Suivi des actifs de la chaîne du froid

Dans cet article, nous discuterons d'une proposition de Cold Chain Asset Tracker avec capacité d'enregistrement de données avec l'utilisation de la technologie Lapis.

Le terme « chaîne du froid » fait référence à la chaîne d'approvisionnement qui fournit des produits ou des matériaux qui seront gâtés ou détruits si la température varie au-delà d'une plage prescrite. De nombreux produits alimentaires, produits chimiques et produits pharmaceutiques nécessitent une logistique de « chaîne du froid » étroitement contrôlée. Le suivi de ces « actifs » tout au long de la chaîne du froid, et pouvoir garantir à tout moment les températures qu'ils voient, peut être un gage de qualité.

Cette logistique peut être gérée par des capteurs, des microcontrôleurs et même des capacités IoT pour garantir une gestion sûre des actifs froids tout au long de la chaîne d'approvisionnement.

Certains vaccins, comme le vaccin COVID-19 de Pfizer, sont très sensibles aux variations de température. En fait, le vaccin de Pfizer nécessite un stockage très froid, avec une température maintenue à -70°C ou moins. Cette température doit être maintenue depuis le point de fabrication tout au long de la chaîne d'approvisionnement jusqu'à ce que le vaccin puisse être administré au patient.

Application :Enregistreur de données de suivi des actifs de la chaîne du froid

Considérons une application spécifique :un outil de suivi des actifs de la chaîne du froid avec enregistrement des données.

La FDA exige la surveillance de la qualité des aliments, des médicaments et des cosmétiques en mesurant la température des actifs et en stockant les journaux des données de température historiques au fil du temps. Pour ce faire, la première exigence est un appareil à très faible consommation d'énergie, si faible qu'il peut être alimenté par batterie pendant des semaines, des mois ou même plus longtemps. Cet appareil doit, au minimum, mesurer la température périodiquement et l'enregistrer dans un journal de données.

Le gouvernement américain exige en fait ces journaux de données stockés électroniquement, conformément à une norme américaine de chaîne du froid qui a été établie dans les années 1990 et est devenue la norme mondiale. Cette norme exige que le journal de données soit représenté au format PDF pour une lisibilité humaine immédiate via USB.

Mais au-delà des exigences minimales, ces appareils sont capables de bien plus. Des capteurs supplémentaires, des fonctions de calcul/mémoire ou de communication offrent de nombreuses nouvelles opportunités.

Les microcontrôleurs comme « cerveau »

Un outil de suivi des actifs de la chaîne du froid comme celui décrit ci-dessus a d'abord besoin d'un microcontrôleur pour agir comme le « cerveau » de l'appareil. Ce microcontrôleur doit être à très faible consommation d'énergie, avoir plusieurs ports série pour se connecter aux capteurs, suffisamment de mémoire pour exécuter les programmes et algorithmes nécessaires, et avoir les interfaces de communication appropriées pour l'USB, les écrans, etc.

En plus de tout cela, le microcontrôleur doit être physiquement petit pour permettre une conception compacte.

La technologie Lapis (qui fait partie du groupe ROHM) ML630Q466/Q464 sont des microcontrôleurs 32 bits basse consommation basés sur ARM Cortex-M0+ avec deux tailles de ROM Flash différentes (128 Ko/64 Ko) et sont adaptés aux situations où une interface USB est requise pour la communication. En fonction des algorithmes exécutés sur l'enregistreur de données, les clients peuvent choisir la taille de mémoire appropriée pour leur application.

Ces micros ont plusieurs ports série pour connecter plusieurs capteurs et enregistrer la sortie de ces capteurs. Ils disposent de pilotes LCD intégrés, d'un RC-ADC pour mesurer la température avec précision, d'un contrôleur USB 2.0 à pleine vitesse et de plusieurs modes d'horloge.

Ce haut niveau d'intégration élimine de nombreux composants externes pour une conception plus compacte. Le mode d'économie d'énergie interne contribue à une longue durée de vie de la batterie pour les applications fonctionnant sur batterie.

Capteurs remplissant l'image

Un large éventail de nœuds de capteurs offre les capacités nécessaires aux enregistreurs de données de suivi des actifs. Les capteurs de ROHM pour ces applications comprennent des accéléromètres, des capteurs optiques (lumière ambiante, RVB), des capteurs de pression basés sur MEMS et des capteurs magnétiques (CI Hall, magnétomètres).

Le tableau ci-dessous résume les caractéristiques des différents capteurs et leurs utilisations cibles pour le suivi.

Les accéléromètres peuvent être utilisés pour détecter le réveil de mouvement, la détection d'angle, la détection d'impact/chute libre, l'activité, la détection de pression, la santé motrice et la santé de la machine.

Pour les capteurs optiques, les capteurs de lumière ambiante peuvent surveiller l'intensité lumineuse dans un environnement ou pour contrôler le rétroéclairage de l'enregistreur de données.

Les capteurs de couleur RVB de haute précision peuvent détecter les changements de couleur d'un objet, trier les produits et faire correspondre les produits d'une couleur donnée.

De plus, les capteurs de pression barométrique peuvent aider à détecter les changements d'altitude, la navigation intérieure, les stations météorologiques et les changements de pression.

Enfin, des offres de capteurs magnétiques complètent la liste avec des circuits intégrés à effet Hall et des magnétomètres. Les circuits intégrés Hall sont parfaits pour la détection de porte, la détection de réveil, les commutateurs sans contact et la position avant/arrière, tandis que les magnétomètres sont parfaits pour la détection d'emplacement/position et utilisés comme boussole électronique pour les trackers.

L'IoT dans la chaîne

Au-delà de la connectivité USB de base et requise, l'ajout d'un module de communication sans fil crée une possibilité assez fascinante, faisant du tracker d'actifs une partie de l'Internet des objets (IoT).

Dans l'espace IoT connecté, les nœuds de capteurs offrent les capacités nécessaires aux enregistreurs de données de suivi des actifs. Le partage de données avec d'autres actifs à proximité et d'autres parties de l'environnement permet au tracker d'actifs d'avoir l'image la plus complète possible des environnements rencontrés par l'actif.

Les modules de communication sans fil peuvent être Bluetooth, Wi-Fi ou d'autres protocoles IoT plus spécialisés. Le groupe ROHM propose un certain nombre de solutions sans fil, notamment Sigfox, Wi-SUN et Bluetooth Low Energy via le côté LAPIS de leur entreprise.

Conclusion

ROHM propose une solution complète de pointe pour un suivi des actifs de la chaîne du froid avec enregistrement des données. Utilisant un microcontrôleur de marque Lapis Technology, Lapis Sigfox, Wi-SUN et Bluetooth

Les trackers d'actifs de la chaîne du froid avec enregistrement des données nécessitent un microcontrôleur, une connectivité sans fil et des capteurs pour une surveillance étroite et un contrôle strict ou la logistique de la chaîne du froid. ROHM propose toutes ces solutions utilisant la technologie Lapis et les capteurs Kionix.

Pour plus d'informations, veuillez visiter ROHM.com, Lapis-Tech.com et Kionix.com.

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