一种基于RFID电子标签的疫苗监控方法及系统与流程

本发明涉及一种基于rfid电子标签的疫苗监控方法及系统，属于物联网、计算机、网络、人工智能技术领域。

背景技术：

疫苗法于2019月6月29日正式发布，要求对疫苗实行全过程电子追溯，疫苗管理按最严格的方式进行，2019年12月1日正式实施，全过程冷藏温区保持2-8c°，冷冻温区低于-26c°。

疫苗法于2019月6月29日正式发布，要求对疫苗实行全过程电子追溯，疫苗管理按最严格的方式进行，2019年12月1日正式实施，全过程冷藏温区保持2-8c°，冷冻温区低于-26c°。

目前疫苗的编码并未统一，通常采用一维码或二维码的形式进行标识，因为一维码和二维码具有成本低，赋码系统成熟，可以实现某种程度上的追溯等优点。但是现有的一维码和二维码追溯体系技术上不能带来管理手段的提升，若应对后续接种，接种人员和被接种人员的信息无法及时更新。即便像上海已经采用的五码贴标方式，关联、扫码的工作量仍然复杂，各类标签粘贴过程中人为接触疫苗情况过多，容易污染和导致出错；尤其是万一后续出现医疗事故，难以追根溯源。

大多数公共卫生接种站现在进行疫苗管理时，敏感指标——温度检测靠每日人工查看温度写记录，每6小时记录一次。不同接种站的处理情况差异很大，有的接种站双回路供电都没有保证，停电无法处理；周末、节假日无人值班时对停电多少时间都难以确定；疫苗盘点靠人工开柜查看库存盘点，夏天疫苗柜开门后温度直接飙升到温区以外，脱离温区时长也没有记录和统计，这些情况的发生，疫苗管理借助科技手段，对疫苗的来龙去脉全程有效管控势在必行。

目前有一些地区采用了基于rfid电子标签的疫苗监控系统，但主要粘贴于疫苗盒上，用来实现疫苗仓储物流上的管理，无法直接为疫苗接种的全生命周期做出贡献，因为接种情况复杂，一盒疫苗常装载多支疫苗，有些种类的疫苗一支又可以为多名接种者接种，尚未出现利用rfid电子标签实现将疫苗信息和接种人员信息、被接种人员信息以及疫苗在整个周期中的信息关联从而切实有效进行监控的系统和方法。

技术实现要素：

为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种基于rfid电子标签的疫苗监控方法及系统，通过采用射频识别技术、身份认证技术、温湿度传感技术和网络技术实现对疫苗存放在疫苗柜中的状态进行实时在线自动采集、信息自动同步传输和远程同步监控，可大幅提升操作和管理的效率，数据可靠，能够控制和降低潜在风险。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：提供了一种基于rfid电子标签的疫苗监控方法，包括以下过程：

(1)疫苗信息录入：

对于已粘贴rfid电子标签的疫苗，通过rfid电子标签读写器将疫苗信息写入rfid电子标签，使疫苗具有全球唯一的电子身份id；

对于刚出厂未粘贴rfid电子标签的疫苗，在疫苗盒上粘贴rfid电子标签，用条码扫码枪扫描疫苗盒上的出厂可变条形码获取疫苗信息存储在电脑中，通过rfid电子标签读写器将疫苗信息写入疫苗盒上的rfid电子标签，使出厂可变条形码携带的信息与rfid电子标签关联，则疫苗盒具有全球唯一的电子身份id；

(2)人员身份授权：

采集授权人员的身份信息存储至电脑，通过电脑将授权人员身份信息上传至远程监控平台服务器，通过远程监控平台服务器进行授权和限定权限；

(3)疫苗存放：

智能疫苗柜的控制器控制身份识别模块对开启疫苗柜的人员身份与电脑存储的授权人员身份信息进行识别和匹配，匹配成功控制器控制智能疫苗柜门锁打开，放入疫苗或疫苗盒，柜门关闭时，柜门上锁触发控制器向智能疫苗柜中的rfid电子标签读写器发送疫苗盘点指令，rfid电子标签读写器接收到疫苗盘点指令后，通过智能疫苗柜内安装的一组rfid天线向智能疫苗柜的各存储腔发出解调编码信号，对各rfid电子标签赋能，rfid电子标签被赋能后向外发射载有疫苗信息的射频信号，rfid电子标签通过其接收天线接收射频信号后进行解码和解调处理获取每个rfid电子标签携带的疫苗信息，电脑根据疫苗信息通过以下公式更新疫苗库存n合计：

n合计＝n支+n盒

其中n支为单支疫苗总数目，由单支疫苗所贴rfid电子标签数目直接加和得到，n盒为所有疫苗盒中所有剩余疫苗总数目，根据以下公式计算：

其中n规格i表示智能疫苗柜中第i盒疫苗盒规格支数，n接种i智能疫苗柜中第i盒疫苗盒已绑定接种者的数量，i的范围为1至s，s表示智能疫苗柜中疫苗盒的数目，由疫苗盒所贴rfid电子标签数目直接加和得到；盘点完毕后控制器控制显示屏上显示更新的疫苗库存；

