專利名稱：一種半有源rfid測溫標(biāo)簽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種溫度記錄標(biāo)簽，特別是，一種基于射頻識別(RFID)技術(shù)的溫 度記錄標(biāo)簽。
背景技術(shù)：
冷鏈物流泛指溫度敏感性產(chǎn)品在生產(chǎn)、貯藏運(yùn)輸、銷售，到消費(fèi)前的各個環(huán)節(jié)中， 始終處于規(guī)定的低溫環(huán)境下，以保證物品質(zhì)量，減少物流損耗的一項(xiàng)系統(tǒng)工程。在冷鏈物流 過程中，冷鏈溫度監(jiān)控利用冷鏈實(shí)時監(jiān)控和預(yù)警機(jī)制，減少產(chǎn)品變質(zhì)損耗，減少估計(jì)和推測 造成的不必要的損失。最先使用的溫度監(jiān)控技術(shù)手段主要采用視覺指示記錄方式，伴隨著 RFID、WI-FI、ZigBee等技術(shù)的迅猛發(fā)展，行業(yè)內(nèi)逐步采用Wi-Fi、ZigBee或UHF的有源RFID 標(biāo)簽進(jìn)行無線溫度跟蹤，該有源RFID標(biāo)簽集成溫度傳感器，通過溫度傳感器實(shí)時獲取溫度 數(shù)據(jù)，然后傳送給與之連接的RFID標(biāo)簽儲存，RFID標(biāo)簽獲得的數(shù)據(jù)可被閱讀器閱讀出，可 以實(shí)現(xiàn)對運(yùn)輸、配送過程中溫度發(fā)生改變時的預(yù)警，或是對過程中的溫度變化進(jìn)行記錄，從 而幫助辨識可能由溫度變化引發(fā)的質(zhì)量變化及具體發(fā)生時間，并有助于質(zhì)量事故的責(zé)任認(rèn) 定。例如，我國專利號ZL 200620025452. 6的實(shí)用新型專利，提出了一種基于電子標(biāo)簽的低 溫保鮮溫度記錄裝置，雖然，對RFID測溫標(biāo)簽的應(yīng)用作出了探索，但是仍存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功 耗大、成本高等問題，而且，最致命的問題在于外界需要讀取電子標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)時，需要取 出電子標(biāo)簽或者關(guān)掉溫度記錄裝置電源，否則外界讀寫器可能和裝置內(nèi)讀寫器互相干擾?，F(xiàn)有的有源RFID測溫標(biāo)簽，采用2. 45GHz、UHF等超高頻主動通訊方式。這類測溫 標(biāo)簽主要的缺點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，可靠性差，電量消耗大，壽命短，且在一定區(qū)域內(nèi) 標(biāo)簽數(shù)量受限制等。另一方面，在實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域上，還存在一些無源RFID測溫標(biāo)簽，其代表為USB接口 溫度標(biāo)簽，它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和有源RFID類似，只是采用接觸式USB端口連接的方式，來使讀卡 設(shè)備獲取所測的溫度數(shù)據(jù)。其缺點(diǎn)在于用讀卡設(shè)備采集數(shù)據(jù)的過程復(fù)雜，標(biāo)簽體積較大， 其測溫?cái)?shù)據(jù)易被人為行為所欺騙(由于其體積較大，所以一般和貨物分離放置，即可以通 過將USB接口溫度標(biāo)簽置于較冷的環(huán)境，以獲得背離真實(shí)溫度情況的測溫?cái)?shù)據(jù))等。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種半有源RFID測溫標(biāo)簽，以解決現(xiàn)有RFID測溫標(biāo)簽 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，功耗大，可靠性差等問題。本實(shí)用新型提出一種半有源RFID測溫標(biāo)簽，其由微控制器、溫度傳感器、實(shí)時時 鐘、I2C與無線雙端口存儲器、顯示設(shè)備組成。