CN105974850A - 一种生物安全运输监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于高致病性病原微生物的生物安全运输监控系统，包括运输装置、服务器、移动终端。其中运输装置包括定位装置、通讯装置、温度传感器、处理器、微生物灭活装置，运输装置通过通讯装置与服务器进行通讯，上传运输装置的位置信息、温度信息等实时状态信息，服务器接收来自运输装置的信息，并通过这些信息对运输装置的状态进行判断，并向运输装置发送指令，运输装置运送物品的所有者可以通过移动终端连接服务器，查看运输装置的状态，并能够通过移动终端对运输目的地、运输时间等参数进行设定。

Description

一种生物安全运输监控系统

技术领域：

本发明涉及一种用于微生物运输的监控系统，具体的，涉及一种用于高致病性危险病原微生物的安全运输监控系统。

背景技术：

在生物实验室和一些医疗活动中，经常需要用到一些高危险性的致病微生物，并且需要对这些高危险性的致病微生物进行运输如何在运输过程中既保证微生物能够存活，又保证致病微生物不至于泄露，是生物制品特别是高危险性致病微生物运输过程中需要解决的问题。

现有的运输装置一般通过保温的运输箱对致病微生物进行低温冷藏运送，但是在运输过程中既不能监控微生物的保存温度，也不能监控微生物的位置，如果运输途中出现一些意外情况，很可能造成运输途中温度无法达到微生物保藏要求，或者病原微生物泄露，造成严重社会危害。

目前现有技术中，部分保藏运输装置带有温度监控，能够实时记录运输过程中的温度，也有一些运输装置具有制冷系统，防止在运输途中温度升高。但是现有技术中的装置均不具有地点追踪、丢失后报警、自动销毁有毒微生物的功能，不能实时监控危险微生物的位置和安全性。

发明内容：

本发明的目的在于提出一种能够实时监控运输危险微生物的位置、温度等信息的运输监控系统，通过该系统，用户或者监管部门可以通过智能手机、笔记本电脑等移动终端通过互联网实时查看运送的危险微生物的位置、微生物保存温度等信息，当发现微生物偏离预定运输路线或目的地时，能够通过该监控系统发送销毁命令，直接将可能丢失或泄露的危险微生物灭杀，消除潜在安全隐患。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种生物安全运输监控系统，包括运输装置、服务器、移动终端，其特征在于：

所述运输装置包括微生物存储装置、定位装置、通讯装置、处理器、存储器，所述定位装置用于确定所述运输装置当前的地理位置，所述微生物储存装置具有温度传感器和微生物灭活装置，所述温度传感器用于获得所述微生物储存装置内的温度，所述微生物灭活装置用于杀灭所述微生物存储装置内存储的微生物，所述运输装置通过所述通讯装置与所述服务器进行通讯，将所述运输装置的设备ID、地理位置信息、温度信息发送给所述服务器；所述存储器用于存储所述运输装置的目的地地理位置、运送路线、运送时间信息；所述处理器用于控制所述运输装置；

所述移动终端具有无线通讯装置，通过无线通讯装置连接所述服务器，用户能够通过移动终端查看服务器的数据库中存储的数据，并且能够通过服务器向所述运输装置发送指令；

所述服务器接收来自所述运输装置的信息，并将接收到的信息存储在数据库中，所述服务器能够接收来自移动终端的指令，并将所述指令发送给所述运输装置。

如前述的生物安全运输监控系统，其特征在于：所述通讯装置是gprs通讯装置、3g通讯装置或4g通讯装置。

如前述的生物安全运输监控系统，其特征在于：所述处理器是单片机、FPGA或ARM处理器。

如前述的生物安全应运输监控系统，其特征在于：所述微生物储存装置还包括制冷装置，所述制冷装置是压缩机、半导体制冷装置或制冷剂。

如前述的生物安全运输监控系统，其特征在于：所述微生物灭活装置是加热装置或紫外线灯。

如前述的生物安全运输监控系统，其特征在于：所述微生物存储装置还包括密码锁。

如前述的生物安全运输监控系统，其特征在于：所述密码锁在检测到当前地理位置和目标地理位置一致时才能开启。

如前述的生物安全运输监控系统，其特征在于：所述运输装置还可以包括定时装置，在待运输的微生物装入所述运输装置的微生物存储装置后开始计时，超过预订时间还没有运送到目的地，所述处理器控制所述微生物灭活装置杀灭所述微生物。

