RFID傳感器標簽在血液質(zhì)控管理中的應(yīng)用說明

RFID融合傳感技術(shù)用于血液管理的可行性

血液管理業(yè)務(wù)的一般流程為：獻血登記一體檢一血樣檢測一采血一血液人庫一在庫管理（成分處理等）一血液出庫一醫(yī)院供患者使用（或制成其他血液制品）。在這一過程中，常常涉及到大量的數(shù)據(jù)信息，包括獻血者的資料、血液類型、采血時間、地點、經(jīng)手人等。大量的信息給血液的管理帶來了一定的困難，又加上血液是一種非常容易變質(zhì)的物質(zhì)，如果環(huán)境條件不適宜，血液的品質(zhì)即遭破壞，所以血液在存儲和運輸途中，質(zhì)量的實時監(jiān)控也十分關(guān)鍵。RFID與傳感技術(shù)便是能解決以上問題、有效助力血液管理的新興技術(shù)。

RFID技術(shù)能夠為每袋血液提供各自唯一的身份，并為其存人相應(yīng)的信息，這些信息與后臺數(shù)據(jù)庫互聯(lián)，因此，血液無論是在采血點，還是在調(diào)動點血庫，或是在使用點醫(yī)院，都能全程受到RFID系統(tǒng)的監(jiān)控，血液在各調(diào)動點的信息可以隨時被跟蹤出來。以往的血液出人庫費時、費力，使用前還需要人工進行信息核對，采用RFID技術(shù)后，無須精確定位就能大批量地對數(shù)據(jù)進行實時采集、傳遞、核對與更新，加快了血液的出人庫識別，還避免了人工核對時常出現(xiàn)的差錯。而RFID的非接觸識別特性還可以確保血液在不會受到污染的條件下進行識別和檢測，減小了血液受污染的可能性，它還不怕灰塵、污漬、低溫等，能夠在存儲血液的特殊環(huán)境條件下保持正常工作工作。

傳感技術(shù)是感知、獲取與檢測信息的窗口，它能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的采集量化、處理融合和傳輸應(yīng)用。通過傳感器對血液環(huán)境溫度、密封狀況和振蕩程度等的實時監(jiān)測和采集，再通過系統(tǒng)對感知信息的及時處理與反應(yīng)，能夠有效避免血液的變質(zhì)，保障血液的質(zhì)量。

將RFID與傳感技術(shù)融合起來，運用既能提高識別效率、實現(xiàn)信息跟蹤，又能實時監(jiān)控物品質(zhì)量的RFID傳感器標簽，便能夠真正實現(xiàn)血液管理的智能信息化。

RFID傳感器標簽的設(shè)計

RFID傳感器標簽主要由微控制單元、傳感單元、射頻單元、通信單元、定位單元和供電單元組成，如圖1所示。

1. 微控制單元

微控制單元由嵌人式系統(tǒng)構(gòu)成，包括嵌人式微處理器、存儲器、嵌人式操作系統(tǒng)等，還集成了看門狗、定時/計數(shù)器、同步/異步串行接口、A/D和D/A轉(zhuǎn)換器以及I/O等各種必要功能和外部設(shè)備。該單元實現(xiàn)的主要功能包括：負責整個芯片的任務(wù)分配與調(diào)度、數(shù)據(jù)的整合與傳輸，進行無線數(shù)據(jù)驗證，完成數(shù)據(jù)的分析、存儲和轉(zhuǎn)發(fā)，區(qū)域內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的路由維護，芯片電源的能耗管理等。

2. 傳感單元

傳感單元主要由傳感器和A/D轉(zhuǎn)換器組成。傳感器是能夠感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律將其轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置。通常傳感器由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成，敏感元件采集外部需要傳感的信息，將其送人轉(zhuǎn)換元件，后者完成將上述物理量轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)可以識別的原始電信號，并通過積分電路、放大電路的整形處理，最后經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并送人微控制單元進行進一步處理。

考慮到血液存儲與運輸對環(huán)境條件的要求，本傳感單元包含了對監(jiān)測區(qū)域內(nèi)溫度、壓力、感光、振蕩等多項物理信號測試的功能。

3. 射頻單元

射頻單元控制接收和發(fā)送射頻信號，并選擇運用空分多路、時分多路、頻分多路和碼分多路等存取方法實現(xiàn)多目標同時識別與系統(tǒng)防沖撞機制。

4. 通信單元

通信單元用于數(shù)據(jù)通信，解決無線通信中的載波頻段選擇、數(shù)據(jù)傳輸速率、信號調(diào)制、編碼方式等，并通過天線進行芯片與讀寫器問數(shù)據(jù)的收發(fā)工作，具有數(shù)據(jù)融合、請求仲裁和路由選擇等功能。

5. 定位單元

定位單元實現(xiàn)芯片自身位置的定位以及信息傳輸方位的定位?；跓o線傳輸協(xié)議，如IEEE802.15.4標準和ZigBee協(xié)議等。定位算法可選用基于測距（如信號強度測距、時間差測距等）或不基于測距的方法（如質(zhì)心法、DV—Hop算法等）。

6. 供電單元

RFID傳感器標簽有無源、半無源和有源之分。無源標簽不需要芯片內(nèi)置電池，它通過提取讀寫器發(fā)出的射頻能量來維持工作。半無源和有源標簽都需要內(nèi)部電池供電來維持正常的傳感與射頻工作?？紤]到血液管理中對血液制品的實時監(jiān)控需要保證其持續(xù)、正常的能量供給，因此加入了供電單元，設(shè)計為半無源或有源標簽。

在這一部分中，通過合理的設(shè)置芯片的接收、發(fā)射以及待機狀態(tài)，可以解決好能量消耗與傳輸可靠性的問題，有效延長芯片的使用壽命。