智能疫苗柜中的温湿度传感器实时采集温湿度信息并保存至电脑，电脑同步将温湿度信息更新至远程监控平台服务器；当在电脑上选择同步操作时，电脑将疫苗信息和温湿度信息传输至远程监控平台服务器；

(4)疫苗取出：

智能疫苗柜的控制器控制身份识别模块对开启疫苗柜的人员身份与电脑存储的授权人员身份信息进行识别和匹配，匹配成功控制器控制智能疫苗柜门锁打开，取出疫苗或疫苗盒，柜门关闭时，柜门上锁触发控制器向智能疫苗柜中的rfid电子标签读写器发送疫苗盘点指令，rfid电子标签读写器接收到疫苗盘点指令后，通过智能疫苗柜内安装的一组rfid天线向智能疫苗柜的各存储腔发出解调编码信号，对各rfid电子标签赋能，rfid电子标签被赋能后向外发射载有疫苗信息的射频信号，rfid电子标签通过其接收天线接收射频信号后进行解码和解调处理获取每个rfid电子标签携带的疫苗信息，电脑根据疫苗信息通过以下公式更新疫苗库存n疫苗库存：

n疫苗库存＝n支+n盒

其中n支为单支疫苗总数目，由单支疫苗所贴rfid电子标签数目直接加和得到，n盒为所有疫苗盒中所有剩余疫苗总数目，根据以下公式计算：

其中n规格支数i表示智能疫苗柜中第i盒疫苗盒规格支数，n绑定接种人数i表示智能疫苗柜中第i盒疫苗盒已绑定接种者的数量，n应接种人数i表示智能疫苗柜中第i盒疫苗盒单支疫苗应接种人数，s表示智能疫苗柜中疫苗盒的数目，i的范围为1至s，s由疫苗盒所贴rfid电子标签数目直接加和得到；盘点完毕后控制器控制显示屏上显示更新的疫苗库存；

智能疫苗柜中的温湿度传感器实时采集温湿度信息并保存至电脑，电脑同步将温湿度信息更新至远程监控平台服务器；当在电脑上选择同步操作时，电脑将疫苗信息和温湿度信息传输至远程监控平台服务器；

(5)疫苗接种：

通过电脑输入接种证编号或扫描接种证上的rfid电子标签获取接种者信息，通过桌面式的rfid电子标签读写器读取疫苗盒或疫苗上的rfid电子标签携带的疫苗信息，桌面式的rfid电子标签读写器将疫苗信息传输至电脑，电脑将接种者信息与疫苗信息进行绑定；智能疫苗柜中的温湿度传感器实时采集温湿度信息并保存至电脑，电脑同步将温湿度信息更新至远程监控平台服务器；当在电脑上选择同步操作时，电脑将疫苗信息和温湿度信息传输至远程监控平台服务器；

(6)疫苗预警和报警：

电脑根据存储的疫苗信息，向智能疫苗柜的控制器发送到期预警信息，控制器接收到期预警信息并通过与控制器连接的报警模块进行提示；控制器事实接收温湿度传感器采集的温湿度信息并传输至电脑，若超过预设值，则控制器控制报警模块进行语音提示，并且经过预设时间后向负责人移动设备推送报警信息；

(7)疫苗信息查询与追踪：

通过远程监控平台服务器调取保存的疫苗信息和温湿度信息进行查看和导出。

步骤(1)所述疫苗信息包括疫苗名称、生产厂家、有效期、生产日期，疫苗存储位置以及疫苗接种对应状态。

步骤(2)所述对授权人员身份信息进行识别，具体采用人脸识别、指纹识别、虹膜识别和射频智能卡识别中的一种方式进行识别。

步骤(3)智能疫苗柜中的rfid电子标签读写器读取到rfid电子标签携带的疫苗信息后，通过智能疫苗柜中与控制器连接的显示屏显示疫苗信息；步骤(6)控制器接收到期预警信息并通过与控制器连接的报警模块进行提示，同时控制显示屏显示预警信息

