RFID感測器標籤在血液品質控制管理的應用

RFID融合感測技術用於血液管理的可行性

血液管理業務的一般流程為：捐血登記、檢驗、血液檢體檢測、採血、血庫、庫內管理（成分處理等）、血液輸送、血庫-醫院供病人使用（或製作）進入其他血液製品）。 這個過程往往涉及大量的數據訊息，包括捐血者資訊、血型、採血時間、地點、處理人員等，大量的資訊給血液的管理帶來一定的困難。 此外，血液是一種非常容易腐爛的物質。 如果環境條件不合適，血液的品質就會被破壞。 因此，血液在儲存和運輸過程中的品質會受到影響。 即時監控也至關重要。 RFID和感測技術是新興技術，可以解決上述問題，有效輔助血液管理。

RFID技術可以為每一袋血提供自己唯一的身份並儲存相應的資訊。 這些資訊與後端資料庫互連。 因此，無論血液是在採血點、轉運點血庫，還是使用點醫院，都可以透過RFID系統全程監控，並且可以隨時追蹤各個動員點的血液資訊。時間。 過去，血液耗時耗力，使用前需手動進行資訊驗證。 利用RFID技術，無需精確定位，即可即時大量採集、傳輸、驗證和更新數據，加快血液輸送速度。 庫識別還可以避免手動驗證過程中經常出現的錯誤。 RFID的非接觸式識別特性還可以確保血液在不被污染的情況下被識別和檢測，減少血液污染的可能性。 不怕灰塵、污漬、低溫等，可以在儲存血液的特殊條件下使用。 在環境條件下保持正常運作。

感測技術是感知、獲取和檢測資訊的窗口。 可實現資料採集、量化、處理、融合和傳輸應用。 透過感測器即時監測和收集血液環境溫度、密封狀態和振盪程度，然後透過系統對感知到的信息進行及時處理和響應，可以有效避免血液變質血液的品質也能得到保證。

透過將RFID與感測技術相結合，採用RFID感測標籤，不僅可以提高識別效率，實現資訊追踪，還可以即時監控物品質量，真正實現血液管理的智慧化資訊化。

RFID感測器標籤的設計

RFID感測器標籤主要由微控制單元、感測單元、射頻單元、通訊單元、定位單元和電源單元組成，如圖1所示。

1個微控制單元

微控制單元由嵌入式系統組成，包括嵌入式微處理器、記憶體、嵌入式作業系統等，還整合了看門狗、定時器/計數器、同步/非同步序列介面、A/D和D/各種必要的功能以及外部A轉換器和I/O等設備。 此單元實現的主要功能包括：負責整個晶片的任務分配與調度、資料整合與傳輸、無線資料驗證、資料分析、儲存與轉送、區域網路的路由維護、晶片的能耗管理電源。 等待。

2 感測單元

感測單元主要由感測器和A/D轉換器組成。 感測器是能夠感知指定的測量值並按照一定的規則將其轉換成可用的輸出訊號的裝置或裝置。 通常，感測器由敏感元件和轉換元件組成。 敏感元件收集需要感知的外部資訊並傳送給轉換元件。 後者完成將上述物理量轉換為系統可以識別的原始電訊號，並通過積分電路和放大電路。 整形過程最終透過A/D轉換成數位訊號，發送到微控制單元進行進一步處理。

考慮到交流考慮到血液儲存和運輸對環境條件的要求，此感測單元包括測試監測區域的溫度、壓力、光敏性、振動等多種物理訊號的功能。

3 射頻單元

射頻單元控制射頻訊號的接收與發送，選擇並使用空分複用、時分複用、頻分復用、碼分複用等接取方式，實現同時多目標辨識與系統防衝突機制。

4通訊單元

通信單元用於數據通信，解決無線通信中的載波頻段選擇、數據傳輸速率、信號調製、編碼方法等，透過天線在晶片和讀寫器之間發送和接收數據，並具有數據融合，請求仲裁和路由。 選擇功能。

