第一章 项目概述
1.1 项目背景
医用冰箱是医疗机构最常用的设备之一，主要用于疫苗、药品、临床标本、检验试剂及血液制品的存储，它的储存条件是医院临床检验质量及临床安全用血最基本的保障。医用冰箱内部温度过高或过低直接影响所存物品的安全性和有效性。按照原国家食品药品监督管理总局颁布实施的相关规定，存储临床标本、检验试剂及血液制品的冰箱和冷库都必须配有有效的监测设备，对存储环境进行24h不间断监测。
以下是不同医疗冰箱温度范围内可存储的物品：
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温度范围 |
储存物品 |
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0℃~8℃ |
疫苗、药剂等 |
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2℃~8℃ |
药品和生物制品 |
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5℃~1℃ |
存血液、药物生物制品 |
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-20℃~-30℃ |
血浆、生物材料、疫苗、试剂等 |
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-30℃~-80℃ |
胎盘、精液、干细胞、血浆、骨髓、生物样品等 |
目前医疗行业中多数使用传统的温度计对冰箱（例如：普通冰箱、低温冰箱、超低温冰箱等）进行温度监测，存在着数据缺失、无连续性、记录时间间隔长、不能及时发现异常情况的问题；对于疾控中心、医院等大型场所，存在冰箱数量多、分布分散的特点，工作人员每天观察记录，费时费力且较为繁琐，难以实现集中化管理。
为此，山东仁科针对不同存储物品对医用冰箱温度存储的要求，以及国家新版GSP认证要求，设计一整套“医用冰箱温度在线监控系统”，为疫苗/血液/药品/检测样本的存储安全提供全自动化的安全保障。
1.2 建设目标
建立终端温度监控设备+软件平台管理的模式，通过温度传感技术、数据通信技术，对疾控中心、医院各级的的冰箱设备进行24小时不间断检测、记录、存储、报警和数据查询，将过去传统分散管理方式转变为更加科学合理的自动化、全程化的监控模式，做到有据可查、有警必报，实现医疗冰箱设备相对恒温恒湿、集中化、网络化管理，全面提高全区冷链管理的水平与高度。
具体建设思路如下：
■ 无线组网方式：由于不同科室冰箱可能存在有不定期更换位置的可能性，所以整个系统采用4G无线组网的通信方式，免除布线带来的不便。
■ 多种温度采集终端：针对不同温度使用需求的冰箱，采用不同量程的温度传感器；针对单个冰箱有多个不同温区的，搭配多个温度探头进行采样。
■ 现场异常多重告警：冰箱温度异常/断电，或者设备电量不足时，现场温度监控设备蜂鸣报警，平台端可发送报警弹窗，音频输出，并通过短信、语音振铃、微信等报警方式给指定联系人发送告警信息。
■ 云端分层分级远程监控：提供电脑端、手机APP端实时监测冰箱内温度数据。可根据使用机构要求分配不同权限，各级管理人员可查询所负责区域的不同时间段内的温度历史数据，可生成温度曲线，导出历史数据。
1.3 设计原则
■ 系统的标准化
系统建设应坚持标准化，遵循国家和行业相关业务、管理和技术规范标准。
■ 技术的先进性
系统应采用成熟、先进的技术，建设符合信息技术最新发展潮流的基础架构。先进性具体体现在以下方面：系统高度智能化、系统高度集成化、开放式的架构适应后续的维护与扩展、管理者和用户均可便捷操作等。
■ 稳定性
系统的建设规划要充分考虑系统投入运行后即作为生产系统，保证7×24小时服务：一是要求应用系统首先是成熟可靠的；二是要求具有备份功能和措施；三是要求具有高的容错及故障恢复能力，在出现意外时能够隔离故障区，保护重要数据，通知管理人员做人工干预，避免灾难性后果发生。
■ 经济性
在保证满足各项基础需求的前提下，将系统结构做到精简化，控制成本提高系统的经济性。完善传统服务方案，减少人工成本，提高管理效益。本系统统一使用远距离无线通讯方式，简化使用中的施工布线，节约施工和材料成本。
■ 实用性
系统建设应充分考虑使用人员的能力和素质、专业结构、部门业务需求情况，做到易学易用、操作简单、尊重使用人员工作习惯；并具有一定的数据自动校验功能。
■ 可维护性
系统应能通过集中控制台方便地配置、监视、控制、诊断整个系统，并且能够监视和控制使用情况、提高效率、消除隐患。运行环境根据需要发生变化时，包括新的硬件和软件（含系统软件和数据库）投入使用后，应保证该系统的正常运行。
