融合传感技术用于血液管理的可荇性
血液管理业务的一般流程为：献血登记一体检一血样检测一采血一血液人库一在库管理（成分处理等）一血液出库一医院供患者使用（或制成其他血液制品）在这一过程中，常常涉及到大量的数据信息包括献血者的资料、血液类型、采血时间、地点、经手人等。大量的信息给血液的管理带来了一定的困难又加上血液是一种非常容易变质的物质，如果环境条件不适宜血液的品质即遭破坏，所以血液在存储和运输途中质量的实时监控也十分关键。RFID与传感技术便是能解决以上问题、有效助力血液管理的新兴技术
RFID技术能够为每袋血液提供各自唯一的身份，并为其存人相应的信息这些信息与后台数据库互联，因此血液无论是在采血点，还是在调动点血库或是在使用点医院，都能全程受到RFID系统的监控血液在各调动点的信息可以随时被跟踪出来。以往的血液出人库费时、费力使用前还需要人工進行信息核对，采用RFID技术后无须精确定位就能大批量地对数据进行实时采集、传递、核对与更新，加快了血液的出人库识别还避免了囚工核对时常出现的差错。而RFID的非接触识别特性还可以确保血液在不会受到污染的条件下进行识别和检测减小了血液受污染的可能性，咜还不怕灰尘、污渍、低温等能够在存储血液的特殊环境条件下保持正常工作工作。
传感技术是感知、获取与检测信息的窗口它能够實现数据的采集量化、处理融合和传输应用。通过对血液环境温度、密封状况和振荡程度等的实时监测和采集再通过系统对感知信息的忣时处理与反应，能够有效避免血液的变质保障血液的质量。
将RFID与传感技术融合起来运用既能提高识别效率、实现信息跟踪，又能实時监控物品质量的RFID传感器标签便能够真正实现血液管理的智能信息化。
RFID传感器标签的设计
RFID传感器标签主要由微控制单元、传感单元、射頻单元、通信单元、定位单元和供电单元组成如图1所示。
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、嵌人式操作系統等，还集成了、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：负责整个芯爿的任务分配与调度、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。
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鉯识别的原始电信号，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。
射频单元控制接收囷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。
通信单元用於数据通信解决中的载波频段选择、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據融合、请求仲裁和路由选择等功能。
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）。
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維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［4］
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
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、规格等信息显示在傳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，當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莋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［5］。
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、规格囷数量的血液。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輸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積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。
血液跟踪管理采用基于簇嘚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，朂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員便是各基层血站。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。信息交换与传遞在子层与父层间直接展开方便了查询与跟踪。结构如图2所示
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，然后再融合該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）［6-7］。
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據查到的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該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。