5個定位單元

定位單元實現晶片本身的定位和訊息傳輸方向的定位。 基於無線傳輸協議，如IEEE802.15.4標準和ZigBee協議。 定位演算法可以基於測距（如訊號強度測距、時間差測距等），也可以不基於測距（如質心法、DV-Hop演算法等）。

6 電源單元

RFID感測器標籤分為被動、半被動和有源。 被動標籤不需要晶片內建電池。 它們的工作原理是提取閱讀器發出的射頻能量。 半被動和主動標籤都需要內部電池電源來維持正常的感測和射頻操作。 考慮到血液管理中對血液製品的即時監測需要保證其持續正常的能量供應，因此增加了供電單元並設計為半被動或主動標籤[4]。

此部分透過合理設定晶片的接收、發送和待機狀態，可以解決能耗和傳輸可靠性問題，有效延長晶片的使用壽命。

主要從血液進出庫管理、血液追蹤管理、血液品質控制管理三個面向進行介紹，並指出RFID融合感測技術在血液管理中的有效作用。

1、血液進出管理

(一)血液儲存

工作人員將血袋放在輸送帶入口處，依序傳遞。 傳送帶底部安裝了 RFID 讀取器。 當貼在血袋上的RFID感測器標籤進入讀寫範圍時，標籤上的資訊被讀取。 中間件過濾並傳輸到後端資料庫。 同時，系統在傳送帶出口處的螢幕上顯示血型、類型、規格等資訊。 工作人員根據顯示的內容將血液放入指定的儲存託盤中。

後端系統根據讀取的血型、種類、規格、數量等，辨識血庫內的貨位，尋找符合規格和數量的現有空貨位。 此步驟主要是在每個貨架上貼上RFID標籤，透過讀寫器寫入其應儲存的血型、種類、規格、數量等資訊。 當血袋放在這個架子上時，工作人員使用手持閱讀器設定和寫入RFID標籤。 當貨架上的血袋運出或移動時，工作人員使用手持閱讀器清除並寫入RFID標籤。 ，安裝在血庫頂部的讀寫器將根據系統的指令讀取每個架子的標籤。 如果發現有已清空且符合儲存條件的貨架，就會通知系統，系統會將具體編號顯示在儲存區域的螢幕上，告訴工作人員哪種類型的血液應該放在哪些貨架上。

工作人員接獲指令後，將各種規格的血液送到指定區域冷藏保存。 同時，讀寫器將每個血袋的儲存時間、儲存類型、送血者、受血者等資訊寫入RFID系統中[5]。

（二）血出銀行

系統下達出貨單，指示工作人員到指定區域取出指定品種、規格、數量的血液。 如果採血量較少，工作人員可以使用手持閱讀器直接讀取血液資訊； 如果採血量較大，工作人員可以用傳送帶將血液運出庫並讀取其資訊。 讀取的資訊傳輸到系統並與後端資料庫進行核對。 如果正確，則允許發貨。 出庫過程中，RFID系統記錄出庫時間、血液有效期限等輔助資訊。

血液運出庫的順序是由系統讀取資訊並分析後確定的。 相同規格的血液需遵循先進先出的原則，避免庫存積壓和過期血液浪費的現象。 血液被標記為“待檢查”。 血庫內禁止出庫，以確保出庫血液的品質。

2 血液追蹤管理

血液追蹤管理採用基於集群的分層結構。 每個簇頭是一個分散式資訊處理中心，用於收集各個簇成員的資料並完成資料處理和融合。 然後資料向上層簇頭依序傳遞。 最後，所有資料經過過濾整合後，傳送到最高層級的簇頭，其逆過程就是資訊查詢過程。 資料逐層展開，有序追蹤。 這裡，最高等級簇頭相當於全國血液資訊中心，次最高簇頭相當於各省、自治區、直轄市血液資訊中心等，最低等級簇頭相當於全國血液資訊中心。群聚成員是基層血站。 這種分層結構分散了訊息，避免了集中存儲，解決了資訊量過大的問題，提高了系統安全性。 子層和父層之間直接進行資訊交換和傳遞，方便查詢和追蹤。 結構如圖2所示。