■ 可管理性
方案中现场各设备及各分系统都集中于中心统一控制，实施对所有远端设备的控制、设置，以保证系统的高效、有序、可靠的发挥其管理职能。
■ 安全性
系统建设应充分考虑用户、应用、网络方面的安全性要求，防止来自外部非法的访问。应具有用户的身份认证和权限管理，对应不同的应用层次。既能保证不同用户高效、快速地访问控制授权范围内的系统资源，也能有效地阻止用户之间的非法侵入、非授权访问。对关键的设备和系统还有完善的安全性保护方案。
■ 系统可扩展性
系统的建设必须考虑到与已有系统、其它单位系统以及将来待开发系统之间的互联，因此在满足目前需求的前提下，设计时还要分析并预测未来的发展。应保证设计的应用系统具有良好的二次开发功能，以利于今后的扩展。对于未来的发展，要立足在现有的基础上升级改造，保护现有投资。
1.4 设计依据
■ 《药品经营质量管理规范》2013 年，卫生部令第90号
■ 《药品冷链物流运作规范》GB/T 28842-2012国家标准
■ 《全国药品流通行业发展规划纲要》2011 年，商务部
■ 《农产品冷链物流发展规划》2010年，国家发改委
■ 《药品冷链物流技术与管理规范》，2009 年，浙江省质量技术监督局
■ 《血液储存要求WS399-2012》
第二章 项目介绍
2.1 冰箱温度在线监测系统方案设计
传统的温度监测系统主要采用有线的总线式布线方式，这种方式虽然稳定性较高，但是随着监测点的增多, 地理位置的分散，各种电缆分布比较繁多，线缆损坏时维护起来不方便；同时大多功能简单，智能化程度低。无法满足大规模使用的医用冰箱的实时和集中监测需求。因此，整套系统采用4G无线信号进行组网。
疾控中心、医院冰箱温度监测系统主要由4G无线型温度监测终端（单探头温湿度传感器、多探头温湿度传感器、超低温温度传感器），环境监控云平台组成。
通过覆盖疾控中心、医院等辖区内的每个监测对象（冰箱），实现辖区内的每个监测对象（冰箱）温度数据24小时的实时监测、记录、存储。各级疾控中心的管理人员可查询所负责区域的温度历史数据和实时数据。当有超过安全范围的温度、冰箱断电情况发生时，系统通过现场声光报警、远程短信、电话报警等多种方式第一时间向相关人员发送报警信息，以达到第一时间发现问题并及时解决问题，将出现问题所产生的影响减小到最小，最终达到冷链设备相对恒温恒湿，集中控制，管控一体的目标，实现冰箱存储物品温度的实时在线监管。
2.2 冰箱温度监测系统拓扑图
2.3 冰箱温度监测系统优势
■ 专注所以专业
我司多年来一直专注于环境监测这个行业，力争为客户提供最好的、最高性价比的环境监测产品和解决方案，是环境监测行业的知名厂商。具有完备的产品和解决方案，供应地区300+、服务全球110k+客户。
■ 专业传感器，测量范围广
在医疗行业中，大多数是2-8℃的医用冷藏箱。还有-20℃医用冷冻冰箱、-40℃低温保存箱、-86℃超低温保存箱等等。本系统提供的温度测量范围可达-100~200℃，满足不同冰箱对温度的监测要求。
■ 4G无线组网方式，无需布线
该系统采用4G无线通讯方式，对监控节点分布广、数量大的多站点集中智能监控提供了最有效的监控手段。实现灵活组网、方便组网，实现系统构架的最优化、简便化、实用化。
■ 具有丰富的自动告警方式
系统支持电话、短信、声光、邮件等报警功能，并具有多种告警策略可以选择，通用系统即可满足绝大多数用户的需求。
■ 断点续传功能
如遇网络故障，设备具备数据补传功能，确保数据的完整性。自带数据存储功能，在服务器宕机时，设备可自行存储接收的实时数据，并在网络恢复时自动上传存储的数据。
■ 提供免费云平台，功能强大
平台采用B/S架构，维护和升级方式简单，最少支持1000个采集设备的监控和管理，采用专业的数据库，稳定可靠、易于扩展，支持软、硬件分层，支持多级用户管理权限。云平台自动收集上传的监测数据，通过GPS地图、列表、图标、曲线的方式在平台页面端显示，满足用户对实时监测信息的多维度、多层面查看数据。
■ 系统级整体性及平台化
借助自身多年来的行业经验，结合客户需求的方方面面，给出系统级、整体性的解决方案，具备更好分工以及协同效率，设计将具备良好的系统扩展性。该系统集可视化、智能化、无人化于一体，采用先进的监测技术和设备为医疗冰箱的运行维护提供更多的技术支持和保障。
■ 跨区域统一管理
通过设立统一监控管理站，对分布在不同区域的多个设备和信息进行全数字化集中监控管理，满足现各监测站点统一监管需要。
■ 软硬件产品集成度高
本系统软硬件产品根据行业发展的需要，与时俱进，不断更新换代对应的产品，剔除过时及冗余的功能，不断集成有效地新功能，使产品具备越来越高的集成度，给客户提供更高性价比的产品。
