基于微信公眾平臺(tái)的冷鏈監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的開發(fā)

耿向南

南京醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院，江蘇南京 210029

基于微信公眾平臺(tái)的冷鏈監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的開發(fā)

耿向南

南京醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院，江蘇南京 210029

冷鏈監(jiān)測(cè)在醫(yī)院里主要用于一些對(duì)溫度要求比較嚴(yán)格的設(shè)備，如血庫的冰箱、血漿解凍儀及實(shí)驗(yàn)室的超低溫冰箱。隨著無線通訊技術(shù)的發(fā)展，通過對(duì)設(shè)備安裝溫度傳感器并將溫度信息通過無線方式傳輸至計(jì)算機(jī)中進(jìn)行保存和分析，并通過全球移動(dòng)通信系統(tǒng)（Global System for Mobile Communication，GSM）模塊發(fā)送短信報(bào)警從而達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的目的[1-2]。有文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和無線傳感技術(shù)，研究開發(fā)了醫(yī)院冷鏈管理監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，用戶通過網(wǎng)頁瀏覽方式進(jìn)行查看，系統(tǒng)通過短信平臺(tái)實(shí)現(xiàn)短信提醒等功能[3]。隨著移動(dòng)終端及移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，移動(dòng)終端的數(shù)據(jù)通訊功能被越來越多的運(yùn)用在實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方面，也有文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)基于智能手機(jī)終端對(duì)冷鏈系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)和應(yīng)用[4]。近年來微信的發(fā)展非常迅速，微信公眾平臺(tái)也為開發(fā)者提供了一個(gè)優(yōu)異的平臺(tái)及解決方案。基于微信公眾平臺(tái)開發(fā)醫(yī)療信息服務(wù)系統(tǒng)，為患者提供豐富的醫(yī)院信息查詢及預(yù)約掛號(hào)查詢服務(wù)等[5]。本文基于對(duì)微信公眾平臺(tái)的開發(fā)，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與微信公眾平臺(tái)相結(jié)合，設(shè)計(jì)了一套接入方便，交互友好的冷鏈監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)由多個(gè)無線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)及冷鏈服務(wù)器組成。無線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)采集溫度信息，通過無線方式傳至冷鏈服務(wù)器，各節(jié)點(diǎn)之間互不干擾。冷鏈服務(wù)器將所采集到的信息進(jìn)行存儲(chǔ)并與公眾平臺(tái)服務(wù)器連接，從而把所采集到的信息發(fā)送至移動(dòng)終端。

1.1 硬件部分實(shí)現(xiàn)

無線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)由MCU模塊、測(cè)溫傳感器及短距離無線數(shù)傳模塊組成。接收端模塊將接收到的數(shù)據(jù)傳入計(jì)算機(jī)并調(diào)用數(shù)據(jù)庫進(jìn)行保存。測(cè)溫傳感器的選擇根據(jù)所測(cè)設(shè)備的溫度范圍及使用環(huán)境來選擇。對(duì)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(jìn)行通訊，并采用不銹鋼封裝，可在不影響測(cè)量準(zhǔn)確度的同時(shí)有效防水。對(duì)于深低溫冰箱的測(cè)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(dú)立的SPI接口及寄存器，通過SPI接口對(duì)無線通信模塊的寄存器進(jìn)行設(shè)置。本文選取MSP430F2013單片機(jī)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(zhuǎn)換電路。

無線數(shù)傳模塊采用美國(guó)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(diǎn)，與MCU采用SPI通信[6]。由于不需要太高的通信速率和節(jié)點(diǎn)路由，采用CC1101相比于zigbee芯片則更為經(jīng)濟(jì)[7]。本文在433 MHz的頻段下進(jìn)行通信測(cè)試，在地址濾波的同時(shí)，在數(shù)據(jù)包的發(fā)送中加入字頭及驗(yàn)證字節(jié)，既能記錄溫度傳感器的來源點(diǎn)，也能有效地避免干擾。

1.2 微信公眾平臺(tái)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(shí)通訊服務(wù)的應(yīng)用程序，它支持跨通信運(yùn)營(yíng)商、跨操作系統(tǒng)平臺(tái)，通過網(wǎng)絡(luò)快速發(fā)送包含文本、圖片、語音等信息。通過對(duì)微信公眾平臺(tái)的開發(fā)，可實(shí)現(xiàn)移動(dòng)終端對(duì)溫度的實(shí)時(shí)查詢和歷史回溯等功能[8]。具體實(shí)現(xiàn)線路示意圖，見圖1。