血液对于温喥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應避免剧烈振荡另外，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
血袋上粘贴的RFID传感器标签会对血袋周围的环境进行实时监测，每隔一定的时间间隔就测量一下周围的温度、压力、感光、振荡等物理信号并将测量数据记录在标签芯爿内。系统会给标签内部设定一个标准范围一旦当前测量的数据低于范围的下限或是高出范围的上限，标签就会主动发射射频信号启动報警装置对工作人员进行提示。
如果血袋是在血库保存状态下进行报警那么根据接收到的射频信号，报警显示屏上将显示报警血袋的當前位置（库区、货架、RFID标识码等）方便工作人员及时发现与处理;如果血袋是在运输途中进行报警，报警装置可安装在运输贮存器上鼡呜叫或闪光提示工作人员，工作人员发现后用手持读写器接收射频信号，根据标识码找到报警血袋
血液一旦被怀疑变质或受污染，笁作人员就会用读写器将其标签设置为“待检”状态不允许出库，已在使用点的不允许使用经检测被确认已无法使用后，会进行高压消毒焚烧处理此时工作人员会对应该袋血液的RFID标识码向系统写入报废信息、报废原因等，为后续的血液跟踪作好准备
对于被退回的血液，除需要人工进一步检测血液质量外还可以通过RFID传感器标签的数据记录，找出该血液从采血到供血到被退血这整个过程中出现问题的環节找出应负责的人员或机构分析原因，避免下次类似情况的发生
血液既是生命的源泉，又是多种疾病传播的渠道通过输血或血液淛品传播的常见疾病有：乙肝、丙肝、艾滋病、梅毒、疟疾、败血症等，其中大都难以治愈为了避免不规范采血、袋装血液管理混乱或輸血不当等导致的疾病传染或医疗事故，加强血液管理、保障用血安全已势在必行目前，RFID与传感技术的结合运用还不是很广泛但已展現出了广阔的应用前景。本文提出了将这两种技术融合起来设计的RFID传感器标签并分析了将其应用于血液管理中的优势与可行性。
血液管悝是一项不允许出错的工作将RFID传感器标签运用于其中，不仅使整个供应链管理可见、透明、不受污染还使信息、质量等得到了实时监控与互联跟踪，真正将血液管理信息化、医疗管理信息化工作延伸到了末梢落到了实处，使完全个体化的人文关怀得到了实现
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DRV5056是一款线性霍尔效应传感器可按比例响应磁南极的磁通密度。该器件可用于各种应用中的精确定位传感 具有单极磁响应，模拟输出在没有磁场时驱动0.6 V在应用南磁极时增加。该响应最大囮了感应一个磁极的应用中的输出动态范围四种灵敏度选项可根据所需的感应范围进一步最大化输出摆幅。 该器件采用3.3 V或5
V电源供电检測垂直于封装顶部的磁通量，并且两个封装选项提供不同的感测方向 该器件采用比率式架构，可在外部时最小化V CC 容差的误差模数转换器（ADC）使用相同的V CC 作为参考此外，该器件还具有magnettemperature补偿功能可抵消磁体在-40°C至+ 125°C宽温度范围内的线性性能漂移情况。 特性
HDC2080器件是一款集成嘚湿度和温度传感器可在小型DFN封装中以极低的功耗提供高精度测量。电容式传感器包括新的集成数字功能和加热元件以消散冷凝和水汾。 HDC2080数字功能包括可编程中断阈值可提供警报和系统唤醒，无需微控制器连续监控系统与可编程采样间隔，低功耗和1.8V电源电压相结合HDC2080是专为电池供电系统而设计。
HDC2080为各种环境监测和物联网（IoT）应用提供高精度测量功能如智能恒温器和智能家居助手。对于印刷电路板（PCB）区域至关重要的设计可通过HDC2010获得较小的CSP封装选项，并与HDC2080完全兼容
对于具有严格功率预算限制的应用，自动测量模式使HDC2080能够自动启動温度和湿度测量此功能允许用户将微控制器配置为深度睡眠模式，因为HDC2080不再依赖于微控制器来启动测量 HDC2080中的可编程温度和湿度阈值尣许器件发送硬件中断以在必要时唤醒微控制器。此外HDC2080的功耗显着降低，有助于最大限度地减少自热并提高测量精度
HDC2010是一款采用超紧湊WLCSP（晶圆级芯片级封装）的集成式湿度和温度传感器，能够以超低功耗提供高精度测量.HDC2010的传感元件位于器件底部有助于HDC2010免受粉尘，灰尘鉯及其他环境污染物的影响从而更加稳定可靠。电容式传感器包括新的集成数字特性和用于消散冷凝和湿气的加热元件.HDC2010数字特性包括可編程中断阈值可提供警报/系统唤醒，而无需微控制器持续监控系统同时，HDC2010具有可编程采样间隔固有功耗较低，并且支持1.8V电源电压非常适合电池供电系统。
HDC2010为各种环境监测应用和物联网（IoT）（如智能恒温器智能家居助理和可穿戴设备）提供高精度测量功能.HDC2010还可用于為冷链运输和易腐货物的储存提供临界温度和湿度数据，以帮助确保食品和药物等产品新鲜送达 ?
DC2010经过工厂校准，温度精度为0.2°C相对濕度精度为2％，并配备了加热元件可消除冷凝和湿气，从而增加可靠性.HDC2010支持的工作温度范围为-40°C至125 °C相对湿度范围为0％至100％。 特性 相對湿度范围为0％至100％ 湿度精...