血液資訊儲存流程如下：首先將每袋血液的RFID識別碼及其對應資訊儲存到基層血站的資料庫中，然後將基層血站的資訊合併，將識別碼與基層血站有效IP。 資料庫. 最後，再整合省血液資訊中心的信息，將省血液資訊中心的識別碼和有效IP位址存入國家血液資訊中心資料庫（如有需要，也可以將識別碼與國家血液資訊中心結合）血液訊息中心有效IP位址儲存在全球血液資訊中心資料庫中，用於全球血液資訊互聯）[6-7]。

血液資訊的追蹤流程為：根據RFID識別碼，先在國家血液資訊中心數據庫中查找該血袋的省份信息，然後根據查到的IP地址進入省級血液信息中心數據庫進行查找為了一袋血。 對於城市信息，根據查找到的IP位址進入市級血液資訊中心資料庫，尋找該血袋所屬的血站。 根據查找到的IP位址進入血站資料庫。 根據這些信息，您可以了解血袋當前的狀態。 狀態是是否在倉庫保存、出庫時是否使用、是否變質報廢。 如果已經使用過，可以進一步查到該用戶的所有資訊。

3 血液品質控制管理

血液對溫度變化非常敏感。 如果環境溫度不合適，血液中的物質就會被破壞，進而影響血液的品質和保存期限。 血液在儲存、轉移和運輸過程中也應避免劇烈震動。 另外，血液的包裝要密封。 如果發生細菌污染由於穿刺或其他因素，血液將被丟棄。

貼在血袋上的RFID感測器標籤將即時監測血袋周圍的環境。 每隔一段時間，它會測量周圍的溫度、壓力、光敏度、振動等物理訊號，並將測量資料記錄在標籤晶片中。 。 系統會在標籤內設定一個標準範圍。 一旦目前測量資料低於範圍下限或高於範圍上限，標籤就會主動發射射頻訊號，啟動警報裝置，以提示工作人員。

如果血袋在血庫儲存過程中發生警報，則根據接收到的射頻訊號，警報血袋的目前位置（儲存區域、貨架、RFID識別碼等）將顯示在血庫中。警報顯示，方便工作人員及時發現和處理； 如果血袋在運送過程中需要報警，可以在運輸儲存容器上安裝警報裝置，以鳴響或閃光的方式提醒工作人員。 工作人員發現後，使用手持閱讀器接收射頻訊號，依照識別碼尋找警報。 血袋。

一旦懷疑血液有變質或污染的情況，工作人員就會用閱讀器將標籤設定為「待檢」。 並且將不被允許離開倉庫。 已經達到使用點的血液不允許使用。 經過測試，確認無法使用。 ，將進行高壓滅菌和焚燒。 此時工作人員會將血袋的報廢資訊、報廢原因等透過血袋的RFID識別碼寫入系統中，為後續的血液追蹤做好準備。

對於回血，除了進一步人工檢測血液品質外，還可以利用RFID感測器標籤的資料記錄，找出從採血到供血再到抽血的整個流程的環節，找出是誰負責。 個人或組織需要分析原因，避免下次發生類似情況。

血液不僅是生命之源，也是許多疾病傳播的管道。 透過輸血或血液製品傳播的常見疾病包括：B型肝炎、C型肝炎、愛滋病、梅毒、瘧疾、敗血症等，其中大部分難以治癒。 為避免因採血不規範、袋裝血液管理混亂或輸血不當造成疾病傳播或醫療事故，加強血液管理，確保用血安全勢在必行。 目前，RFID與感測技術的結合尚未廣泛應用，但已顯示出廣泛的應用前景。 本文提出了一種融合這兩種技術設計的RFID感測器標籤，並分析了將其應用於血液管理的優點和可行性。

血液管理是一項不允許錯誤的工作。 RFID感測器標籤的應用不僅使整個供應鏈管理可視化、透明化、無污染，而且可以實現資訊和品質的即時監控和互聯追踪，真正使血液管理資訊化、醫療管理資訊化的工作延伸至末端並落實，實現完全個人化的人文關懷。