第一章 項目概述
1.1 項目背景
醫用冰箱是醫療機構最常用的設備之一，主要用于疫苗、藥品、臨床標本、檢驗試劑及血液制品的存儲，它的儲存條件是醫院臨床檢驗質量及臨床安全用血最基本的保障。醫用冰箱內部溫度過高或過低直接影響所存物品的安全性和有效性。按照原國家食品藥品監督管理總局頒布實施的相關規定，存儲臨床標本、檢驗試劑及血液制品的冰箱和冷庫都必須配有有效的監測設備，對存儲環境進行24h不間斷監測。
以下是不同醫療冰箱溫度范圍內可存儲的物品：
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溫度范圍 |
儲存物品 |
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0℃~8℃ |
疫苗、藥劑等 |
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2℃~8℃ |
藥品和生物制品 |
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5℃~1℃ |
存血液、藥物生物制品 |
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-20℃~-30℃ |
血漿、生物材料、疫苗、試劑等 |
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-30℃~-80℃ |
胎盤、精液、干細胞、血漿、骨髓、生物樣品等 |
目前醫療行業中多數使用傳統的溫度計對冰箱（例如：普通冰箱、低溫冰箱、超低溫冰箱等）進行溫度監測，存在著數據缺失、無連續性、記錄時間間隔長、不能及時發現異常情況的問題；對于疾控中心、醫院等大型場所，存在冰箱數量多、分布分散的特點，工作人員每天觀察記錄，費時費力且較為繁瑣，難以實現集中化管理。
為此，山東仁科針對不同存儲物品對醫用冰箱溫度存儲的要求，以及國家新版GSP認證要求，設計一整套“醫用冰箱溫度在線監控系統”，為疫苗/血液/藥品/檢測樣本的存儲安全提供全自動化的安全保障。
1.2 建設目標
建立終端溫度監控設備+軟件平臺管理的模式，通過溫度傳感技術、數據通信技術，對疾控中心、醫院各級的的冰箱設備進行24小時不間斷檢測、記錄、存儲、報警和數據查詢，將過去傳統分散管理方式轉變為更加科學合理的自動化、全程化的監控模式，做到有據可查、有警必報，實現醫療冰箱設備相對恒溫恒濕、集中化、網絡化管理，全面提高全區冷鏈管理的水平與高度。
具體建設思路如下：
■ 無線組網方式：由于不同科室冰箱可能存在有不定期更換位置的可能性，所以整個系統采用4G無線組網的通信方式，免除布線帶來的不便。
■ 多種溫度采集終端：針對不同溫度使用需求的冰箱，采用不同量程的溫度傳感器；針對單個冰箱有多個不同溫區的，搭配多個溫度探頭進行采樣。
■ 現場異常多重告警：冰箱溫度異常/斷電，或者設備電量不足時，現場溫度監控設備蜂鳴報警，平臺端可發送報警彈窗，音頻輸出，并通過短信、語音振鈴、微信等報警方式給指定聯系人發送告警信息。
■ 云端分層分級遠程監控：提供電腦端、手機APP端實時監測冰箱內溫度數據。可根據使用機構要求分配不同權限，各級管理人員可查詢所負責區域的不同時間段內的溫度歷史數據，可生成溫度曲線，導出歷史數據。
1.3 設計原則
■ 系統的標準化
系統建設應堅持標準化，遵循國家和行業相關業務、管理和技術規范標準。
■ 技術的先進性
系統應采用成熟、先進的技術，建設符合信息技術最新發展潮流的基礎架構。先進性具體體現在以下方面：系統高度智能化、系統高度集成化、開放式的架構適應后續的維護與擴展、管理者和用戶均可便捷操作等。
■ 穩定性
