨著移動終端及移動網絡的發(fā)展，移動終端的數據通訊功能被越來越多的運用在實時監(jiān)測方面，也有文獻報導基于智能手機終端對冷鏈系統(tǒng)進行開發(fā)和應用[4]。近年來微信的發(fā)展非常迅速，微信公眾平臺也為開發(fā)者提供了一個優(yōu)異的平臺及解決方案?；谖⑿殴娖脚_開發(fā)醫(yī)療信息服務系統(tǒng)，為患者提供豐富的醫(yī)院信息查詢及預約掛號查詢服務等[5]。本文基于對微信公眾平臺的開發(fā)，將物聯(lián)網技術與微信公眾平臺相結合，設計了一套接入方便，交互友好的冷鏈監(jiān)測系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)設計

系統(tǒng)由多個無線溫度傳感器節(jié)點及冷鏈服務器組成。無線溫度傳感器節(jié)點采集溫度信息，通過無線方式傳至冷鏈服務器，各節(jié)點之間互不干擾。冷鏈服務器將所采集到的信息進行存儲并與公眾平臺服務器連接，從而把所采集到的信息發(fā)送至移動終端。

1.1 硬件部分實現(xiàn)

無線溫度傳感器節(jié)點由MCU模塊、測溫傳感器及短距離無線數傳模塊組成。接收端模塊將接收到的數據傳入計算機并調用數據庫進行保存。測溫傳感器的選擇根據所測設備的溫度范圍及使用環(huán)境來選擇。對于非深低溫冰箱，選擇DS18B20溫度傳感器，通過單總線的方式與MCU進行通訊，并采用不銹鋼封裝，可在不影響測量準確度的同時有效防水。對于深低溫冰箱的測溫，傳感器則采用電偶溫度傳感器。MCU選取體積小、工作穩(wěn)定、低功耗的芯片，并需具備獨立的SPI接口及寄存器，通過SPI接口對無線通信模塊的寄存器進行設置。本文選取MSP430F2013單片機作為控制芯片，與無線模塊的工作電壓平均為3.3 V，不需要額外的電平轉換電路。

無線數傳模塊采用美國TI公司CC1101，CC1101主要工作在300～348 MHz、387～464 MHz及779～928 MHz頻段，具有高靈敏度、低電流消耗的特點，與MCU采用SPI通信[6]。由于不需要太高的通信速率和節(jié)點路由，采用CC1101相比于zigbee芯片則更為經濟[7]。本文在433 MHz的頻段下進行通信測試，在地址濾波的同時，在數據包的發(fā)送中加入字頭及驗證字節(jié)，既能記錄溫度傳感器的來源點，也能有效地避免干擾。

1.2 微信公眾平臺的開發(fā)

微信是騰訊公司推出的一款為智能終端提供即時通訊服務的應用程序，它支持跨通信運營商、跨操作系統(tǒng)平臺，通過網絡快速發(fā)送包含文本、圖片、語音等信息。通過對微信公眾平臺的開發(fā)，可實現(xiàn)移動終端對溫度的實時查詢和歷史回溯等功能[8]。具體實現(xiàn)線路示意圖，見圖1。

圖1 冷鏈服務器連接示意圖

首先需把存有冷鏈溫度的服務器與微信公眾平臺服務器進行連接，公眾平臺開發(fā)要求開發(fā)者設置URL及Token（用來驗證）。URL指向用于存儲采集數據的服務器，公眾平臺服務器要求接入開發(fā)者計算機的端口必須為80，非80端口無法正常的接收和發(fā)送數據。本文使用“花生殼”申請二級域名，由于醫(yī)院內部計算機大部分都是非公網IP，需要對路由器進行端口映射設置，才能建立起用戶服務器與公眾平臺服務器的連接。

公眾平臺服務器的連接請求通過HTTP的GET參數傳輸，會額外帶上signature、timestamp、nonce三個參數，signature是對timestamp、nonce及Token進行SHA1加密后的字符串，冷鏈服務器收到公眾平臺服務器的請求后同樣進行加密算法，得到signature后與公眾平臺服務器的signature對比，從而排除惡意第三方的連接。

