Portable Vaccine Carrier and Cold Chain Monitoring System Using SMS Communication for Developing Countries

Abstract

Vaccine wastage is high during outreach delivery sessions due to lack of temperature control and insufficiency of manual data records. The core challenge of vaccination, nonetheless, is data monitoring, since it is critical for managing and operating strategical vaccination by health organizations. In this thesis, a real-time monitoring vaccine carrier system was developed. Thermoelectric cooling was utilized in the vaccine carrier and a real-time monitoring system was developed to track temperature, location and power consumption data of the vaccine carrier. Working performance of the vaccine carrier was tested in both Korea and Tanzania (Arusha and Kilimanjaro regions), where Short Message Service (SMS) communication method is used to send information of the carriers status. Then the data was uploaded onto a web server for Internet of Things (IoT) applications. As a result, the vaccine carrier can drop the internal temperature below 8℃ at a surrounding temperature of 36℃ within 27 minutes, and the system was able to transmit and receive real-time data of the vaccine carrier status while being tested. The data can be accessed from any location through the cloud server. Being able to monitor the vaccine carrier status in real-time can contribute not only to reduction of vaccine wastage but also to expanded access of vaccination in developing countries.

콜드체인의 마지막 단계인 백신전달 과정에서 온도조절 기능의 부재와 현재 수기로 수집하는 데이터의 부족으로 인한 백신 낭비가 심하다. 백신전달의 핵심 문제는 데이터 모니터링이며 이는 보건기관의 전략적 백신전달을 관리하고 운영하는 데 데이터가 중요하기 때문이다. 본 연구에서는 이러한 문제를 극복하기 위해 실시간 백신전달 모니터링 시스템을 개발하였다. 열전 소자를 이용하여 이동형 백신 냉장고의 냉각 시스템을 구성하였고 실시간 모니터링 시스템을 개발하여 백신 냉장고의 온도, 위치 및 전력 소비 데이터를 파악할 수 있었다. 그리고 백신 냉장고의 실시간 상태 정보를 수집하기 위해 문자(Short Message Service) 통신 방법을 사용하였고, 한국과 탄자니아(아루샤 및 킬리만자로 지역)에서 개발한 시스템을 테스트하였다. 수집된 데이터는 사물인터넷(Internet of Things) 기술 적용을 위해 서버에 업로드 된다. 결과적으로 개발된 백신 냉장고를 통해 36℃ 환경에서 백신 냉장고 내부를 27분 이내에 8℃까지 낮추고 이후 유지할 수 있었으며 실시간 데이터 모니터링을 할 수 있었다. 데이터는 클라우드 서버를 통해 어디서나 확인할 수 있다. 백신 냉장고의 실시간 모니터링을 통해 개발도상국에서의 백신 낭비를 줄일 것으로 예상된다.