M24LR64在冷链温度记录仪中的应用

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  • 摘要:为了实现对药品冷藏运输及配送过程中温度变化的实时记录,介绍了一种低功耗冷链温度记录仪的软硬件设计方法。温度记录仪硬件包括温度数据采集、数据读取及处理、数据存储3个部分,其功能分别由数字温度传感器STT$75、低功耗微控制器STM8L101F3,以及具有I2C和RF双接口的数据存储器M24LR64完成。软件编程采用模块化思想,通过对STTS75、STM8L101F3工作模式配置可以实现系统低功耗运。M24L-R64内存储的温度数据在需要时可以通过射频方式读出。
    关键词:M24LR64;冷链;温度记录仪;低功耗

    引言
        随着工业化技术的不断发展,疫苗、生物制剂和药品等对温度敏感的商品在加工、储存、运输、销售等过程中,需要对各个过程中的温度参数进行记录跟踪,以保证产品质量,这就是冷链体系。药品冷链由冷冻加工、冷冻贮藏、冷藏运输及配送、冷冻销售4个方面构成,而在冷藏运输及配送环节最容易出现问题。药品冷藏运输及配送需要温度保持在2~8℃范围内,而原有监测技术手段滞后是最大的技术瓶颈。为了保证在药品冷藏运输及配送环节实现温度监控,克服实时性差、监管脱节、取证和责任界定困难的不足,本文设计了一种可实现温度数据自动存储、非接触式读出的冷链温度记录仪。

    1 系统总体结构及功能
    1.1 系统总体结构
        冷链温度记录仪主要由温度传感器、微控制器和数据存储器组成,如图1所示。整个系统基本工作流程是:首先温度传感器利用内部A/D转换器将采集的温度值转换后得到相对应的数字量,接收到微控制器发出的串行时钟脉冲(SCL)和读数据指令后通过I2C总线将数据传送至微控制器,微控制器对温度传感器传送的数据进行相应处理,然后微控制器向存储器发出串行时钟脉冲(SCL)和写数据指令,通过I2C总线将数据存储于数据存储器内。

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    1.2 系统功能
        冷链温度记录仪应用在药品冷藏运输及配送环节,需要考虑产品的耐温性能、续航时间、数据存储能力,因此器件选择需要考虑器件适用温度范围、数据传输方式和速度、功耗等多方面因素。温度记录仪应当具有以下功能:
        ◆测量温度范围2~8℃,测量精度±0.5℃。
        ◆系统功耗低,续航时间长。
        ◆数据存储空间大,数据读取方便。
        ◆体积小,便于安装。
        ◆更换电池方便,价格低,可循环使用。



    2 硬件电路设计
    2.1 器件选型
        (1)温度传感器

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