M24LR64在冷链温度记录仪中的应用

　　引言

　　随着工业化技术的不断发展，疫苗、生物制剂和药品等对温度敏感的商品在加工、储存、运输、销售等过程中，需要对各个过程中的温度参数进行记录跟踪，以保证产品质量，这就是冷链体系。药品冷链由冷冻加工、冷冻贮藏、冷藏运输及配送、冷冻销售4个方面构成，而在冷藏运输及配送环节最容易出现问题。药品冷藏运输及配送需要温度保持在2～8℃范围内，而原有监测技术手段滞后是最大的技术瓶颈。为了保证在药品冷藏运输及配送环节实现温度监控，克服实时性差、监管脱节、取证和责任界定困难的不足，本文设计了一种可实现温度数据自动存储、非接触式读出的冷链温度记录仪。

　　1 系统总体结构及功能

　　1.1 系统总体结构

　　冷链温度记录仪主要由温度传感器、微控制器和数据存储器组成，如图1所示。整个系统基本工作流程是：首先温度传感器利用内部A/D转换器将采集的温度值转换后得到相对应的数字量，接收到微控制器发出的串行时钟脉冲(SCL)和读数据指令后通过I2C总线将数据传送至微控制器，微控制器对温度传感器传送的数据进行相应处理，然后微控制器向存储器发出串行时钟脉冲(SCL)和写数据指令，通过I2C总线将数据存储于数据存储器内。

　　1.2 系统功能

　　冷链温度记录仪应用在药品冷藏运输及配送环节，需要考虑产品的耐温性能、续航时间、数据存储能力，因此器件选择需要考虑器件适用温度范围、数据传输方式和速度、功耗等多方面因素。温度记录仪应当具有以下功能：

　　◆测量温度范围2～8℃，测量精度±0.5℃。

　　◆系统功耗低，续航时间长。

　　◆数据存储空间大，数据读取方便。

　　◆体积小，便于安装。

　　◆更换电池方便，价格低，可循环使用。

　　2 硬件电路设计

　　2.1 器件选型

　　(1)温度传感器

　　温度传感器选用ST(意法半导体)公司生产的STTS75数字温度传感器，它内置一个9～12位A/D转换器，温度测量范围-55～125℃，供电电压为2.7～5.5 V，在3.3 V电压下工作电流为75 mA。STTS75有8个引脚，A2、A1、A0三个引脚可实现8个传感器共用同一条总线而不会发生地址冲突(地址为1001A2A1A0)，SCL、SDA通过I2C总线可以将传感器配置为比较模式、中断模式、关闭模式和单发模式。在单发模式下，通过对数据的间歇性采集，可以达到降低功耗的目的。首先将传感器设置为关闭模式(shut-up mode，电流只有1μA)，当微控制器发送信号启动单发模式后采集一次温度数据，数据采集完成后自动进入关闭模式，即传感器处于休眠状态。