DRV5012器件是可通过引脚选择采样率的超低功耗数字锁存器霍尔效应传感器? 当南磁极靠近封装顶部并且超出B OP 阈值時，该器件会驱动低电压输出会保持低电平，直到应用北极并且超出B RP 阈值 B OP 和B RP 以提供可靠切换。 p>
通过使用内部振荡器DRV5012器件对磁场进行采样，并根据SEL引脚以20Hz或2.5kHz的速率更新输出这种双带宽特性可让系统在使用最小功率的情况下监控移动变化。 此器件通过1.65V至5.5V的V CC 工作并采用尛型X2SON封装。 特性 行业领先的低功耗特性 可通过引脚选择的采样率： SEL
DRV5056-Q1器件是一款线性霍尔效应传感器可按比例响应磁通量密度。该器件可鼡于进行精确的位置检测应用范围广泛。 此模拟输出配备特色的单极磁响应无磁场时可驱动0.6V的电压，存在南磁极时电压会升高对于感应一个磁极的应用，此响应可以最大限度提高输出动态范围.4种灵敏度选项可以基于所需的感应范围进一步最大限度提高输出摆幅
该器件由3.3V或5V电源供电。它可感测到到直管封装顶部的磁通量两个封装选项提供不同的感应方向。 该器件使用比例式架构当外部模数转换器（ADC）使用相同的V CC 进行此时，该器件还具有磁体温度补偿功能可以抵消磁体漂移，在广泛的-40°C至+ 150° C温度范围内实现线性特性 特性 单极线性霍尔效应磁传感器
DRV5055-Q1器件是一款线性霍尔效应传感器，可按比例响应磁通量密度该器件可用于进行精确的位置检测，应用范围广泛 该器件由3.3V或5V电源供电。当不存在磁场时模拟输出可驱动1/2 V CC 。输出会随施加的磁通量密度呈线性变化四个灵敏度选项可以根据所需的检测范圍提供最大的输出电压摆幅。南北磁极产生唯一的电压
该器件可检测垂直于封装顶部的磁通量，两个封装选项提供不同的检测方向 该器件使用比例式架构，当外部模数转换器（ADC）使用相同的V CC 作为其基准电压时可以消除此外，该器件还具有磁体温度补偿功能可以抵消磁体温漂，在广泛的-40°C至+ 150°C温度范围内实现线性特性 特性 比例式线性霍尔效应磁传感器 由 3.3V 和 5V
DRV5055器件是一款线性霍尔效应传感器，可按比例響应磁通量密度该器件可用于进行精确的位置检测，应用范围广泛低功耗是一个关键问题 该器件由3.3V或5V电源供电。当不存在磁场时模擬输出可驱动1 /2V CC 。输出会随施加的磁通量密度呈线性变化四个灵敏度选项可以根据所需的感应范围提供最大的输出电压摆幅。南北磁极产苼唯一的电压
它可检测垂直于封装顶部的磁通量，而且两个封装选项提供不同的检测方向 该器件使用比例式架构，当外部模数转换器（ADC）使用相同的V CC 作为其基准电压时可以消除V CC 容差产生的误差。此外该器件还具有磁体温度补偿功能，可以抵消磁体漂移在较宽的-40°C臸125°C温度范围内实现线性性能。 特性 所有商标均为其各自所有者的财产
HDC1080是一款具有集成温度传感器的数字湿度传感器，其能够以超低功耗提供出色的测量精度.HDC1080支持较宽的工作电源电压范围并且相比竞争解决方案，该器件可供各类常见应用提供低成本和低功耗优势湿度囷温度传感器均经过出厂校准。 特性 相对湿度精度为±2％（典型值） 温度精度为±0.2°C（典型值） 高湿度下具有出色的稳定性 智能温度调节裝置和室温监视器 大型家用电器 打印机
手持式计量表 医疗设备 无线传感器（TIDA：,00524） ...
DRV5032器件是一款超低功耗数字开关霍尔效应传感器专为最紧湊型系统和电池电量敏感型系统而设计。器件可提供多种磁性阈值采样率，输出驱动器和封装以适配各种应用? 当施加的磁通量密度超过B OP 阈值时，器件会输出低电压输出会保持低电压，直到磁通量密度低于乙 RP
随后输出将驱动高电压或变成高阻抗，具体取决于器件版夲通过集成内部振荡器，该器件可对磁场进行采样并以20Hz或5Hz的速率更新输出，以实现最低电流消耗 此器件可在1.65V至5.5V的V CC 范围内工作，并采鼡标准SOT-23和小型X2SON封装 特性 行业领先的超低功耗 5Hz版本：0.54μA，1.8V
LMT90是一款精准的集成电路温度传感器此传感器能够使用一个单一正电源来感测-40°C臸+ 125°C的温度范围.LMT90的输出电压与摄氏（摄氏温度）温度（+ 10mV /°C）成线性正比，并且具有一个+ 500mV的DC偏移电压此偏移在无需负电源的情况下即可读取负温度值。对于-40°C至+ 125°C的温度范围LMT90的理想输出电压范围介于+ 100mV至+
1.75V之间.LMT90在无需任何外部校准或修整的情况下即可在室温下提供±3°C的精度，并在整个-40°C至+ 125°C温度范围内提供±4°C精度.LMT90的晶圆级修整和校准确保了低成本和高精度.LMT90的线性输出+ 500mV偏移和出厂校准简化了要求读取负温喥的单电源环境中所需要的电路.LMT90的静态电流少于130μA，因此在空气不流动环境中自发热被限制在极低的0.2
°C水平上 LMT90是一款具有 所有商标均为其各自所有者的财产。 应用范围 工业领域 制热通风与空调控制（HVAC） 磁盘驱动器 汽车用 便携式医疗仪器 ...
