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疫苗是一种常用温敏性免疫药物,其全生命周期冷链温度一般要求在2~8℃以内,超出该范围会对疫苗质量造成严重影响。本文针对疫苗冷链全生命周期中最易超温的运输环节,研究分析疫苗保温箱及冷藏车厢内温度分布特性,设计开发一套用于疫苗冷链运输的车载测温系统。系统包含温度测量模块及通信监测平台,实现对疫苗保温箱及冷藏车厢内多点温度监测、存储和上传等功能,确保疫苗冷链储运的温度监控要求。本文主要工作及研究成果如下:1、研究疫苗保温箱及冷藏车厢内温度分布特性,合理选取疫苗冷藏储运的最佳温度测点。根据保温箱及冷藏车厢的内部结构和制冷保温方式,采用ANSYS软件建立保温箱和冷藏车厢的有限元模型,使用FLUENT软件计算保温箱和冷藏车厢的内部温度场,并获得二者内部温度分布状况。通过在实验室环境中对保温箱内部温度场的实际测试,验证了温度仿真模型的准确性。由仿真结果,确定系统在保温箱及冷藏车厢内温度测点的具体数量及最佳位置分布。2、合理选用温敏传感和低功耗器件,通过电路设计与优化采样频率,开发了一种适应疫苗冷链运输中长期使用的低功耗专用温度测量模块。经实际温度比对实验测试,模块在2~8℃及0~20℃扩展温度范围之间的测温误差平均值均在±0.3℃以内,符合《疫苗储存和运输管理规范》中针对测温误差控制在±0.5℃以内的规定。在实现周期性温度采样的基础上,设计ZigBee通信电路及板载射频天线,使模块具备无线组网功能。经测量计算,模块长约为39mm、宽约为31mm,研制成本约为43元,满足结构小型化和硬件低成本的装置设计要求。3、设计开发与专用温度测量模块配套的车载温度监测平台,实现了疫苗冷藏温度同步接收、实时监测、后台存储和超温报警等功能。平台包含温度接收器,通过ZigBee技术完成多个模块与温度接收器组网通信。为确保疫苗冷链运输的温度控制安全,特设3℃低温及7℃高温预警温控点,以便管理部门监控分析并就近及时处理。经实验室和运输车测试,模块功耗为0.29J,系统在非视距条件下的通信成功率为100%,满足疫苗冷链运输温度监测的各项技术指标。