■ 支持定制
我司在设计方案时从客户使用的角度出发，集成了很多比较实用的功能，也可根据客户需求定制方案，做到在应用和维护尽可能方便省心。
■ 多平台远程管理，功能强大
我司系统支持电脑PC端、APP移动端、微信公众号等多种方式远程查看、管理数据。
第三章 冰箱温度在线监测系统设计
4G无线组网型冰箱温度监测系统是充分利用已架设好的4G网络基站实现数据采集和传输，只需一张移动或联通的SIM卡，就可通过网络基站将采集到的温度数据上传到云平台进行数据存储、显示和异常告警，帮助工作人员及时发现冰箱温湿度/供电异常信息、设备异常信息，将损失降到最低，无距离限制，方便远程集中监控。
3.1 系统特点
■ 实时监测：
所有温度监测终端设备采用4G网络信号传输实现24小时独立冰箱温度监控或远程冰箱温度监控，同时能对大面积的多点温度/湿度进行监测，并将数据传输到云平台进行数据存储分析。
■ 多路温度数据采集：
疫苗/血液/药品/检测样本等物品要求恒温保存，部分要求恒温恒湿储存。对于2-8℃的医用冷藏箱、-20℃医用冷冻冰箱、-40℃低温保存箱等，本系统采用温湿度一体的4G型温湿度记录仪。针对冷藏区+冷冻区一体式的冰箱，或者有多个温区的冰箱，采用4G型多探头温湿度记录仪。-86℃以下的超低温冰箱，采用4G型超低温温度变送器。此外，考虑到冰箱门都有密封胶条，为保证冰箱内温度的稳定性和数据的准确性，温度变送器均采用分体式外延低温扁平探头线。
■ 安装与供电：
系统中所有的温湿度监测设备均采用分体式外延探头，安装时设备机身壁挂或粘贴在冰箱外部箱体上，低温扁平探头线引入冰箱内部，探头在冰箱内部走线固定，不需要进行打孔损坏箱体。主机采用内置电池供电，与传统市电电源供电相比，能够避免断电事故发生时，保证监测主机仍然正常运行≥7*24小时。
■ 异常告警：
当冰箱温度高于上限值或低于下限值、冰箱断电、或者温湿度记录仪电量不足时，温湿度记录仪启动本地声光报警，同时提供电话、短信、邮件、云平台报警等多种报警形式。
■ 断点续传：
4G型温度记录仪均具有自动存储数据功能，方便在4G网络信号不稳定的情况下，保持数据不间断记录，网络稳定后，自动补传之前未传成功的数据。
■ 分级管理：
系统提供分级管理功能，当温度异常实现分级分层报警（本地声光、短信、电话、邮件等不同形式），各级工作人员可接收负责区域的报警信息，及时处置异常情况，同时可查询所负责区域的温湿度历史数据和实时数据，并可以导出需要的报表格式，实现冰箱温度的远程实时在线监管。
■ 多种数据查看方式：
各级管理人员可凭账号密码在PC电脑端、手机APP端登录云平台远程查看温度实时数据、设备实时情况等信息；同时各路温湿度记录仪自带液晶显示屏，实时显示当前温湿度值、电池电量、网络信号状态、存储数量、时间等信息，管理人员可直接在现场查看各项数据。
第四章 综合环境监控云平台
4.1 综合环境监控云平台概述
我司专门开发推出的综合环境监控云平台（www.0531yun.com）以先进的信息采集系统、物联网、云平台、大数据以及互联网等信息技术为基础，各级用户通过PC端WEB、APP客户端、微信端等多种渠道访问平台数据，实现远程系统管理功能。各级工作人员可接收负责区域的报警信息，及时处置异常情况，同时可查询所负责区域的温湿度历史数据和实时数据，并可以导出需要的报表格式，实现冰箱温度的远程实时在线监管。
4.2 功能介绍
4.2.1 数据实时监控
平台支持实时查看不同冰箱不同区域位置的各项温度数据。数据可以通过图形化界面、列表等方式反映，图形化界面的优势在于让用户直观看到数据和传感器相对位置，列表则更利于用户对数据进行对比。
【首页数据展示】
【列表展示】
4.2.2 实时地图显示
系统以物联网技术和GIS技术为支撑，使用户更加直观的观测所有测点分布位置及状态。
4.2.3 超限告警
当任一位置的温度值超过预置报警值、设备处于离线状态、或者冰箱断电时，系统能提供平台界面告警、短信告警、电话告警、邮件告警等报警方式，并进行事件记录，供调用和分析。
【平台告警】
支持所有监测因子报警上限、下限，预警上限、下限设置，支持因子数据异常字体变色，因子告警数据颜色用户可自定义。
针对短信、振铃、微信、邮件告警方式有专门的告警联系人管理列表，便于当报警联系人变动时快速查询、添加、删除。
4.2.4 历史数据查询、导出
可通过系统查询每个监测点的设备信息，对设备监测数据、历史数据进行查询。并生成数据曲线图。具有单个或多个因子数据存储/查询/导出数据功能，支持PDF、Excel等多种数据格式导出，导出内容标题、使用单位名称用户可自定义，同时可导出数据查询的时间段、查询数据账号、保存数据间隔、离线判断间隔等重要信息。
【历史数据列表查看】
【历史数据曲线查看】
