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1.福建省妇幼保健院设备科，福建福州 350001；2.福州市鼓楼区市场监督管理局，福建福州 350001

[摘要]目的实现对医院设备温度的实时检测、报警、记录和数据存储、查询，准确、便捷、集中的管控所有监控数据。方法利用TCP/IP网络传输架构，开发监控软件及手机APP，采用统计学方法，将传统的手工登记与软件采集结果进行对比分析。结果手工登记与软件监控结果无统计学差异（P＞0.05）。结论手机APP与PC机双系统可实现对冰箱温度的准确监控，且方便快捷，有利于数据集中管控。

[关键词]温度自动测控；数据通讯技术；手机APP；智能监控

引言

为确保药品及试剂能在规定的温度下保存，需严格控制冰箱运行的温度，目前院内各科室均通过人为查看设备温度、手工记录温度信息的方法，费时费力且准确性得不到保障，部分温度报警信息虽可通过手机短信发送至相应负责人，但需付费支持，不仅所有监控数据得不到集中管控，且在信息的传递过程有延迟从而影响温控数据采集及报警信息送达的及时性，而院内试剂、疫苗、药品、血液等对温度监控有着极高的要求，报警信息的延迟送达将会造成不可估量的后果。

近年来，随着无线通信技术、集成电路技术以及传感器技术等的迅速发展[1]，人们需要一种更新更灵活的温度监控系统。目前的温度监控系统大多是利用嵌入式系统技术和计算机技术实现一种基于因特网的远程温度监控，用户通过因特网利用浏览器登陆嵌入式Web服务器，来实时观测环境温度的变化，实现对远程现场温度数据的监控[1]。但是该种温度监控的方式及报警信息的传送，大多是基于移动或电信的运营商，通过短信的形式发送至用户端，这种方式不仅增加成本，同时温度监控信息传递经常有延迟，且不方便历史温控数据的查询。目前国内外虽已有相关通过APP监控温度的报导，但普及领域范围小，未进行大面积应用。尤其在医疗领域内尚未存在通过APP实现院内设备温度实时免费的监控，而自智能手机出现以来，移动办公已然成为一种新兴趋势，移动APP方便、快捷且可根据客户需求定制[2]，减轻各科室医护人员工作量，提高数据准确性，降低成本，研究设计免费智能的温度监控系统具备一定的可行性。

因此可开发一种基于APP与PC机双系统温度智能监控的应用，不仅方便、快捷、成本低，可根据客户需求定制，还能减轻各科室医护人员工作量，且通过智能终端APP可实现对采集的温度数据进行查询、分析，并具有趋势曲线图显示、数据列表显示和报警设置等功能[2]，从而既确保了数据采集的准确性及报警信息送达的及时性，又使用户能全面地了解设备的运行情况。

1 系统总体结构

1.1 硬件架构图

系统硬件结构图，见图1。用户可以使用电脑web端、手机APP[3]端通过Internet网络经过防火墙访问系统web服务器；web服务器通过业务处理服务器向数据库服务器获取信息或者记录信息[4]；传感器串口服务器通过内网把收集到的数据传输给数据采集服务器，数据采集服务器把数据再传输给数据库服务器记录相应数据。

图1 系统硬件结构图

1.2 软件功能架构图

软件功能架构图，见图2。主要分为渠道接入层、应用服务器管理层、数据存储层、数据采集层[5-6]。

（1）渠道接入层：主要有web网站接入[7]以及移动互联网APP接入。

（2）应用服务器管理层：主要包含科室、科员、设备、传感器等的信息管理。

（3）数据存储层：主要包含业务数据存储、采集温度数据存储等。

图2 软件功能架构图

2 系统设计与实现

2.1 温度信息采集的设计与实现

通过温度采集器读取接入冰箱内的传感器数值[8]，再经过串口服务器，利用以太网，传送至服务器端。温度信息采集系统，见图3。

图3 温度信息采集系统

2.2 Android手机终端应用设计与实现

以SQL软件为平台[9]，开发Android手机应用程序[10]，实现冰箱温度的检测，以及动态实时的温度监控，对运行设备的状态进行在线的监测与报警。该运用软件的运行环境为Android 2.2版本以上的手机系统[11]，256 M缓存，1 G以上的存储空间。

图4 Android手机登入界面

图5 APP监控界面

由图5可以看出，当温度超过监控范围时，手机就会收到对应的告警提示，对应的当前温度将以红色字体显示；点击手机监控界面右上角的“

”图标，即可看到对应的告警内容；点击具体的冰箱，即可看到对应的温度曲线图。

2.3 浏览器登入访问的设计与实现

利用浏览器登陆嵌入式Web服务器[12]，用户通过因特网来实时观测环境温度的变化，实现对远程现场温度数据的监控。

图6 PC机登入界面

PC机Web界面支持查看单个传感器当前运行情况，支持查看日数据展示、月数据展示。支持可视化图形，包括：折线、柱状图等可视化图形的展示，可阅读性强。

3 监控方法

3.1 监控对象的选取

截至目前，该套系统已监测在线运行冰箱28台，因采用双链路互备模式，故共有56条链路。现从全院随机选取4个科室、共20台冰箱进行温度数据的采集。考虑冷藏（2℃～8℃）与冷冻（-40℃～-20℃）两个监控温度范围。

图7 日折线图

以两个温度监控范围为区组，根据随机数字表，抽取两个温度范围内冰箱各5台，收集温度信息。

3.2 记录方法

从2016年10月～2017年3月中，随机抽取一个月份，将温度监控软件监测的结果与手工登记数值进行对比分析。手工记录时间点为每天的10:00和16:00，其中软件监控温度数值由服务器端读取，手工记录由对应的临床科室工作人员进行登记。