如前述的生物安全运输监控系统，其特征在于，所述移动终端是智能手机、笔记本电脑或平板电脑。

如前述的生物安全运输监控系统，其特征在于，所述服务器为互联网云服务器。

附图说明：

图1是本发明的生物安全运输监控系统的系统框图；

图2是本发明的运输装置外观示意图；

图3是本发明的运输装置电路结构框图。

具体实施方式：

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

实施例1：本发明的一个典型的实施方式包括运输装置、服务器和移动终端，其中服务器为互联网云服务器，运输装置和移动终端均通过互联网与服务器进行通讯，其中，每个运输装置均具有唯一的设备ID，服务器通过设备ID来识别不同的运输装置。运输装置可以是具有嵌入式系统的微生物保藏运输箱，包括微生物存储装置、定位装置、通讯装置、处理器、存储器，其中微生物存储装置又具有温度传感器和微生物灭活装置。运输装置通过定位装置获取实时位置信息，通过温度传感器获取实时温度信息，并通过通讯装置发送给服务器。

本发明中的移动终端可以是智能手机、笔记本电脑、平板电脑。优选使用智能手机，在智能手机中可以安装生物安全运输监控app，通过该app，可以连接到服务器，查看服务器中存储的各运输装置的实时位置、实时温度、历史位置轨迹、历史温度曲线、当前运送目的地、运送危险微生物种类等信息，也可以通过该app向服务器发送指令，更改某些基本信息。例如，在进行一次危险微生物运输时，用户通过智能手机中的app获取本次运输使用的运输装置的设备ID，然后通过app设置运送的微生物的种类、运送目的地物理地址、最迟送达时间等信息，然后将这些信息发送到服务器，服务器根据设置将部分信息发送给运输装置。当查询到运送装置的当前位置偏离预定路线时，用户还可以主动使用智能手机中的app发送销毁指令，控制运输装置的微生物灭活装置工作，杀灭运送的微生物。

例如，本发明的一种典型的运输装置，包括运输箱、病原微生物容器、GPS定位装置、温度传感器、制冷装置、加热装置、通讯装置、警示装置、运输箱锁和中央控制装置，其中所述运输箱的箱体包括硬质外层和内层隔热材料，其中硬质外层采用PP硬质塑料制成，内层隔热材料为PU，隔热内层为发泡一体成型工艺成型在硬质外层内。在运输箱内安装有GPS定位装置、箱内温度传感器、制冷装置、无线通讯装置和中央控制装置，运输箱的箱体外安装有警示装置，运输箱箱盖上安装有运输箱锁，用于在病原微生物运输过程中将运输箱上锁。所述运输箱锁可以使用电子密码锁或指纹锁，运输箱锁通过中央控制装置控制。

病原微生物容器包括试管、填充物、加热装置和外包装，其中，运输病原微生物时，病原微生物培养液保存在试管中，所述外包装由防水材料制成，具体的，外包装的防水材料采用聚酯材料制成。并且在放入病原微生物后密封，所述填充物由吸收性材料制成，填充在外包装与试管之间，具体的，吸收性材料可以使用超吸收性树脂。所述加热装置安装在所述试管外部，能够直接对所述试管进行加热；病原微生物容器上具有和运输箱内部的接口匹配的接口，用于将病原微生物容器中的加热装置与中央控制装置相互连接，且能够通过运输箱的电源进行供电，所述匹配接口采用现有技术中通用的供电及通讯接口，通讯接口可以采用串口、USB等通讯接口，中央控制装置能够通过该通讯接口控制加热装置。

所述GPS定位装置用于定位所述生物安全运输装置，能够通过所述GPS定位装置远程实时监控生物安全运输装置的位置；所述通讯装置用于远程通讯，所述中央控制装置能够通过所述GPS定位装置获取生物安全运输装置的实时位置，并通过所述通讯装置将运输装置的位置发送出去，发送给远程的服务器；所述通讯装置是gprs通讯装置、3g通讯装置或4g通讯装置。

所述温度传感器用于监控所述运输箱内的温度；并将监控到的温度值发送给所述中央处理装置，中央处理装置通过监控记录运输箱内的温度监控是否存在温度异常，并根据温度控制所述制冷装置和所述加热装置的工作状态。

