Cold Chain Asset Tracking

In diesem Artikel werden wir einen vorgeschlagenen Cold Chain Asset Tracker mit Datenprotokollierungsfunktion unter Verwendung der Lapis-Technologie diskutieren.

Der Begriff „Kühlkette“ bezieht sich auf die Lieferkette, die Produkte oder Materialien liefert, die verderben oder zerstört werden, wenn die Temperatur über einen vorgeschriebenen Bereich hinaus schwankt. Viele Lebensmittel, Chemikalien und Pharmazeutika erfordern eine streng kontrollierte „Kühlketten“-Logistik. Die Überwachung dieser „Assets“ über die gesamte Kühlkette und die jederzeitige Gewährleistung der von ihnen gemessenen Temperaturen kann eine Qualitätssicherung darstellen.

Diese Logistik kann durch Sensoren, Mikrocontroller und sogar IoT-Funktionen abgewickelt werden, um einen sicheren Umgang mit kalten Assets in der gesamten Lieferkette zu gewährleisten.

Einige Impfstoffe, wie der COVID-19-Impfstoff von Pfizer, reagieren sehr empfindlich auf Temperaturschwankungen. Tatsächlich erfordert der Impfstoff von Pfizer eine superkalte Lagerung mit einer Temperatur von -70 °C oder darunter. Diese Temperatur muss vom Herstellungsort über die gesamte Lieferkette bis zur Verabreichung des Impfstoffs an den Patienten aufrechterhalten werden.

Anwendung:Datenlogger für Kühlketten-Asset-Tracking

Betrachten wir eine spezifische Anwendung:einen Kühlketten-Asset-Tracker mit Datenprotokollierung.

Die FDA verlangt die Überwachung der Qualität von Lebensmitteln, Arzneimitteln und Kosmetika durch Messung der Betriebsmitteltemperatur und Speicherung von Protokollen der historischen Temperaturdaten im Laufe der Zeit. Um dies zu erreichen, ist die erste Voraussetzung ein Gerät mit sehr geringem Stromverbrauch – so niedrig, dass es über Wochen, Monate oder sogar noch länger batteriebetrieben werden kann. Dieses Gerät muss mindestens regelmäßig die Temperatur messen und in einem Datenprotokoll aufzeichnen.

Tatsächlich verlangt die US-Regierung diese elektronisch gespeicherten Datenprotokolle nach einem US-amerikanischen Kühlkettenstandard, der in den 1990er Jahren eingeführt wurde und sich zum globalen Standard entwickelt hat. Dieser Standard erfordert die Darstellung des Datenprotokolls als PDF zur sofortigen Lesbarkeit über USB.

Aber über die absoluten Mindestanforderungen hinaus können diese Geräte noch viel mehr. Zusätzliche Sensoren, Rechen-/Speicher- oder Kommunikationsfunktionen bieten viele neue Möglichkeiten.

Mikrocontroller als „Gehirne“

Ein Kühlketten-Asset-Tracker wie der oben beschriebene benötigt zunächst einen Mikrocontroller, der als „Gehirn“ des Geräts fungiert. Dieser Mikrocontroller muss sehr stromsparend sein, mehrere serielle Ports zum Anschluss an Sensoren, genügend Speicher zum Ausführen der erforderlichen Programme und Algorithmen und die richtigen Kommunikationsschnittstellen für USB, Displays usw. haben.

Darüber hinaus muss der Mikrocontroller physisch klein sein, um ein kompaktes Design zu ermöglichen.

Die Lapis Technology (Teil der ROHM Group) ML630Q466/Q464 sind ARM Cortex-M0+ -basierte 32-Bit-Low-Power-Mikrocontroller mit zwei verschiedenen Flash-ROM-Größen (128 KB/64 KB) und eignen sich für Situationen, in denen eine USB-Schnittstelle erforderlich ist Für die Kommunikation. Abhängig von den Algorithmen, die auf dem Datenlogger ausgeführt werden, können Kunden die richtige Speichergröße für ihre Anwendung auswählen.