系統的建設規劃要充分考慮系統投入運行后即作為生產系統，保證7×24小時服務：一是要求應用系統首先是成熟可靠的；二是要求具有備份功能和措施；三是要求具有高的容錯及故障恢復能力，在出現意外時能夠隔離故障區，保護重要數據，通知管理人員做人工干預，避免災難性后果發生。
■ 經濟性
在保證滿足各項基礎需求的前提下，將系統結構做到精簡化，控制成本提高系統的經濟性。完善傳統服務方案，減少人工成本，提高管理效益。本系統統一使用遠距離無線通訊方式，簡化使用中的施工布線，節約施工和材料成本。
■ 實用性
系統建設應充分考慮使用人員的能力和素質、專業結構、部門業務需求情況，做到易學易用、操作簡單、尊重使用人員工作習慣；并具有一定的數據自動校驗功能。
■ 可維護性
系統應能通過集中控制臺方便地配置、監視、控制、診斷整個系統，并且能夠監視和控制使用情況、提高效率、消除隱患。運行環境根據需要發生變化時，包括新的硬件和軟件（含系統軟件和數據庫）投入使用后，應保證該系統的正常運行。
■ 可管理性
方案中現場各設備及各分系統都集中于中心統一控制，實施對所有遠端設備的控制、設置，以保證系統的高效、有序、可靠的發揮其管理職能。
■ 安全性
系統建設應充分考慮用戶、應用、網絡方面的安全性要求，防止來自外部非法的訪問。應具有用戶的身份認證和權限管理，對應不同的應用層次。既能保證不同用戶高效、快速地訪問控制授權范圍內的系統資源，也能有效地阻止用戶之間的非法侵入、非授權訪問。對關鍵的設備和系統還有完善的安全性保護方案。
■ 系統可擴展性
系統的建設必須考慮到與已有系統、其它單位系統以及將來待開發系統之間的互聯，因此在滿足目前需求的前提下，設計時還要分析并預測未來的發展。應保證設計的應用系統具有良好的二次開發功能，以利于今后的擴展。對于未來的發展，要立足在現有的基礎上升級改造，保護現有投資。
1.4 設計依據
■ 《藥品經營質量管理規范》2013 年，衛生部令第90號
■ 《藥品冷鏈物流運作規范》GB/T 28842-2012國家標準
■ 《全國藥品流通行業發展規劃綱要》2011 年，商務部
■ 《農產品冷鏈物流發展規劃》2010年，國家發改委
■ 《藥品冷鏈物流技術與管理規范》，2009 年，浙江省質量技術監督局
■ 《血液儲存要求WS399-2012》
第二章 項目介紹
2.1 冰箱溫度在線監測系統方案設計
傳統的溫度監測系統主要采用有線的總線式布線方式，這種方式雖然穩定性較高，但是隨著監測點的增多, 地理位置的分散，各種電纜分布比較繁多，線纜損壞時維護起來不方便；同時大多功能簡單，智能化程度低。無法滿足大規模使用的醫用冰箱的實時和集中監測需求。因此，整套系統采用4G無線信號進行組網。
疾控中心、醫院冰箱溫度監測系統主要由4G無線型溫度監測終端（單探頭溫濕度傳感器、多探頭溫濕度傳感器、超低溫溫度傳感器），環境監控云平臺組成。
通過覆蓋疾控中心、醫院等轄區內的每個監測對象（冰箱），實現轄區內的每個監測對象（冰箱）溫度數據24小時的實時監測、記錄、存儲。各級疾控中心的管理人員可查詢所負責區域的溫度歷史數據和實時數據。當有超過安全范圍的溫度、冰箱斷電情況發生時，系統通過現場聲光報警、遠程短信、電話報警等多種方式第一時間向相關人員發送報警信息，以達到第一時間發現問題并及時解決問題，將出現問題所產生的影響減小到最小，最終達到冷鏈設備相對恒溫恒濕，集中控制，管控一體的目標，實現冰箱存儲物品溫度的實時在線監管。
2.2 冰箱溫度監測系統拓撲圖
2.3 冰箱溫度監測系統優勢
■ 專注所以專業
我司多年來一直專注于環境監測這個行業，力爭為客戶提供最好的、最高性價比的環境監測產品和解決方案，是環境監測行業的知名廠商。具有完備的產品和解決方案，供應地區300+、服務全球110k+客戶。
■ 專業傳感器，測量范圍廣
