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(xiàn)血登記一體檢一血樣檢測(cè)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(xiàn)血者的資料、血液類型、采血時(shí)間、地點(diǎn)、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(chǔ)和運(yùn)輸途中，質(zhì)量的實(shí)時(shí)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?yàn)槊看禾峁└髯晕ㄒ坏纳矸?，并為其存人相?yīng)的信息，這些信息與后臺(tái)數(shù)據(jù)庫互聯(lián)，因此，血液無論是在采血點(diǎn)，還是在調(diào)動(dòng)點(diǎn)血庫，或是在使用點(diǎn)醫(yī)院，都能全程受到RFID系統(tǒng)的監(jiān)控，血液在各調(diào)動(dòng)點(diǎn)的信息可以隨時(shí)被跟蹤出來。以往的血液出人庫費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，使用前還需要人工進(jìn)行信息核對(duì)，采用RFID技術(shù)后，無須精確定位就能大批量地對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、傳遞、核對(duì)與更新，加快了血液的出人庫識(shí)別，還避免了人工核對(duì)時(shí)常出現(xiàn)的差錯(cuò)。而RFID的非接觸識(shí)別特性還可以確保血液在不會(huì)受到污染的條件下進(jìn)行識(shí)別和檢測(cè)，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(chǔ)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(cè)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(duì)血液環(huán)境溫度、密封狀況和振蕩程度等的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和采集，再通過系統(tǒng)對(duì)感知信息的及時(shí)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(yùn)用既能提高識(shí)別效率、實(shí)現(xiàn)信息跟蹤，又能實(shí)時(shí)監(jiān)控物品質(zhì)量的RFID傳感器標(biāo)簽，便能夠真正實(shí)現(xiàn)血液管理的智能信息化。

RFID傳感器標(biāo)簽的設(shè)計(jì)

RFID傳感器標(biāo)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(chǔ)器、嵌人式操作系統(tǒng)等，還集成了看門狗、定時(shí)/計(jì)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(shí)現(xiàn)的主要功能包括：負(fù)責(zé)整個(gè)芯片的任務(wù)分配與調(diào)度、數(shù)據(jù)的整合與傳輸，進(jìn)行無線數(shù)據(jù)驗(yàn)證，完成數(shù)據(jù)的分析、存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)，區(qū)域內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的路由維護(hù)，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(cè)量并按照一定的規(guī)律將其轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)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(shí)別的原始電信號(hào)，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(hào)并送人微控制單元進(jìn)行進(jìn)一步處理。

考慮到血液存儲(chǔ)與運(yùn)輸對(duì)環(huán)境條件的要求，本傳感單元包含了對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)溫度、壓力、感光、振蕩等多項(xiàng)物理信號(hào)測(cè)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(hào)，并選擇運(yùn)用空分多路、時(shí)分多路、頻分多路和碼分多路等存取方法實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)同時(shí)識(shí)別與系統(tǒng)防沖撞機(jī)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(hào)調(diào)制、編碼方式等，并通過天線進(jìn)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(qǐng)求仲裁和路由選擇等功能。

5. 定位單元

定位單元實(shí)現(xiàn)芯片自身位置的定位以及信息傳輸方位的定位。基于無線傳輸協(xié)議，如IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)和ZigBee協(xié)議等。定位算法可選用基于測(cè)距（如信號(hào)強(qiáng)度測(cè)距、時(shí)間差測(cè)距等）或不基于測(cè)距的方法（如質(zhì)心法、DV—Hop算法等）。

6. 供電單元

RFID傳感器標(biāo)簽有無源、半無源和有源之分。無源標(biāo)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(biāo)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(duì)血液制品的實(shí)時(shí)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(jì)為半無源或有源標(biāo)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(jī)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(zhǎng)芯片的使用壽命。