Diese Mikros verfügen über mehrere serielle Ports zum Anschließen mehrerer Sensoren und zum Protokollieren der Ausgabe dieser Sensoren. Sie verfügen über integrierte LCD-Treiber, RC-ADC zur präzisen Temperaturmessung, USB 2.0 Full Speed ​​Controller und mehrere Taktmodi.

Dieser hohe Integrationsgrad eliminiert viele externe Komponenten für ein kompakteres Design. Der interne Energiesparmodus trägt zu einer langen Akkulaufzeit bei batteriebetriebenen Anwendungen bei.

Sensoren, die das Bild ausfüllen

Eine breite Palette von Sensorknoten bietet die Funktionen, die für Datenlogger zur Bestandsverfolgung erforderlich sind. Die Sensoren von ROHM für diese Anwendungen umfassen Beschleunigungsmesser, optische Sensoren (Umgebungslicht, RGB), MEMS-basierte Drucksensoren und magnetische Sensoren (Hall-ICs, Magnetometer).

Die Tabelle hier fasst die Funktionen der verschiedenen Sensoren und ihre Zielanwendungen für die Verfolgung zusammen.

Beschleunigungsmesser können verwendet werden, um Bewegungsaufwachen, Winkelerkennung, Aufprall-/Freifallerkennung, Aktivität, Klopferkennung, Motorzustand und Maschinenzustand zu erkennen.

Bei optischen Sensoren können Umgebungslichtsensoren die Lichtintensität in einer Umgebung überwachen oder die Hintergrundbeleuchtung des Datenloggers steuern.

Hochpräzise RGB-Farbsensoren können Farbänderungen eines Objekts erkennen, Produkte sortieren und Produkte einer bestimmten Farbe abgleichen.

Darüber hinaus können Luftdrucksensoren helfen, Höhenänderungen, Indoor-Navigation, Wetterstationen und Druckänderungen zu erkennen.

Schließlich vervollständigen Magnetsensorangebote die Liste mit Hall-ICs und Magnetometern. Hall-ICs eignen sich hervorragend für die Türerkennung, Wake-on-Erkennung, kontaktlose Schalter und die vordere/hintere Position, während Magnetometer sich hervorragend für die Positions-/Positionserkennung eignen und als eKompass für Tracker verwendet werden.

Das IoT in der Kette

Neben der grundlegenden und erforderlichen USB-Konnektivität schafft das Hinzufügen eines drahtlosen Kommunikationsmoduls eine ziemlich faszinierende Möglichkeit, die den Asset-Tracker zu einem Teil des Internets der Dinge (IoT) macht.

Im vernetzten IoT-Bereich bieten Sensorknoten die Funktionen, die für Asset-Tracking-Datenlogger erforderlich sind. Die gemeinsame Nutzung von Daten mit anderen nahe gelegenen Assets und anderen Teilen der Umgebung ermöglicht es dem Asset-Tracker, ein möglichst umfassendes Bild der Umgebung des Assets zu erhalten.

Drahtlose Kommunikationsmodule können Bluetooth, Wi-Fi oder andere spezialisiertere IoT-Protokolle sein. Die ROHM Group bietet über die LAPIS-Seite ihres Geschäfts eine Reihe von drahtlosen Lösungen an, darunter Sigfox, Wi-SUN und Bluetooth Low Energy.

Schlussfolgerung

ROHM bietet eine branchenführende Komplettlösung für einen Kühlketten-Asset-Tracker mit Datenprotokollierung. Verwendung eines Mikrocontrollers der Marke Lapis Technology, Lapis Sigfox, Wi-SUN und Bluetooth

Kühlketten-Asset-Tracker mit Datenprotokollierung erfordern einen Mikrocontroller, drahtlose Konnektivität und Sensoren für eine genaue Überwachung und strenge Kontrolle oder Kühlkettenlogistik. ROHM bietet all diese Lösungen mit Lapis-Technologie und Kionix-Sensoren an.

Weitere Informationen finden Sie unter ROHM.com, Lapis-Tech.com und Kionix.com.

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