在醫療行業中，大多數是2-8℃的醫用冷藏箱。還有-20℃醫用冷凍冰箱、-40℃低溫保存箱、-86℃超低溫保存箱等等。本系統提供的溫度測量范圍可達-100~200℃，滿足不同冰箱對溫度的監測要求。
■ 4G無線組網方式，無需布線
該系統采用4G無線通訊方式，對監控節點分布廣、數量大的多站點集中智能監控提供了最有效的監控手段。實現靈活組網、方便組網，實現系統構架的最優化、簡便化、實用化。
■ 具有豐富的自動告警方式
系統支持電話、短信、聲光、郵件等報警功能，并具有多種告警策略可以選擇，通用系統即可滿足絕大多數用戶的需求。
■ 斷點續傳功能
如遇網絡故障，設備具備數據補傳功能，確保數據的完整性。自帶數據存儲功能，在服務器宕機時，設備可自行存儲接收的實時數據，并在網絡恢復時自動上傳存儲的數據。
■ 提供免費云平臺，功能強大
平臺采用B/S架構，維護和升級方式簡單，最少支持1000個采集設備的監控和管理，采用專業的數據庫，穩定可靠、易于擴展，支持軟、硬件分層，支持多級用戶管理權限。云平臺自動收集上傳的監測數據，通過GPS地圖、列表、圖標、曲線的方式在平臺頁面端顯示，滿足用戶對實時監測信息的多維度、多層面查看數據。
■ 系統級整體性及平臺化
借助自身多年來的行業經驗，結合客戶需求的方方面面，給出系統級、整體性的解決方案，具備更好分工以及協同效率，設計將具備良好的系統擴展性。該系統集可視化、智能化、無人化于一體，采用先進的監測技術和設備為醫療冰箱的運行維護提供更多的技術支持和保障。
■ 跨區域統一管理
通過設立統一監控管理站，對分布在不同區域的多個設備和信息進行全數字化集中監控管理，滿足現各監測站點統一監管需要。
■ 軟硬件產品集成度高
本系統軟硬件產品根據行業發展的需要，與時俱進，不斷更新換代對應的產品，剔除過時及冗余的功能，不斷集成有效地新功能，使產品具備越來越高的集成度，給客戶提供更高性價比的產品。
■ 支持定制
我司在設計方案時從客戶使用的角度出發，集成了很多比較實用的功能，也可根據客戶需求定制方案，做到在應用和維護盡可能方便省心。
■ 多平臺遠程管理，功能強大
我司系統支持電腦PC端、APP移動端、微信公眾號等多種方式遠程查看、管理數據。
第三章 冰箱溫度在線監測系統設計
4G無線組網型冰箱溫度監測系統是充分利用已架設好的4G網絡基站實現數據采集和傳輸，只需一張移動或聯通的SIM卡，就可通過網絡基站將采集到的溫度數據上傳到云平臺進行數據存儲、顯示和異常告警，幫助工作人員及時發現冰箱溫濕度/供電異常信息、設備異常信息，將損失降到最低，無距離限制，方便遠程集中監控。
3.1 系統特點
■ 實時監測：
所有溫度監測終端設備采用4G網絡信號傳輸實現24小時獨立冰箱溫度監控或遠程冰箱溫度監控，同時能對大面積的多點溫度/濕度進行監測，并將數據傳輸到云平臺進行數據存儲分析。
■ 多路溫度數據采集：
疫苗/血液/藥品/檢測樣本等物品要求恒溫保存，部分要求恒溫恒濕儲存。對于2-8℃的醫用冷藏箱、-20℃醫用冷凍冰箱、-40℃低溫保存箱等，本系統采用溫濕度一體的4G型溫濕度記錄儀。針對冷藏區+冷凍區一體式的冰箱，或者有多個溫區的冰箱，采用4G型多探頭溫濕度記錄儀。-86℃以下的超低溫冰箱，采用4G型超低溫溫度變送器。此外，考慮到冰箱門都有密封膠條，為保證冰箱內溫度的穩定性和數據的準確性，溫度變送器均采用分體式外延低溫扁平探頭線。
■ 安裝與供電：
系統中所有的溫濕度監測設備均采用分體式外延探頭，安裝時設備機身壁掛或粘貼在冰箱外部箱體上，低溫扁平探頭線引入冰箱內部，探頭在冰箱內部走線固定，不需要進行打孔損壞箱體。主機采用內置電池供電，與傳統市電電源供電相比，能夠避免斷電事故發生時，保證監測主機仍然正常運行≥7*24小時。
■ 異常告警：
