开发用于冷链维护的资产跟踪系统

Covid-19 大流行以及随之而来的开发疫苗以对抗它的竞赛将冷链的重要性带到了最前沿——如果储存温度不合适，材料的供应链可能会受到损害或无法挽回地损坏保持在非常狭窄的范围内。

许多药品、化学制品和食品都属于这一类。例如，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，从生产点到分发点，必须严格保持这一点。为了确保冷链不间断地维持，需要一个尽可能全面、自动化和无差错的跟踪系统。

资产追踪

资产跟踪的任务是沿着从生产地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位置。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项资产。然后可以使用条形码阅读器扫描代码，或者在每次沿着链从一个点移动到另一个点时记录代码。

使用条形码扫描仪进行资产跟踪

如今，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。

电子技术的发展导致引入了用于跟踪资产的创新低功耗电子设备，例如温度、湿度、冲击/振动和污染物传感器，以及 GPS 定位器。

在这一领域也非常重要的是数据记录器，能够记录和保存来自与跟踪过程相关的传感器的信息的设备。资产跟踪应用中使用的大多数数据记录器都具有低功耗，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、用于数据存储的非易失性存储器和实时时钟。

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，因为它们避免了与集中式系统频繁连接（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 (MCU)，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、显示器以及串行或 USB 通信通道连接。

能够满足这些要求的 MCU 的一个示例是 Lapis Technology（属于 Rohm 集团）的 ML630Q466/Q464，这是一款基于 ARM Cortex-M0+ 内核的 32 位低功耗 MCU，具有两种不同的闪存 ROM 大小（128 KB/64 KB) 并能够支持 USB 接口。这些 MCU 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。这种集成度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 凭借其低功耗的特点可以使用电池供电，并且可以管理大量的外部传感器、显示器、USB 通信通道、

有多种传感器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

等距计）。KXTJ3-1057 等加速度计可用于检测运动唤醒、角度检测、冲击/自由落体检测、活动、轻敲感应、电机健康状况和机器健康状况。

适合应用的 32 位低功耗 MCU

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，对产品进行分类，并匹配给定颜色的产品。

此外，气压传感器可以帮助检测海拔变化、室内导航、气象站和压力变化。最后，霍尔 IC 是门检测、唤醒检测、非接触式开关和前/后位置的理想选择，而磁力计则非常适用于位置/位置检测和跟踪器的电子罗盘。

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令人着迷的机会，为跟踪系统与物联网框架的可能集成铺平了道路。

在连接的物联网空间中，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使资产跟踪器能够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）、Wi-Fi 和其他更专业的物联网协议。

审核编辑 黄昊宇