本文使用PHP進行開發(fā)，在用戶微信客戶端向冷鏈服務器發(fā)送消息時，微信公眾服務器會將消息以特定格式的XML形式發(fā)給公眾賬號服務器，包含發(fā)送方的ID、消息類型以及消息內容等。在冷鏈服務器對XML進行解析后則可讀取用戶客戶端所發(fā)出的請求，從本地mysql數據庫中讀取相應數據以XML格式發(fā)回給公眾平臺服務器，在用戶微信客戶端則能接收到相應數據。血庫冰箱溫度監(jiān)測記錄，見圖2。

圖2 血庫冰箱溫度監(jiān)測記錄

2 結論

本文通過對微信公眾平臺的開發(fā)，實現(xiàn)了利用智能手機終端對冷鏈溫度的監(jiān)測，并用于輸血科監(jiān)測儲血冰箱的溫度，為科室及設備管理人員提供了良好的接入及用戶體驗。相比于其他不同的智能手機系統(tǒng)開發(fā)移動終端應用程序更加容易實現(xiàn)，設備使用及管理人員的操作也更為簡單。微信作為一款成熟的軟件，在跨平臺、跨操作系統(tǒng)的移動終端的兼容性上都具有很大的優(yōu)勢。

但是通過微信公眾平臺進行開發(fā)也具有一定的局限性，公眾賬號所提供的接口受微信平臺本身限制，在消息的主動推送上也受限制（訂閱號每天1條，服務號每月1條），而且微信本身為了避免公眾賬號對微信用戶的打擾，訂閱號的推送消息不對用戶進行提醒，用戶只能在聊天界面打開訂閱號時才能查看消息。這意味著在異常報警的實時性受到了一定程度的影響，用戶要獲取相關信息時必須首先向微信公眾平臺賬號發(fā)送相應的命令。

在醫(yī)院實際應用中，不僅可以將微信公眾平臺與冷鏈相結合，只要針對采集前端進行開發(fā)，在應用于醫(yī)院其他醫(yī)療設備的狀態(tài)監(jiān)測及管理上都具有很大的意義和前景。

[1]何金枝,毛海燕,周國運．基于單片機的GSM遠程溫度控制器設計[J]．制造業(yè)自動化,2012,（11）：128-131．

[2]趙方,吳必瑞,盧青波．基于MSP430的溫室大棚溫度遠程監(jiān)控系統(tǒng)[J]．農機化研究,2012,（5）：182-187．

[3]沈崇德,童思木,孫煒一．基于物聯(lián)網技術的醫(yī)院冷鏈管理信息系統(tǒng)研究[J]．醫(yī)療衛(wèi)生裝備,2013,31（3）：31-32．

[4]黃峰,伍良啟．基于智能手機終端的冷鏈物流信息平臺開發(fā)與應用[J]．物流技術,2012,（5）：126-128．

GENG Xiang-nan
The First A ffi liated Hospital of Nanjing M edical University, Nan jing Jiangsu 210029, China

Development of a Wechat-Platform-Based Cold Chain M onitoring System

本文將物聯(lián)網技術與微信公眾平臺相結合，設計了一套接入方便、交互友好的冷鏈監(jiān)測系統(tǒng)。系統(tǒng)由多個無線溫度傳感器節(jié)點及冷鏈服務器組成，無線溫度傳感器節(jié)點采集溫度信息，通過無線方式傳至冷鏈服務器進行存儲。冷鏈服務器與公眾平臺服務器連接，從而實現(xiàn)移動終端對溫度的實時查詢和歷史回溯等功能。

冷鏈監(jiān)測系統(tǒng)；溫度傳感器；冰箱；微信公眾平臺；物聯(lián)網技術

With the combination of the internet of things technology and Wechat public platform, an easyto-use and user-friendly cold chain monitoring system was designed in this paper, which consisted of multiple w ireless temperature sensor nodes and cold chain servers. The temperature information acquired by using w ireless temperature sensor nodes would be transm itted to the cold chain server for storage via the w ireless method. Connection of the cold chain server w ith the public platform server realized rich functions on mobile term inals, including real-time query and history retrospection.

cold chain monitoring systems；temperature sensor；refrigerator；Wechat public platform；internet-of-thing technology

TP277

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2015.11.026

1674-1633（2015）11-0084-02

2015-06-10

2015-06-19

作者郵箱：geng0703255@126．com