當冰箱溫度高于上限值或低于下限值、冰箱斷電、或者溫濕度記錄儀電量不足時，溫濕度記錄儀啟動本地聲光報警，同時提供電話、短信、郵件、云平臺報警等多種報警形式。
■ 斷點續傳：
4G型溫度記錄儀均具有自動存儲數據功能，方便在4G網絡信號不穩定的情況下，保持數據不間斷記錄，網絡穩定后，自動補傳之前未傳成功的數據。
■ 分級管理：
系統提供分級管理功能，當溫度異常實現分級分層報警（本地聲光、短信、電話、郵件等不同形式），各級工作人員可接收負責區域的報警信息，及時處置異常情況，同時可查詢所負責區域的溫濕度歷史數據和實時數據，并可以導出需要的報表格式，實現冰箱溫度的遠程實時在線監管。
■ 多種數據查看方式：
各級管理人員可憑賬號密碼在PC電腦端、手機APP端登錄云平臺遠程查看溫度實時數據、設備實時情況等信息；同時各路溫濕度記錄儀自帶液晶顯示屏，實時顯示當前溫濕度值、電池電量、網絡信號狀態、存儲數量、時間等信息，管理人員可直接在現場查看各項數據。
第四章 綜合環境監控云平臺
4.1 綜合環境監控云平臺概述
我司專門開發推出的綜合環境監控云平臺（www.0531yun.com）以先進的信息采集系統、物聯網、云平臺、大數據以及互聯網等信息技術為基礎，各級用戶通過PC端WEB、APP客戶端、微信端等多種渠道訪問平臺數據，實現遠程系統管理功能。各級工作人員可接收負責區域的報警信息，及時處置異常情況，同時可查詢所負責區域的溫濕度歷史數據和實時數據，并可以導出需要的報表格式，實現冰箱溫度的遠程實時在線監管。
4.2 功能介紹
4.2.1 數據實時監控
平臺支持實時查看不同冰箱不同區域位置的各項溫度數據。數據可以通過圖形化界面、列表等方式反映，圖形化界面的優勢在于讓用戶直觀看到數據和傳感器相對位置，列表則更利于用戶對數據進行對比。
【首頁數據展示】
【列表展示】
4.2.2 實時地圖顯示
系統以物聯網技術和GIS技術為支撐，使用戶更加直觀的觀測所有測點分布位置及狀態。
4.2.3 超限告警
當任一位置的溫度值超過預置報警值、設備處于離線狀態、或者冰箱斷電時，系統能提供平臺界面告警、短信告警、電話告警、郵件告警等報警方式，并進行事件記錄，供調用和分析。
【平臺告警】
支持所有監測因子報警上限、下限，預警上限、下限設置，支持因子數據異常字體變色，因子告警數據顏色用戶可自定義。
針對短信、振鈴、微信、郵件告警方式有專門的告警聯系人管理列表，便于當報警聯系人變動時快速查詢、添加、刪除。
4.2.4 歷史數據查詢、導出
可通過系統查詢每個監測點的設備信息，對設備監測數據、歷史數據進行查詢。并生成數據曲線圖。具有單個或多個因子數據存儲/查詢/導出數據功能，支持PDF、Excel等多種數據格式導出，導出內容標題、使用單位名稱用戶可自定義，同時可導出數據查詢的時間段、查詢數據賬號、保存數據間隔、離線判斷間隔等重要信息。
【歷史數據列表查看】
【歷史數據曲線查看】
【歷史數據PDF格式導出】
4.2.5 視頻監控
全面性的監管，實現科室冰箱周邊環境畫面聯網呈現，還可將各溫度傳感器監測到的溫度數據通過視頻字符疊加器疊加在監控畫面上，其界面顯示全部信息，避免反復切換，實現遠程監測控制。
4.2.6 系統管理
平臺具有完善的權限分級和管轄分區等等功能，無限級權限設定，根據要求自由組合權限。用戶操作具有完善的日志記錄，方便查看操作記錄。
4.2.7 賬號分級
支持賬號分級管理，針對項目實際需求增設子賬號，并分配不同管理權限，做到項目管理分工明確，用戶可定義不同的用戶角色，并賦予角色的不同權限管理，所有的用戶操作都進行自動記錄，沒有權限的用戶將不能進行操作。
【賬號管理】
【管理員權限設置】
【管理員菜單權限】
4.2.8 設備管理
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名稱 |
解釋 |