3.3 统计学分析

采用SPSS 17.0软件统计包进行统计分析，采用以重复测量设计资料的方差分析，对温度监测时间点、不同监测方式及冰箱品牌类型对温度的影响进行统计分析；在监控时间对温度无影响前提下，将各冰箱温度取平均值作为该冰箱温度值进行后续配对t检验统计分析；采用广义线性回归统计分析可能的影响因素。以P＞0.05表示统计学分析无显著意义。

4 结果

4.1 冰箱统计信息描述

本研究监测的20台冰箱中，进口品牌为6台，国产品牌为14台；温度范围2℃～8℃为10台，-40℃～-20℃的为10台。

4.2 不同监测时间点对温度的影响

采用Greenhouse-Geisser检验方法，对重复测量设计资料的方差分析进行统计分析，见表1。

从表1可看出：以Greenhouse-Geisser方法进行检验，检验结果显示时间因素对温度的影响无显著意义（P＞0.05），说明不同时间点测试的温度间无统计学差异；监测时间点与监测方式间无交互作用（P＞0.05）。

表1 监测时间点对温度影响的统计结果

4.3 不同监控方式下温度差异

在监控时间对温度无影响前提下，将各冰箱温度取平均值作为该冰箱温度值进行后续配对t检验统计分析，通过配对t检验，结果提示不同监控方式下的温度间无显著性差异（P＞0.05）。

4.4 冰箱品牌类型对温度的影响

在监控时间对温度无影响前提下，将各冰箱温度取平均值作为该冰箱温度值进行后续广义线性回归统计分析。

以监控组别（手工登记和软件监测）以及品牌类型（国产和进口）为自变量，温度均值为因变量，进行线性回归。

结果提示冰箱品牌对温度影响不显著（P＞0.05）；共线性诊断的方差膨胀因子（VIF）=1＜5，说明变量间未出现共线性。

5 分析与讨论

经过20台冰箱连续的观察、记录、对比及数据统计分析，对本监控系统进行如下讨论。

5.1 省时省力、准确性高

本监控系统能实时准确反应出冰箱的温度变化，具有连续性，系统的灵敏性和可靠性较高，且能及时反馈设备异常情况，并支持数据的导出及形成可视化图形等，还可实现所有冰箱的集中管控。而传统的手工登记方式是工作人员早晚分别查看一次冰箱温度再登记，这样若冰箱中途出现故障将无法知晓，而且手工登记不仅费时费力、设备无法集中管控，更主要的是准确性得不到保障。

5.2 免费快捷，技术先进

本监控系统以TCP/IP网络为基础架构[13]，实现设备温度的免费实时智能监控，不仅可在PC机上监控设备的运行情况，还可通过智能终端APP对采集的温度数据进行查询、分析，并具有趋势曲线图显示和报警设置等功能，使用户免费、便捷、全面的了解设备的运行情况。目前市场上虽有相关的温度监控系统，但是其温度报警信息多数采用手机短信形式发送至相应负责人，需付费支持，无法形象直观的的查看其温度变化曲线，存在一定的局限性。同时该监控系统的运行，有利于医院内部的信息化管理，促进“互联网+医疗”新型经济形态的发展[14]。

5.3 应用范围广

本监控系统的运行环境无特殊要求，适用于有温度监控需求的各种场合，包括：药品试剂的保存、疫苗与标本的存放、烤箱与恒温培养箱的监测、实验室、工业生产、温室培育[15]、物品存储的仓库[16]、信息机房、生产车间等所有有关温度的设备，不仅实用性强，同时也促进了各行业温控管理的信息化发展。

5.4 可操作性强

本监控系统基于TCP/IP网络传输架构，可以利用现有的网络进行扩容，组网简单、便捷；监控设备只需对串口服务器进行简单的参数设置即可，无需复杂的配置操作，推广方便，可操作性强。

5.5 存在的问题

（1）此方法暂时还不能对超低温冰箱进行监控。由于超低温冰箱对箱体压力的要求较高，无法采用现有的方法，通过外置传感器进行温度监控，需要从超低温冰箱专用的温度采集接口处进行温度采集，而目前现有的超低温冰箱没有这样的外接接口或者未将接口对外开放，故此方法暂时还不能对超低温冰箱进行监控。

（2）此方法不能对运输途中的试剂、药品等进行监控。出于院内制度的要求，本套监控系统采用基于TCP/IP有线传输的网络架构，监控对象均是静态的，对于动态的监控对象需要采用另外一种监控机制，因此目前还无法对运输途中的试剂、药品等进行实时动态的监控。

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Research and Application of Intelligent Dual-System of Temperature Monitoring Based on APP and PC

LI Jiafeng1, LEI Zizhen1, CHEN Zheng2, LIN Buxin1, LEI Xingju1, HONG Qichao1
1.Department of Equipment, Fujian Provincial Maternity and Children’s Hospital, Fuzhou Fujian 350001, China;2.Market Supervision and Administration Bureau, Gulou District of Fuzhou City, Fuzhou Fujian 350001, China

Abstract:ObjectiveThis research aimed to discuss the realization of real-time monitoring, alarm, record, storage, and query of data of hospital equipment temperature, for the purpose of accurate, convenient and centralized control of all monitoring data.MethodsTCP/IP network transmission architecture was adopted for the development of monitoring software and mobile phone APP.Comparative analysis was performed between the manually collected data and the results acquired on the software.ResultsThe manually collected data and the results acquired on the software showed no significant statistical difference (P＞0.05).ConclusionThe paper concludes that a dual-system based on APP and PC is a feasible realization of accurate monitoring of the temperature of the refrigerator, which is convenient, conducive to centralized control of data.

Key words:automatic temperature monitor; data communication technology; mobile application; intelligent monitor

基于APP与PC机双系统温度智能监控的研究与应用

引言