所述中央控制装置通过无线通讯装置和服务器进行通讯，并且能够通过无线通讯装置接收从服务器传递来的信息，例如，所运送微生物的所有人或监管机构管理员可以使用智能手机上安装的监控app向运输装置发送指令，该指令首先通过互联网发送给互联网服务器，然后互联网服务器通过互联网将指令发送给相应的运输装置；当通过位置信息确定运输装置偏离预定线路或者丢失，可以向运输装置发送销毁指令，所述中央控制装置收到销毁指令后控制所述加热装置进行加热，以杀灭运送的危险微生物。所述的加热装置可以是电加热器或者加热剂，使用加热剂时，中央控制装置收到销毁命令后控制不同加热剂混合，开始加热。

所述中央控制装置可以包括处理器和存储器，存储器用来存储预定路线信息、实际位置信息、目的地地理位置信息、运输箱锁的开锁密码和开锁指纹、温度监控数据、接收到的远程指令等信息，处理器对相关数据进行运算和处理，控制GPS、通讯装置、温度监控装置、制冷装置、加热装置等的运行，所述处理器可以是单片机、FPGA或ARM处理器。

所述制冷装置是压缩机、半导体制冷装置、或制冷剂。当制冷装置使用压缩机或半导体制冷装置时，中央控制装置通过温度传感器监控运输箱内的温度，当运输箱内温度高于一定阈值时，中央控制装置可以控制制冷装置的运行，加大制冷功率，使温度能够维持在需要的低温，当制冷装置使用制冷剂，如冰盒时，运输装置仅能监控温度信息，而无法主动进行温度控制。所述的半导体制冷装置是半导体制冷片，当使用半导体制冷片时，半导体制冷片的冷端安装在所述运输箱的内部，半导体制冷片的热端嵌入所述箱体的内部，且半导体制冷片的热端连接散热装置，散热装置的散热片设置在所述运输箱的外表面。

所述警示装置包括报警喇叭和/或警示灯。当运输装置的位置偏离预定运送路线或者运输装置最终没有送达目的地时，中央控制装置控制警示装置发出警示信号，例如可以通过警报喇叭发出高音警报声，同时警示灯发光闪烁。另外，也可以通过通讯装置向运输装置发送警示命令，收到警示命令后，中央控制装置控制警示装置发出警示信号。

运输装置将位置信息、温度信息发送给服务器后，服务器在数据库中根据运输装置的设备ID存储每个运输装置的位置信息、温度信息，从而能够记录运输装置的轨迹和温度曲线，也能够监控到运输装置的实时位置和温度，服务器中可以对危险微生物的运输进行规划，例如，将微生物装入运输装置并上锁后，即可获得运输装置的初始位置，通过移动终端，例如智能手机中安装的app，可以设定运输装置的目的地，智能手机将目的地的地理位置发送给服务器，服务器存储该目的地地理位置并发送给运输装置，而在服务器中，同时获得了初始位置和目的地地理位置，那么可以在地图中进行运输路线规划，选择合理安全的路线进行运输。根据设定的目的地和最晚送达时间，服务器可以对所运送的微生物是否丢失进行自动判断，当超过最晚送达时间后运输装置仍然没有运送到目的地，服务器即判定运送的微生物丢失，服务器可以自行发送销毁指令，控制运输装置的微生物灭活装置工作，杀灭运送的微生物。

实施例2：本发明的另一个实施方式中，智能终端和运输装置之间可以借助社交软件的服务器进行通讯，例如，使用微信进行通讯和控制，运输装置可以使用andriod系统进行控制，在运输装置的andriod系统中安装微信软件，并且为每一个运输装置配置一个微信账号，并且将运输装置账号的二维码贴在运输装置上，当需要使用智能手机进行监控时，用户使用智能手机微信客户端的扫描二维码功能扫描运输装置的二维码，从而添加运输装置的微信账号为微信好友，需要监控运输装置位置时，可以通过微信中的位置共享来实时监控运输装置的位置，需要监控微生物温度时，可以向运输装置的微信账号发送消息，例如发送“温度”，设置运输装置的微信账号收到该信息后自动回复当前温度传感器监控的温度值。需要对运送的微生物进行销毁时，可以直接向运输装置的微信账号发送“销毁”消息，设置运输装置在收到该消息后启动微生物灭活装置，杀灭运送的微生物。该实施例中，无需购买专用的互联网服务器，依靠可以实时传递信息的即时通讯工具的服务器即可完成监控和发送指令的功能，大大节约了系统的成本。

实施例3：本实施方式中的生物安全运输装置和实施例1中的实施方式基本相同，此外，本实施方式的运输装置外表面具有触摸显示屏，所述显示屏能够实时显示运输箱内温度、运输箱地理位置、目的地、运送病原微生物种类信息。通过触摸显示屏可以为密码锁输入密码。