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設備名稱 |
填寫設備名稱，默認名稱為設備地址 |
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設備地址 |
顯示設備地址，不可更改 |
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設備經緯度 |
寫入設備經緯度，可在地圖中查看設備顯示位置。（注意：如果以設備自帶經緯度信息為準，此處可不填寫） |
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告警記錄 |
開啟告警記錄，當設備報警時，數據庫中會記錄告警信息，關閉告警記錄，則無法查詢告警記錄。 |
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離線短信 |
開啟離線短信，當設備離線時會發送告警短信至綁定手機號 |
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離線郵件 |
開啟離線郵件，當設備離線時會發送告警郵件至綁定郵箱。 |
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離線判斷間隔 |
設置設備離線時間，當設備在設置時間內重新上線，平臺默認此設備未離線。 |
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短信告警間隔 |
當設備在平臺告警后，告警信息按照設置時間間隔發送告警短信，時間最低設置5分鐘。 |
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郵件告警間隔 |
當設備在平臺告警后，告警信息按照設置時間間隔發送告警郵件。 |
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保存數據間隔 |
設置時間間隔保存設備數據。 |
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短信最多發送次數 |
防止設備超限時間過長，一直發送告警短信，可設置最多發送短信次數。 |
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節點列表 |
設備節點設置，詳情見節點信息設置。 |
4.2.9 流量卡預警功能
實時獲取現場4G型物聯網設備的卡號，自動分析卡號剩余流量，自動分析，到期時間預警提醒，讓項目管理人員及時充值，防止流量卡到期運營商銷號造成項目停滯。
4.2.10 大屏可視化
增加大屏可視化一覽表，快速查詢任意一臺設備具體實時信息。可投屏顯示，自動刷新，集中滾動顯示各監測點的環境溫度監測數據，實時展現冰箱不同區域位置溫度等關鍵數據的動態曲線，數據清晰、直觀，便于管理人員進行系統查看。
4.2.11 移動端APP
為方便移動端用戶監測數據，推出“云控通”手機APP，方便用戶24小時實時監測。可以通過賬號密碼登錄云平臺，一鍵控制上萬個設備。支持視頻查看，設備故障/異常報警，支持離線告警功能，支持實時數據查看，歷史數據曲線查看，還可連接藍牙打印機進行數據打印。
4.2.12 二次開發
山東仁科提供的云平臺完全免費，界面完全中性，并支持用戶二次開發。
4.2.13 千人千面
針對小規模應用的用戶，云平臺提供可配置的“千人千面”界面與私有域名解析的服務，客戶只需要投入幾十元購買一個域名，備案成功后就能擁有自己的私有登錄鏈接，且登錄界面平臺名稱可根據用戶要求更改。