其中，微控制器分別與溫度傳感器、實(shí)時時鐘、 I2C與無線雙端口存儲器、顯示設(shè)備相連接，換言之，微控制器作為整個半有源標(biāo)簽的控制 樞紐，連接著標(biāo)簽的其他組成部件。所述的半有源RFID測溫標(biāo)簽打開后，微控制器首先讀取實(shí)時時鐘的時間信息，然 后按照預(yù)定的時間周期喚醒、控制溫度傳感器，采集溫度數(shù)據(jù)。與此同時，將溫度和時間信息通過I2C端口的連接，寫入I2C與無線雙端口存儲器，最后，由微控制器判斷溫度或時間是 否超出設(shè)定范圍，超出時則控制顯示設(shè)備發(fā)出警示。所述的I2C與無線雙端口存儲器，即這個測溫標(biāo)簽的半有源RFID部分，由微控制 器控制，通過I2C接口存儲溫度時間數(shù)據(jù)，同時通過符合IS015693標(biāo)準(zhǔn)的無線接口與讀寫 設(shè)備通訊，將溫度時間數(shù)據(jù)非接觸地傳送到讀寫設(shè)備，以供分析、應(yīng)用。并且，依本實(shí)用新型較佳實(shí)施例，在無線通訊過程中，通過密碼認(rèn)證的方式存取數(shù) 據(jù)，以提高通訊的安全性。有益效果1、功耗低。由于本實(shí)用新型采用了半有源的標(biāo)簽技術(shù)，特別是采用了 i2c與無線 雙端口存儲器，使采集的特定時間之溫度數(shù)據(jù)，暫存于雙端口存儲器之中，待事后，通過對 應(yīng)讀卡設(shè)備用近距離、無線非接觸的方式讀取該數(shù)據(jù)，避免了現(xiàn)有有源RFID測溫標(biāo)簽所存 在的較遠(yuǎn)距離、較高功耗的無線通訊方式讀取數(shù)據(jù)。由于IS015693標(biāo)準(zhǔn)的短距離無線通訊 比2. 45GHz的長距離無線通訊，顯得更為省電，所以節(jié)省了標(biāo)簽電源的消耗，做到了標(biāo)簽整 體的低功耗。同時，較無源USB接口溫度標(biāo)簽而言，又避免了讀卡設(shè)備接觸式采集數(shù)據(jù)的復(fù)
o2、結(jié)構(gòu)簡單、體積小巧。本實(shí)用新型采用半有源標(biāo)簽設(shè)計(jì)。并將無線通訊模塊集成 進(jìn)入了雙端口存儲器。較以往測溫標(biāo)簽而言，其結(jié)構(gòu)簡單，同時可以大大縮小標(biāo)簽的體積， 做到粘附于單件貨物的放置方式。3、成本較低。由于本實(shí)用新型采用IS015693標(biāo)準(zhǔn)的短距離無線通訊部件，相比較 于以往采用的2. 45GHz、UHF等超高頻主動通訊方式的部件，減少了生產(chǎn)成本，從客觀上使 該標(biāo)簽?zāi)軕?yīng)用到更為廣泛的領(lǐng)域。4、可靠性高。依本實(shí)用新型較佳實(shí)施例，本實(shí)用新型在讀卡設(shè)備通過無線通訊采 集溫度數(shù)據(jù)時，通過密碼認(rèn)證的方式存取數(shù)據(jù)，以達(dá)到通訊的安全性。較以往專利，所述的 半有源標(biāo)簽的安全可靠性較高。同時，由于本實(shí)用新型成本較低、結(jié)構(gòu)小巧，可以使其粘附 于每個商品之上，避免了現(xiàn)有無源USB接口溫度標(biāo)簽的測溫?cái)?shù)據(jù)易被人為行為所欺騙的弊端。5、可視性強(qiáng)。與傳統(tǒng)RFID測溫標(biāo)簽相比，由于本實(shí)用新型加入了顯示設(shè)備，所以 使運(yùn)輸途中對于貨物溫度狀態(tài)的檢測具有了可視性，能夠促使運(yùn)輸人員及時對溫度的反常 變化作出反映，減小可能產(chǎn)生的損失。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的一種半有源RFID測溫標(biāo)簽的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的一種半有源RFID測溫標(biāo)簽的電路示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，具體說明本使用新型。請參見圖1與圖2，其為本實(shí)用新型實(shí)施例的一種半有源RFID測溫標(biāo)簽的結(jié)構(gòu)示 意圖。其包括由微控制器101、實(shí)時時鐘103、顯示設(shè)備105、溫度傳感器107、I2C與無線雙 端口存儲器109。[0020]微控制器101 采用16位超低功耗的混合信號處理器(Mixed SignalProcessor)。 