密码锁可以设定安全开启方式，例如，通过手机app设置目的地地理位置后，在开启密码锁前可以先进行位置验证，即通过定位装置获取当前运输装置的位置，然后将当前位置与目的地位置进行对比，位置一致时才可以开启密码锁。地理位置一致的判定可以利用当前位置的经纬度坐标与目的地的经纬度坐标之间的距离来判定，当计算这两点位置的直线距离小于某一阈值时即可判定位置一致，该阈值可以是20米、50米、100米、200米或500米。

实施例4：本实施方式基本等同于实施例1，不同在于，使用紫外线灯代替实施例1中的加热装置，即当需要对运输的微生物进行销毁杀灭时，采用紫外线杀灭的方式代替加热杀灭的方式。当检测到运输装置偏离预定运输路线、没有到达最终目的地、超过预定运送时间、连续开锁错误等情况下，中央控制装置控制控制紫外线灯开启，对试管内的微生物进行连续的紫外线照射，通过紫外线杀死试管中运输的危险微生物。

本领域技术人员能够获知，除发明内容和实施例中的各部件外，本发明的运输装置还应该具有电源，电源可以采用充电电池对运输装置的各部分进行供电，或者，当使用汽车或火车进行运送时，所述运输装置还具有电源接口，通过电源接口使用汽车或火车上的电源对所述运输装置进行供电。另外，所述中央控制装置和各部件之间的电路连接、通讯接口等均采用现有技术中广泛使用的电路、接口形式，中央控制装置和各部件均具有电路板和相应的电气元件，且中央控制装置可以具有嵌入式操作系统，如andriod系统、windows ce、嵌入式linux系统等嵌入式操作系统进行控制，同时对各外设进行驱动。本领域技术人员可以从公知的现有技术中获取嵌入式操作系统及相关硬件部分的驱动控制程序。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种生物安全运输监控系统，包括运输装置、服务器、移动终端，其特征在于：

所述运输装置包括微生物存储装置、定位装置、通讯装置、处理器、存储器，所述定位装置用于确定所述运输装置当前的地理位置，所述微生物储存装置具有温度传感器和微生物灭活装置，所述温度传感器用于获得所述微生物储存装置内的温度，所述微生物灭活装置用于杀灭所述微生物存储装置内存储的微生物，所述运输装置通过所述通讯装置与所述服务器进行通讯，将所述运输装置的设备ID、地理位置信息、温度信息发送给所述服务器；

所述存储器用于存储所述运输装置的目的地地理位置、运送路线、运送时间信息；所述处理器用于控制所述运输装置；

所述移动终端具有无线通讯装置，通过无线通讯装置连接所述服务器，用户能够通过移动终端查看服务器的数据库中存储的数据，并且能够通过服务器向所述运输装置发送指令；

所述服务器接收来自所述运输装置的信息，并将接收到的信息存储在数据库中，所述服务器能够接收来自移动终端的指令，并将所述指令发送给所述运输装置。

2.如权利要求1所述的生物安全运输监控系统，其特征在于：所述通讯装置是gprs通讯装置、3g通讯装置或4g通讯装置。

3.如权利要求2所述的生物安全运输监控系统，其特征在于：所述处理器是单片机、FPGA或ARM处理器。

4.如权利要求3所述的生物安全运输监控系统，其特征在于：所述微生物储存装置还包括制冷装置，所述制冷装置是压缩机、半导体制冷装置或制冷剂。

5.如权利要求1-4之一所述的生物安全运输监控系统，其特征在于：所述微生物灭活装置是加热装置或紫外线灯。

6.如权利要求5所述的生物安全运输监控系统，其特征在于：所述微生物存储装置还包括密码锁。

7.如权利要求6所述的生物安全运输监控系统，其特征在于：所述密码锁在检测到当前地理位置和目标地理位置一致时才能开启。

8.如权利要求6或7所述的生物安全运输监控系统，其特征在于：所述运输装置还可以包括定时装置，在待运输的微生物装入所述运输装置的微生物存储装置后开始计时，超过预订时间还没有运送到目的地，所述处理器控制所述微生物灭活装置杀灭所述微生物。

9.如权利要求8所述的生物安全运输监控系统，其特征在于，所述移动终端是智能手机、笔记本电脑或平板电脑。

10.如权利要求9所述的生物安全运输监控系统，其特征在于，所述服务器为互联网云服务器。