步骤(6)电脑通过无线或有线传输方式向智能疫苗柜发送到期预警信息。

本发明同时提供了一种疫苗监控系统，包括疫苗柜，疫苗柜包括柜体、柜门、压缩机以及电器元件，柜体内设有用于存放粘贴有rfid电子标签的疫苗的存储腔，各存储腔内分布有温湿度传感器，电气元件包括控制器，控制器与压缩机、温湿度传感器和报警模块连接，柜门设置有与控制器连接的电磁锁，柜体内部设置有与控制器连接的rfid电子标签读写器，柜体外部设置有与控制器连接的显示屏，控制器与电脑通信，电脑与远程监控平台服务器连接，控制器通过线缆与电脑连接，或者控制器与无线传输模块连接，无线传输模块通过无线网络与电脑通信，电脑通过互联网或无线网络与远程监控平台服务器通信，报警模块采用语音播报模块。

柜体内由上至下分布有横板，横板的位于靠近柜门的边沿设置有滑轨，柜体内沿滑轨设置有滑动推拉门，柜体的柜壁、横板以及滑动推拉门之间的空间为存储腔。

控制器与用于拍摄人脸进行人脸识别的摄像头、指纹识别模块和虹膜识别模块中的一种连接。

本发明基于其技术方案所具有的有益效果在于：

(1)本发明提供的疫苗监控方法通过rfid电子标签承载疫苗信息，以单支疫苗或包装盒为最小单位，给疫苗唯一电子身份，实现疫苗柜在线自动采集疫苗名称、数量、生产厂家、有效期、生产日期，疫苗存储位置和疫苗接种对应状态等信息，并通过显示屏或语音播报模块实时动态显示或播报，实现疫苗近效期预警和环境失控预警，并且能够通过身份识别实现疫苗无人值守，防止他人掉包或有意破坏，降低风险，同时实现远程指导和监控；采用rfid电子标签与采用条码搭载信息的方式相比，存储的信息量更大，无须直线对准扫描，即可实现多目标识别，读写速度更快；并且rfid电子标签能够直接对应全球唯一序列号，难以出现机械故障，寿命长，抗恶劣环境，操作简便；

(2)本发明提供的疫苗监控方法仅在柜门关闭时触发盘点，rfid电子标签读写器通过其天线给rfid电子标签提供能量，实现rfid电子标签与rfid电子标签读写器之间隔空数据交换，能耗低，时间节点合理，达到疫苗追溯、快速盘点、近效期管控的目的；

(3)本发明提供的疫苗监控方法可通过人脸识别、指纹识别、虹膜识别等多种方式实现医务人员身份管控；通过多点装载温湿度传感器实现疫苗存放环境温度均匀上报以及在线24小时实时监控，并且在柜体上端显示屏上实时反馈疫苗信息，后台服务器可根据事实的温湿度数据自动生成温湿度变化曲线，方便监控；

(4)本发明提供的疫苗监控方法可利用现有架构设计配套软件程序，根据疫苗信息导出日报、周报和月报，方便人员追踪和管理；还可实现疫苗信息可以将温度异常、温区掉线等问题通过微信推送到相关责任人手机上，及时处理，降低疫苗风险；

(5)本发明提供的疫苗系统中，在控制器和电脑之间、电脑和后台服务器之间均可采用无线传输方式传输，通过装载4g/5g移动网卡实现信息同步，将接收到的开关门请求等传输到后台，通过比对核实发出开锁指令；将疫苗终端采集的信息传送到后台，比对后对异常情况进行预警；

(6)本发明提供的疫苗监控方法和系统所采集的疫苗温湿度信息是连续的，疫苗脱离正常温湿度区间的时段和时间均可查到，为疫苗的有效性评判给予有效支撑；

(7)本发明设计了完善的监控流程和系统，仅仅在首次疫苗信息录入环节需要人工粘贴rfid电子标签和扫描的操作，其他环节均为系统自动处理信息，取消人为的盘点和记录工作，用系统自动处理取代人工，即可完成疫苗信息和疫苗状态的更新，减少传统模式的易出错环节；除rfid电子标签与疫苗直接关联外，一个rfid电子标签对应一盒疫苗也可完成整个疫苗追踪，拿取疫苗后、接种工作之前进行疫苗盒与被接种人信息的绑定，从而更新疫苗盒中疫苗的数量和状态，在后期需要进行追溯时，任意一个疫苗都可以追溯到疫苗盒上rfid电子标签携带的信息，易于追踪和排查，数据安全可靠。