混合信號處理器，主要是用于記錄時間和進(jìn)行溫度采樣，并進(jìn)行存儲。實(shí)時時鐘103 采用Maxim公司的實(shí)時時鐘(RTC)時鐘，用于整個系統(tǒng)的時間確 定，為測溫采樣點(diǎn)提供正確的時間節(jié)點(diǎn)。顯示設(shè)備105 采用兩支發(fā)光二極管，作為顯示標(biāo)記，分別作為溫度報警指示燈和 時限報警指示燈，當(dāng)溫度超出允許范圍或者當(dāng)產(chǎn)品超出設(shè)定的使用或運(yùn)輸期限時，經(jīng)過微 控制器控制電路，使相應(yīng)發(fā)光二極管處于間歇性正向?qū)顟B(tài)，即閃爍發(fā)光示警。溫度傳感器107 采用單引腳通信的數(shù)字溫度傳感器，測量范圍從-55至+125增 量值為0. 5等效的華氏溫度范圍是-67F至257F增量值為0. 9F。I2C與無線雙端口存儲器109 采用意法半導(dǎo)體(ST)公司的M24LR64，其無線空中 端口采用ISO 15693協(xié)議，與具備該協(xié)議的讀寫器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，而I2C接口則是與微控制 器聯(lián)系的通道。在產(chǎn)品出廠(或生產(chǎn)過程)時，將該實(shí)施例附著在產(chǎn)品上，并通過讀寫器設(shè)置運(yùn)輸 過程溫度、時間范圍、測溫時間間隔等參數(shù)，隨后，該RFID溫度標(biāo)簽開始啟動工作，微控制 器101首先讀取實(shí)時時鐘103的時間信息，然后按照預(yù)定的時間周期喚醒、控制溫度傳感器 107，采集溫度數(shù)據(jù)。另一方面在冷鏈的各個環(huán)節(jié)可以通過讀寫器讀出各時間點(diǎn)上測得的溫 度數(shù)據(jù)及溫度隨時間變化曲線。當(dāng)溫度超出設(shè)定溫度范圍時，顯示設(shè)備105 (溫度報警指示 燈)會閃爍；當(dāng)產(chǎn)品超出設(shè)定的使用或運(yùn)輸期限時，顯示設(shè)備105(時限報警指示燈)閃爍。 同時，在標(biāo)簽數(shù)據(jù)安全方面，采取密碼認(rèn)證的方式來增加整個測溫系統(tǒng)的安全性。在雙端口 存儲器內(nèi)部，其一是在微處理器接口中，對所有的存儲區(qū)域進(jìn)行三級保護(hù)讀寫密碼、塊密 碼及字節(jié)鎖定位。其二，在RFID讀寫時，需要三個密碼權(quán)限不同的密碼才能夠讀寫。
權(quán)利要求一種半有源RFID測溫標(biāo)簽，其特征在于包括微控制器、溫度傳感器、實(shí)時時鐘、I2C與無線雙端口存儲器和顯示設(shè)備；其中，微控制器分別與溫度傳感器、實(shí)時時鐘、I2C與無線雙端口存儲器、顯示設(shè)備相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種半有源RFID測溫標(biāo)簽，其特征在于所述的I2C與無線 雙端口存儲器，一端為I2C接口，另一端為符合IS015693標(biāo)準(zhǔn)的無線接口。
專利摘要本實(shí)用新型提出一種半有源RFID測溫標(biāo)簽，以解決現(xiàn)有RFID測溫標(biāo)簽結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，功耗大，可靠性差等問題。其由微控制器、溫度傳感器、實(shí)時時鐘、I2C與無線雙端口存儲器、顯示設(shè)備組成。微控制器作為整個半有源標(biāo)簽的控制樞紐，連接著標(biāo)簽的其他組成部件。運(yùn)行時，微控制器首先讀取實(shí)時時鐘的時間信息，然后按照預(yù)定的時間周期喚醒、控制溫度傳感器，采集溫度數(shù)據(jù)。與此同時，將溫度和時間信息通寫入I2C與無線雙端口存儲器，最后，由微控制器判斷溫度或時間是否超出設(shè)定范圍，超出時則控制顯示設(shè)備發(fā)出警示。
文檔編號G01K1/02GK201662822SQ20092028675
公開日2010年12月1日 申請日期2009年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月30日
發(fā)明者王建偉 申請人:上海真灼電子技術(shù)有限公司