冷链追踪获得硬件辅助

最近由Covid19病毒引起的大流行以及随后开发疫苗的时间赛跑使与冷链相关的重要性和问题浮出水面。其中一些疫苗对温度变化非常敏感，需要在非常低的温度下储存，甚至低于 -70°C。还必须严格保持这些温度水平，从生产点到将其施用于患者的设施的公差非常低。

“冷链”一词是指材料的供应链，如果储存温度不保持在非常狭窄的范围内，则可能会受到损害或无法挽回地损坏。许多药品、化学制品和食品都属于这一类。为确保冷链不被中断，需要开发一个尽可能全面、自动化、无差错的跟踪系统。

使用条码扫描仪跟踪资产

资产跟踪

资产跟踪的任务是沿着将产品或材料从生产地点划分到最终用户的路径的每个阶段跟踪产品或材料，以便随时确定资产所在的地点。最简单的跟踪方法是将具有唯一标识符的条形码应用于每个资产。然后可以使用条码阅读器扫描代码，或者在每次沿链条从一个点移动到另一个点时记录该代码。

今天，所有这些步骤和动作都可以记录在一个集中的跟踪数据库中，以供进一步分析和查询。

电子技术的发展催生了用于跟踪资产（例如温度、湿度、冲击/振动和污染物传感器）以及 GPS 定位器的创新型低功耗电子设备的出现。

在这方面也非常重要的是数据记录器，这些设备能够记录和保存来自传感器的与跟踪过程相关的信息。资产跟踪应用中使用的大多数数据记录器功耗低，因此可以由电池供电。左图显示了一些使用数据记录器的经典资产跟踪应用程序。这些设备包括用于获取要记录的数据的传感器、处理器、用于存储数据的非易失性存储器和实时时钟 (RTC)。

一些涉及数据记录器的典型资产跟踪应用

数据记录器在冷链跟踪系统中很常见，因为它们避免了与中央系统频繁连接（通常通过互联网或移动网络）。

冷链资产追踪应用

温度监控和记录不仅对确保产品的完整性至关重要，而且代表了美国联邦药物管理局 (FDA) 对监控食品、药品和化妆品质量的要求。

因此，有必要使用能够定期获取和存储温度的低功耗、电池供电的设备。除了数据记录器，我们还需要一个低功耗微控制器，它是跟踪系统的真正大脑，能够执行软件控制算法并与传感器、显示器和串行或 USB 通信通道连接。

能够满足这些要求的微控制器的一个例子是来自 Lapis Technology（属于 Rohm 集团）的 ML630Q466/Q464，这是一种基于 Arm Cortex-M0+ 内核的 32 位低功耗微控制器，具有两种不同的闪存 ROM 大小（128 KB / 64 KB) 并且能够支持 USB 接口。这些微控制器具有不同的串行端口，用于连接多个传感器并记录其输出。它们具有内置 LCD 驱动器、用于精确温度测量的 RC-ADC、USB 2.0 全速控制器并支持多种时钟模式。这种集成水平消除了对许多外部组件的需求，从而实现了更紧凑的设计。如下图所示，MCU 凭借其低功耗可以使用电池供电，它可以管理多个外部传感器、一个显示器、一个 USB 通信通道和一个用于无线连接的模块（可选）。

有多种传感器可供选择，能够满足冷链跟踪应用的要求。这些传感器包括加速度计、光学传感器（环境光、RGB）、基于 MEMS 的压力传感器和磁传感器（霍尔 IC 和磁力计）。 KXTJ3-1057 等加速度计可用于检测运动唤醒、角度检测、撞击/自由落体检测、活动、敲击感测、电机健康和机器健康。

适合该应用的 32 位低功耗微控制器

对于光学传感器，环境光传感器非常适合监测环境中的光强度或用于数据记录器的背光控制。 RGB 颜色传感器检测物体的颜色变化，对给定颜色的产品进行分类和匹配。

此外，气压传感器可以帮助检测高度变化、室内导航、气象站和压力变化。最后，霍尔 IC 非常适合门检测、唤醒检测、非接触式开关和前/后位置，而磁力计非常适合位置/位置检测，并可用作跟踪器的电子罗盘。

除了 USB 连接之外，添加一个能够支持无线通信的模块代表了一个迷人的机会，为跟踪系统与物联网 (IoT) 框架的可能集成铺平了道路。

在互联物联网领域，传感器节点提供资产跟踪数据记录器所需的功能。与附近的其他资产和周围环境的其他部分共享数据允许资产跟踪器尽可能全面地了解资产所经历的环境。无线通信模块包括标准协议，例如蓝牙（尤其是低功耗）、WiFi 和其他更专业的物联网协议。

>> 本文最初发表在我们的姊妹网站 EE次。

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