附图说明

图1是本发明疫苗柜的结构示意图。

图中：1-柜体，2-柜门，3-横板，4-显示屏，5-滑轨，6-温湿度传感器，7-滑动推拉门。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

本发明提供了一种基于rfid电子标签的疫苗监控方法，包括以下过程：

(1)疫苗信息录入：

对于已粘贴rfid电子标签的疫苗，通过rfid电子标签读写器将疫苗信息写入rfid电子标签，使疫苗具有全球唯一的电子身份id；

对于刚出厂未粘贴rfid电子标签的疫苗，在疫苗盒上粘贴rfid电子标签，用条码扫码枪扫描疫苗盒上的出厂可变条形码获取疫苗信息存储在电脑中，通过rfid电子标签读写器将疫苗信息写入疫苗盒上的rfid电子标签，使出厂可变条形码携带的信息与rfid电子标签关联，则疫苗盒具有全球唯一的电子身份id；

(2)人员身份授权：

采集授权人员的身份信息存储至电脑，通过电脑将授权人员身份信息上传至远程监控平台服务器，通过远程监控平台服务器进行授权和限定权限；

(3)疫苗存放：

智能疫苗柜的控制器控制身份识别模块对开启疫苗柜的人员身份与电脑存储的授权人员身份信息进行识别和匹配，匹配成功控制器控制智能疫苗柜门锁打开，放入疫苗或疫苗盒，柜门关闭时，柜门上锁触发控制器向智能疫苗柜中的rfid电子标签读写器发送疫苗盘点指令，rfid电子标签读写器接收到疫苗盘点指令后，通过智能疫苗柜内安装的一组rfid天线向智能疫苗柜的各存储腔发出解调编码信号，对各rfid电子标签赋能，rfid电子标签被赋能后向外发射载有疫苗信息的射频信号，rfid电子标签通过其接收天线接收射频信号后进行解码和解调处理获取每个rfid电子标签携带的疫苗信息，电脑根据疫苗信息通过以下公式更新疫苗库存n合计：

n合计＝n支+n盒

其中n支为单支疫苗总数目，由单支疫苗所贴rfid电子标签数目直接加和得到，n盒为所有疫苗盒中所有剩余疫苗总数目，根据以下公式计算：

其中n规格i表示智能疫苗柜中第i盒疫苗盒规格支数，n接种i智能疫苗柜中第i盒疫苗盒已绑定接种者的数量，i的范围为1至s，s表示智能疫苗柜中疫苗盒的数目，由疫苗盒所贴rfid电子标签数目直接加和得到；盘点完毕后控制器控制显示屏上显示更新的疫苗库存；

智能疫苗柜中的温湿度传感器实时采集温湿度信息并保存至电脑，电脑同步将温湿度信息更新至远程监控平台服务器；当在电脑上选择同步操作时，电脑将疫苗信息和温湿度信息传输至远程监控平台服务器；

(4)疫苗取出：

智能疫苗柜的控制器控制身份识别模块对开启疫苗柜的人员身份与电脑存储的授权人员身份信息进行识别和匹配，匹配成功控制器控制智能疫苗柜门锁打开，取出疫苗或疫苗盒，柜门关闭时，柜门上锁触发控制器向智能疫苗柜中的rfid电子标签读写器发送疫苗盘点指令，rfid电子标签读写器接收到疫苗盘点指令后，通过智能疫苗柜内安装的一组rfid天线向智能疫苗柜的各存储腔发出解调编码信号，对各rfid电子标签赋能，rfid电子标签被赋能后向外发射载有疫苗信息的射频信号，rfid电子标签通过其接收天线接收射频信号后进行解码和解调处理获取每个rfid电子标签携带的疫苗信息，电脑根据疫苗信息通过以下公式更新疫苗库存n疫苗库存：

n疫苗库存＝n支+n盒

其中n支为单支疫苗总数目，由单支疫苗所贴rfid电子标签数目直接加和得到，n盒为所有疫苗盒中所有剩余疫苗总数目，根据以下公式计算：

其中n规格支数i表示智能疫苗柜中第i盒疫苗盒规格支数，n绑定接种人数i表示智能疫苗柜中第i盒疫苗盒已绑定接种者的数量，n应接种人数i表示智能疫苗柜中第i盒疫苗盒单支疫苗应接种人数，s表示智能疫苗柜中疫苗盒的数目，i的范围为1至s，s由疫苗盒所贴rfid电子标签数目直接加和得到；盘点完毕后控制器控制显示屏上显示更新的疫苗库存；