圖1 冷鏈服務(wù)器連接示意圖

首先需把存有冷鏈溫度的服務(wù)器與微信公眾平臺(tái)服務(wù)器進(jìn)行連接，公眾平臺(tái)開發(fā)要求開發(fā)者設(shè)置URL及Token（用來驗(yàn)證）。URL指向用于存儲(chǔ)采集數(shù)據(jù)的服務(wù)器，公眾平臺(tái)服務(wù)器要求接入開發(fā)者計(jì)算機(jī)的端口必須為80，非80端口無法正常的接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。本文使用“花生殼”申請(qǐng)二級(jí)域名，由于醫(yī)院內(nèi)部計(jì)算機(jī)大部分都是非公網(wǎng)IP，需要對(duì)路由器進(jìn)行端口映射設(shè)置，才能建立起用戶服務(wù)器與公眾平臺(tái)服務(wù)器的連接。

公眾平臺(tái)服務(wù)器的連接請(qǐng)求通過HTTP的GET參數(shù)傳輸，會(huì)額外帶上signature、timestamp、nonce三個(gè)參數(shù)，signature是對(duì)timestamp、nonce及Token進(jìn)行SHA1加密后的字符串，冷鏈服務(wù)器收到公眾平臺(tái)服務(wù)器的請(qǐng)求后同樣進(jìn)行加密算法，得到signature后與公眾平臺(tái)服務(wù)器的signature對(duì)比，從而排除惡意第三方的連接。

本文使用PHP進(jìn)行開發(fā)，在用戶微信客戶端向冷鏈服務(wù)器發(fā)送消息時(shí)，微信公眾服務(wù)器會(huì)將消息以特定格式的XML形式發(fā)給公眾賬號(hào)服務(wù)器，包含發(fā)送方的ID、消息類型以及消息內(nèi)容等。在冷鏈服務(wù)器對(duì)XML進(jìn)行解析后則可讀取用戶客戶端所發(fā)出的請(qǐng)求，從本地mysql數(shù)據(jù)庫中讀取相應(yīng)數(shù)據(jù)以XML格式發(fā)回給公眾平臺(tái)服務(wù)器，在用戶微信客戶端則能接收到相應(yīng)數(shù)據(jù)。血庫冰箱溫度監(jiān)測(cè)記錄，見圖2。

圖2 血庫冰箱溫度監(jiān)測(cè)記錄

2 結(jié)論

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

但是通過微信公眾平臺(tái)進(jìn)行開發(fā)也具有一定的局限性，公眾賬號(hào)所提供的接口受微信平臺(tái)本身限制，在消息的主動(dòng)推送上也受限制（訂閱號(hào)每天1條，服務(wù)號(hào)每月1條），而且微信本身為了避免公眾賬號(hào)對(duì)微信用戶的打擾，訂閱號(hào)的推送消息不對(duì)用戶進(jìn)行提醒，用戶只能在聊天界面打開訂閱號(hào)時(shí)才能查看消息。這意味著在異常報(bào)警的實(shí)時(shí)性受到了一定程度的影響，用戶要獲取相關(guān)信息時(shí)必須首先向微信公眾平臺(tái)賬號(hào)發(fā)送相應(yīng)的命令。

在醫(yī)院實(shí)際應(yīng)用中，不僅可以將微信公眾平臺(tái)與冷鏈相結(jié)合，只要針對(duì)采集前端進(jìn)行開發(fā)，在應(yīng)用于醫(yī)院其他醫(yī)療設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)及管理上都具有很大的意義和前景。

[1]何金枝,毛海燕,周國(guó)運(yùn)．基于單片機(jī)的GSM遠(yuǎn)程溫度控制器設(shè)計(jì)[J]．制造業(yè)自動(dòng)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(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)[J]．農(nóng)機(jī)化研究,2012,（5）：182-187．

[3]沈崇德,童思木,孫煒一．基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)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(jī)終端的冷鏈物流信息平臺(tái)開發(fā)與應(yīng)用[J]．物流技術(shù),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(wǎng)技術(shù)與微信公眾平臺(tái)相結(jié)合，設(shè)計(jì)了一套接入方便、交互友好的冷鏈監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。系統(tǒng)由多個(gè)無線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)及冷鏈服務(wù)器組成，無線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)采集溫度信息，通過無線方式傳至冷鏈服務(wù)器進(jìn)行存儲(chǔ)。冷鏈服務(wù)器與公眾平臺(tái)服務(wù)器連接，從而實(shí)現(xiàn)移動(dòng)終端對(duì)溫度的實(shí)時(shí)查詢和歷史回溯等功能。

冷鏈監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；溫度傳感器；冰箱；微信公眾平臺(tái)；物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

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