1 微控制单元

 

微控制单元由嵌人式系统构成，包括嵌人式微处理器、存储器、嵌人式操作系统等，还集成了看门狗、定时/计数器、同步/异步串行接口、A/D和D/A转换器以及I/O等各种必要功能和外部设备。该单元实现的主要功能包括：负责整个芯片的任务分配与调度、数据的整合与传输，进行无线数据验证，完成数据的分析、存储和转发，区域内网络的路由维护，芯片电源的能耗管理等。

 

2 传感单元

 

传感单元主要由传感器和A/D转换器组成。传感器是能够感受规定的被测量并按照一定的规律将其转换成可用输出信号的器件或装置。通常传感器由敏感元件和转换元件组成，敏感元件采集外部需要传感的信息，将其送人转换元件，后者完成将上述物理量转化为系统可以识别的原始电信号，并通过积分电路、放大电路的整形处理，最后经过A/D转换成数字信号并送人微控制单元进行进一步处理。

 

考虑到血液存储与运输对环境条件的要求，本传感单元包含了对监测区域内温度、压力、感光、振荡等多项物理信号测试的功能。

 

3 射频单元

 

射频单元控制接收和发送射频信号，并选择运用空分多路、时分多路、频分多路和码分多路等存取方法实现多目标同时识别与系统防冲撞机制。

 

4 通信单元

 

通信单元用于数据通信，解决无线通信中的载波频段选择、数据传输速率、信号调制、编码方式等，并通过天线进行芯片与读写器问数据的收发工作，具有数据融合、请求仲裁和路由选择等功能。

 

5 定位单元

 

定位单元实现芯片自身位置的定位以及信息传输方位的定位。基于无线传输协议，如IEEE802.15.4标准和ZigBee协议等。定位算法可选用基于测距(如信号强度测距、时间差测距等)或不基于测距的方法(如质心法、DV—Hop算法等)。

 

6 供电单元

 

RFID传感器标签有无源、半无源和有源之分。无源标签不需要芯片内置电池，它通过提取读写器发出的射频能量来维持工作。半无源和有源标签都需要内部电池供电来维持正常的传感与射频工作。考虑到血液管理中对血液制品的实时监控需要保证其持续、正常的能量供给，因此加入了供电单元，设计为半无源或有源标签。

 

在这一部分中，通过合理的设置芯片的接收、发射以及待机状态，可以解决好能量消耗与传输可靠性的问题，有效延长芯片的使用寿命。

 

RFID传感器标签在血液管理中的应用

 

主要从血液出入库管理、血液跟踪管理、血液质控管理三个方面进行介绍，指出RFID融合传感技术在血液管理中的有效作用。

 

1 血液出入库管理

 

(1) 血液入库

 

工作人员将血袋放在传送带的人口处依次传递，传送带的底部安装有RFID读写器，当血袋上粘贴的RFID传感器标签进入读写识读范围时，标签上的信息被读出，经中间件过滤后传向后台数据库，同时系统将血液类型、种类、规格等信息显示在传送带出口处的屏幕上，工作人员根据显示的内容，将血液分别放人指定的储存托盘内。

 

根据识读出的血型、种类、规格、数量等，后台系统进行血库中货位的识别，寻找现有的符合规格与数量的空货位。这一步骤的实现主要是通过在每个货架上粘贴一个RFID标签，并通过读写器写入它所应存放的血液类型、种类、规格、数量等信息，当有血袋放在这一货架上时，工作人员用手持读写器对该RFID标签进行置位写入，当该货架上的血袋出库或移位时，工作人员用手持读写器对该RFID标签进行清位写入，而装在血库顶部的读写器会在受到系统指示的情况下对各货架标签进行读取，发现已被清位的且符合入库条件的货架就通知系统，而系统就把该货架的具体编号显示在入库处的屏幕上，告知工作人员哪类血液应该放在哪些货架上。

 

工作人员受到指示后，便会将各类规格的血液送人指定的区域进行冷藏保存。与此同时，读写器将各血袋的入库时间、入库类型、送血人、接血人等信息写入RFID系统。

 

(2) 血液出库

 

系统下达出货命令，指示工作人员到指定区域取出指定类型、规格和数量的血液。若所取血液数量较少，工作人员可采用手持读写器直接对血液信息进行读取;若所取血液数量较多，工作人员可采用传送带输送血液出库并读取其信息。读取出的信息传至系统，与后台数据库进行核对，如若无误，准许出库。出库过程，RFID系统记录下出库时间、血液有效日期及其他次要信息。

 

血液出库的次序由系统读取信息进行分析后决定，要求同种规格血液按照先进先出的原则，避免造成库存积压和血液过期浪费的现象出现。对于血库中标记为“待检”状态的血液禁止其出库，以保证出库血液的质量。

 

2 血液跟踪管理

 

血液跟踪管理采用基于簇的分层结构。每个簇头即是一个分布式信息处理中心，用于收集各簇成员的数据并完成数据的处理与融合，接着将数据传向上一层的簇头，依次传递，最终所有的数据经过滤和整合后传向了最高层的簇头，而其逆过程即是信息的查询过程，数据逐层展开，有序跟踪。这里，最高层的簇头就相当于全国的血液信息中心，而次高层的簇头就相当于各省、自治区、直辖市的血液信息中心，依次类推，最低层的簇成员便是各基层血站。这种分层结构将信息分散开来，避免了集中存放，解决了信息量过大的问题，也提高了系统的安全性。信息交换与传递在子层与父层间直接展开，方便了查询与跟踪。

 

血液信息的存人流程为：首先将每袋血液的RFID标识码与其对应的信息存人基层血站的数据库中，接着融合该基层血站的信息，将标识码与该基层血站的有效IP地址存人当地市级的血液信息中心数据库，然后再融合该市级血液信息中心的信息，将标识码与该市级血液信息中心的有效IP地址存入当地省级的血液信息中心数据库，最后再融合上该省级血液信息中心的信息，将标识码与该省级血液信息中心的有效IP地址存入全国血液信息中心数据库(如果有需要，还可以再将标识码与该国血液信息中心的有效IP地址存人全球的血液信息中心数据库，进行全球血液信息互联)。

 

血液信息的跟踪流程为：根据RFID标识码，首先到全国血液信息中心数据库中查找该袋血液的所属省份信息，根据查到的IP地址进人该省级血液信息中心数据库查找该袋血液的所属城市信息，根据查到的IP地址进入该市级血液信息中心数据库查找该袋血液所属的血站，根据查到的IP地址进入该血站数据库，根据其中的信息便可以知道该袋血液目前的状态是在库保存还是出库被使用或是已变质报废，如果是已被使用，还可以进一步查找到使用者的全部信息。

 

3 血液质控管理

 

血液对于温度的变化十分敏感，如果环境温度不适宜，血液中的物质即遭破坏，这将影响血液的品质及保存期限。存储、传递与运输的过程中血液还应避免剧烈振荡，另外，血液的包装应是密封的，如果因刺破或其他因素造成了细菌污染，血液即告报废。