【历史数据PDF格式导出】
4.2.5 视频监控
全面性的监管，实现科室冰箱周边环境画面联网呈现，还可将各温度传感器监测到的温度数据通过视频字符叠加器叠加在监控画面上，其界面显示全部信息，避免反复切换，实现远程监测控制。
4.2.6 系统管理
平台具有完善的权限分级和管辖分区等等功能，无限级权限设定，根据要求自由组合权限。用户操作具有完善的日志记录，方便查看操作记录。
4.2.7 账号分级
支持账号分级管理，针对项目实际需求增设子账号，并分配不同管理权限，做到项目管理分工明确，用户可定义不同的用户角色，并赋予角色的不同权限管理，所有的用户操作都进行自动记录，没有权限的用户将不能进行操作。
【账号管理】
【管理员权限设置】
【管理员菜单权限】
4.2.8 设备管理
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名称 |
解释 |
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设备名称 |
填写设备名称，默认名称为设备地址 |
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设备地址 |
显示设备地址，不可更改 |
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设备经纬度 |
写入设备经纬度，可在地图中查看设备显示位置。（注意：如果以设备自带经纬度信息为准，此处可不填写） |
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告警记录 |
开启告警记录，当设备报警时，数据库中会记录告警信息，关闭告警记录，则无法查询告警记录。 |
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离线短信 |
开启离线短信，当设备离线时会发送告警短信至绑定手机号 |
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离线邮件 |
开启离线邮件，当设备离线时会发送告警邮件至绑定邮箱。 |
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离线判断间隔 |
设置设备离线时间，当设备在设置时间内重新上线，平台默认此设备未离线。 |
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短信告警间隔 |
当设备在平台告警后，告警信息按照设置时间间隔发送告警短信，时间最低设置5分钟。 |
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邮件告警间隔 |
当设备在平台告警后，告警信息按照设置时间间隔发送告警邮件。 |
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保存数据间隔 |
设置时间间隔保存设备数据。 |
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短信最多发送次数 |
防止设备超限时间过长，一直发送告警短信，可设置最多发送短信次数。 |
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节点列表 |
设备节点设置，详情见节点信息设置。 |
4.2.9 流量卡预警功能
实时获取现场4G型物联网设备的卡号，自动分析卡号剩余流量，自动分析，到期时间预警提醒，让项目管理人员及时充值，防止流量卡到期运营商销号造成项目停滞。
4.2.10 大屏可视化
增加大屏可视化一览表，快速查询任意一台设备具体实时信息。可投屏显示，自动刷新，集中滚动显示各监测点的环境温度监测数据，实时展现冰箱不同区域位置温度等关键数据的动态曲线，数据清晰、直观，便于管理人员进行系统查看。
4.2.11 移动端APP
为方便移动端用户监测数据，推出“云控通”手机APP，方便用户24小时实时监测。可以通过账号密码登录云平台，一键控制上万个设备。支持视频查看，设备故障/异常报警，支持离线告警功能，支持实时数据查看，历史数据曲线查看，还可连接蓝牙打印机进行数据打印。
4.2.12 二次开发
山东仁科提供的云平台完全免费，界面完全中性，并支持用户二次开发。
4.2.13 千人千面
针对小规模应用的用户，云平台提供可配置的“千人千面”界面与私有域名解析的服务，客户只需要投入几十元购买一个域名，备案成功后就能拥有自己的私有登录链接，且登录界面平台名称可根据用户要求更改。