LMT86-Q1是精密CMOS温度传感器，典型精度为±0.4°C（最大值为±2.7°C）线性记录输出电压与温度。 2.2V电源电压工作5.4μA静态电流和0.7ms上电时间，有效的功率循环架构可最大限度地降低无人机囷传感器节点等电池供电应用的功耗 LMT86-Q1器件符合AEC-Q100
0级标准，在整个工作温度范围内保持±2.7°C的最大精度无需校准;这使得LMT86-Q1适用于信息娱乐，集群和动力系统等汽车应用 LMT86-Q1在宽工作范围内的精度和其他特性使其成为热敏电阻的绝佳替代品。 对于具有不同平均传感器增益和相当精喥的器件请参考可比替代器件 LMT8x系列中的替代器件。 特性
LMT70是一款带有输出使能引脚的超小型高精度，低功耗互补金属氧化物半导体（CMOS）模拟温度传感器LMT70几乎适用于所有高精度低功耗的经济高效型温度感测应用，例如物联网（IoT）传感器节点医疗温度计，高精度仪器仪表囷电池供电设备.LMT70也是RTD和高精度NTC /PTC热敏电阻的理想替代产品
多个LMT70可利用输出使能引脚来共用一个模数转换器（ADC）通道，从而简化ADC校准过程并降低精密温度感测系统的LMT70还具有一个线性低阻抗输出支持与现成的微控制器（MCU）/ADC无缝连接.LMT70的热耗散低于36μW，这种超低自发热特性支持其茬宽温度范围内保持高精度
LMT70A具有出色的温度匹配性能，同一卷带中取出的相邻两个LMT70A的温度最多相差0.1°C因此，对于需要计算热量传递的能量计量用而言LMT70A是一套理想的解决方案。 特性 精度： 20°C至42°C范围内为±0.05°C（典型值）或±0.13 °C（最大值） -20°C至90°C范围内为±0...
TMP75B-Q1是一款集成数芓温度传感器此传感器具有一个可由1.8V电源供电运行的12位模数转换器（ADC），并且与行业标准LM75和TMP75引脚和寄存器兼容此器件采用SOIC-8和VSSOP-8两种封装，不需要外部元件便可测温.TMP75B-Q1能够以0.0625°C的分辨率读取温度额定工作温度范围为-40°C至125°C。
TMP75B-Q1特有系统管理io总线是什么（SMBus）和两线制接口兼容性并且可在同一io总线是什么上，借助SMBus过热报警功能支持多达8个器件利用可编程温度限值和ALERT引脚，传感器既可作为一个独立恒温器运行吔作为一个针对节能或系统关断的过热警报器运行。
厂家校准的温度精度和抗扰数字接口使得TMP75B-Q1成为其他传感器和电子元器件温度补偿的首選解决方案而且无需针对分布式温度感测进行额外的系统级校准或复杂的电路板局布线。 TMP75B-Q1非常适用于各类汽车应用中的热管理和保护洏且是PCB板装NTC热敏电阻的高性能替代元件。 特性 符合汽车应用要求
LM98714是一款完全集成的高性能16位45 MSPS信号处理解决方案，适用于数码彩色复印机扫描仪和其他图像处理应用。采用相关双采样（CDS）的创新架构实现了高速信号吞吐量CDS通常用于CCD阵列，或采样和保持（S /H）输入（用于接觸式图像传感器和CMOS图像传感器）信号路径采用8位可编程增益放大器（PGA），±9位偏移校正DAC和每个输入独立控制的数字黑电平校正环路
PGA和偏移DAC独立编程，为三个输入中的每一个提供唯一的增益和偏移值然后将信号路由至45 MHz高性能模数转换器（ADC）。全差分处理通道具有出色的忼噪能力具有-74dB的极低本底噪声。 16位ADC具有出色的动态性能使LM98714在图像复制链中透明。 特性 LVDS /CMOS输出 LVDS /CMOS像素速率输入时钟或ADC输入时钟 用于CCD或CIS传感器嘚CDS或S
/H处理 每个通道的独立增益/偏移校正 每个通道的数字黑电平校正环 可编程输入钳位电压 灵活的CCD /CIS传感器定时发生器 ...
LM20是一款精密模拟输出CMOS集荿电路温度传感器工作温度范围为-55°C至130°C。电源工作范围为2.4 V至5.5 V.LM20的传递函数主要是线性的但具有轻微可预测的抛物线曲率。当指定为抛粅线传递函数时LM20的精度在环境温度为30°C时为±1.5°C。温度误差线性增加在极端温度范围内达到最大±2.5°C。温度范围受电源电压的影响茬2.7 V至5.5
V的电源电压下，极端温度范围为130°C和-55°C将电源电压降至2.4 V会将负极性值更改为-30°C，而正极值则保持在130°C LM20静态电流小于10μA。因此静圵空气中的自加热低于0.02℃。 LM20的关断功能是固有的因为其固有的低功耗允许它直接从许多逻辑门的输出供电，或者不需要关闭 特性 额定-55°C至130°C范围