智能疫苗柜中的温湿度传感器实时采集温湿度信息并保存至电脑，电脑同步将温湿度信息更新至远程监控平台服务器；当在电脑上选择同步操作时，电脑将疫苗信息和温湿度信息传输至远程监控平台服务器；

(5)疫苗接种：

通过电脑输入接种证编号或扫描接种证上的rfid电子标签获取接种者信息，通过桌面式的rfid电子标签读写器读取疫苗盒或疫苗上的rfid电子标签携带的疫苗信息，桌面式的rfid电子标签读写器将疫苗信息传输至电脑，电脑将接种者信息与疫苗信息进行绑定；智能疫苗柜中的温湿度传感器实时采集温湿度信息并保存至电脑，电脑同步将温湿度信息更新至远程监控平台服务器；当在电脑上选择同步操作时，电脑将疫苗信息和温湿度信息传输至远程监控平台服务器；

(6)疫苗预警和报警：

电脑根据存储的疫苗信息，向智能疫苗柜的控制器发送到期预警信息，控制器接收到期预警信息并通过与控制器连接的报警模块进行提示；控制器事实接收温湿度传感器采集的温湿度信息并传输至电脑，若超过预设值，则控制器控制报警模块进行语音提示，并且经过预设时间后向负责人移动设备推送报警信息；

(7)疫苗信息查询与追踪：

通过远程监控平台服务器调取保存的疫苗信息和温湿度信息进行查看和导出。

步骤(1)所述疫苗信息包括疫苗名称、生产厂家、有效期、生产日期，疫苗存储位置以及疫苗接种对应状态。

步骤(2)所述对授权人员身份信息进行识别，具体可采用生物识别方式，如人脸识别、指纹识别、虹膜识别，也可采用其他智能识别方法中的一种进行识别。

步骤(3)智能疫苗柜中的rfid电子标签读写器读取到rfid电子标签携带的疫苗信息后，通过智能疫苗柜中与控制器连接的显示屏显示疫苗信息；步骤(6)控制器接收到期预警信息并通过与控制器连接的报警模块进行提示，同时控制显示屏显示预警信息

步骤(6)电脑通过无线或有线传输方式向智能疫苗柜发送到期预警信息。

本发明同时提供了一种疫苗监控系统，参照图1，包括疫苗柜，疫苗柜包括柜体1、柜门2、压缩机以及电器元件，柜体内设有用于存放粘贴有rfid电子标签的疫苗的存储腔，各存储腔内分布有温湿度传感器，电气元件包括控制器，控制器与压缩机、温湿度传感器6和报警模块连接，柜门设置有与控制器连接的电磁锁，柜体内部设置有与控制器连接的rfid电子标签读写器，柜体外部设置有与控制器连接的显示屏4，控制器与电脑通信，电脑与后台服务器连接。

柜体内由上至下分布有横板3，横板的位于靠近柜门的边沿设置有滑轨5，柜体内沿滑轨设置有滑动推拉门7，柜体的柜壁、横板以及滑动推拉门之间的空间为存储腔，rfid电子标签读写器的rfid天线可以分布在不同的存储腔中。

控制器通过线缆与电脑连接，或者控制器与无线传输模块连接，无线传输模块通过无线网络与电脑通信，电脑通过互联网或无线网络(如4g、5g网络)与远程监控平台服务器通信。

控制器与用于拍摄人脸进行人脸识别的摄像头、指纹识别模块和虹膜识别模块中的一种连接。

报警模块采用语音播报模块。

本发明提供的一种基于rfid电子标签的疫苗监控方法及系统通过物联网、人工智能、网络等技术的综合运用，将疫苗信息和疫苗储存的环境进行在线更新，实现自动盘点，可视化程度高，实时性强，突破了传统的疫苗监控模式，解决了传统监控过程中人工台帐、开柜盘点、数据统计、报计划效率底和易出错的问题。所采用的rfid电子标签为超高频无源电子标签，无需电池供电，使用无线方式，由rfid电子标签读写器通过空中电磁波能量传递，提供标签工作能源，rfid电子标签通过标准的iso18000-6c协议实现标签和rfid电子标签读写器之间的无线数据交换，可面向针剂、粉剂等多种类疫苗，实现了单盒/支疫苗源追踪以及与被接种者信息绑定，实现疫苗全生命周期追溯盒监管。