專利名稱：結合2.4GHz無線模塊的半無源射頻識別測溫標簽的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種兼有溫度采集、處理和記錄功能的標簽，特別是，該標簽包含兩種無線通信接口 無源超高頻射頻識別和有源2. 4GHz無線接口。
背景技術：
冷鏈物流泛指冷藏冷凍類食品在生產、貯藏運輸、銷售，到消費前的各個環(huán)節(jié)中始終處于規(guī)定的低溫環(huán)境下，以保證食品質量，減少食品損耗的一項系統(tǒng)工程。它是隨著科學技術的進步、制冷技術的發(fā)展而建立起來的，是以冷凍工藝學為基礎、以制冷技術為手段的低溫物流過程。在冷鏈物流過程中需要利用溫度實時監(jiān)控和預警機制來減少產品變質損耗，以降低估計和推測造成的不必要的損失?，F有技術中，采用溫度記錄儀記錄冷鏈物流過程中的溫度，當要獲取溫度數據時，通過USB接口將溫度記錄儀與計算機連接，利用計算機從溫度記錄儀內讀取有用數據?，F有技術的缺點在于第一，溫度記錄儀的體積較大，使用不方便； 第二，實時性差，不能實時傳送溫度數據；第三，數據傳輸方式單一。射頻識別(RFID)技術是一種非接觸式的自動識別技術，通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據。當帶有電子標簽的物品經過特定的數據讀寫器時，標簽被讀寫器激活并通過無線電波將標簽中攜帶的數據傳送到讀寫器以及數據處理系統(tǒng)，完成數據的自動采集工作。隨著射頻識別技術的快速發(fā)展，射頻識別技術已廣泛應用于物流領域，在冷鏈物流行業(yè)內，已采用射頻識別技術對溫度進行無線跟蹤。用于冷鏈物流中的電子標簽集成了溫度傳感器，通過溫度傳感器實時獲取溫度數據，并將溫度數據存入電子標簽的存儲器中。用戶可以用閱讀器讀取電子標簽中的溫度、時間等有用數據，從而可以監(jiān)控產品運輸、配送等過程中的溫度變化，有助于質量事故的責任認定。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種結合2. 4GHz無線模塊的半無源射頻識別測溫標簽， 可用多種數據傳輸方式實時傳輸數據，且使用方便。為了達到上述的目的，本發(fā)明提供一種結合2. 4GHz無線模塊的半無源射頻識別測溫標簽，其特征在于，包括微控制器、溫度傳感器、實時時鐘單元、射頻識別雙界面芯片、 天線、2. 4GHz無線模塊、電源模塊、按鍵和指示燈；所述溫度傳感器、實時時鐘單元、射頻識別雙界面芯片、2. 4GHz無線模塊、電源模塊、按鍵和指示燈分別與所述微控制器連接；所述天線與所述射頻識別雙界面芯片連接；本發(fā)明的結合2. 4GHz無線模塊的半無源射頻識別測溫標簽可采用按鍵和指示燈、射頻識別雙界面芯片、以及2. 4GHz無線模塊三種方式獲得環(huán)境溫度情況，射頻識別雙界面芯片和2. 4GHz無線模塊可實時獲取溫度數據，使用時，將該結合2. 4GHz無線模塊的半無源射頻識別測溫標簽附著于被檢測產品上即可，使用起來非常方便；本發(fā)明的結合2. 4GHz無線模塊的半無源射頻識別測溫標簽中2. 4GHz無線模塊使用透明通道，用戶可以自定義協(xié)議，使得射頻識別測溫標簽的應用更加靈活，程序兼容性也更好；本發(fā)明的結合2. 4GHz無線模塊的半無源射頻識別測溫標簽中2. 4GHz無線模塊的傳輸方式包含模擬傳輸方式和數字傳輸方式，數字傳輸方式數據傳輸速率高、抗干擾性強；本發(fā)明的結合2. 4GHz無線模塊的半無源射頻識別測溫標簽可通過按鍵與指示燈來粗略獲得溫度情況，使得射頻識別測溫標簽操作更便捷、可視性更強。上述結合2. 4GHz無線模塊的半無源射頻識別測溫標簽，其中，所述按鍵包括啟動 /停止按鍵和狀態(tài)按鍵，所述指示燈包括狀態(tài)指示燈和超溫報警指示燈。上述結合2. 4GHz無線模塊的半無源射頻識別測溫標簽，其中，所述射頻識別雙界面芯片為超高頻射頻識別雙界面芯片，其工作頻率范圍為860MHz 960MHz，所述射頻識別雙界面芯片的無線空中端口采用ISO 18000-6C協(xié)議。上述結合2. 4GHz無線模塊的半無源射頻識別測溫標簽，其中，所述射頻識別雙界面芯片采用無源射頻識別被動讀取模式與射頻識別讀寫裝置進行數據通信，所述2. 4GHz 無線模塊在所述電源模塊供電的情況下以主動方式與讀寫裝置進行數據通信；本發(fā)明的結合2. 4GHz無線模塊的半無源射頻識別測溫標簽采用超高頻射頻識別雙界面芯片，工作頻率為860MHz 960MHz，2. 4GHz無線模塊的工作頻率為MOOMHz 2483. 5MHz，兩種通訊方式都能有效地增加讀寫距離，使射頻識別測溫標簽的使用范圍更廣泛。上述結合2. 4GHz無線模塊的半無源射頻識別測溫標簽，其中，所述微控制器、溫度傳感器、實時時鐘單元、2. 4GHz無線模塊、按鍵和指示燈由所述電源模塊供電。


本發(fā)明的結合2. 4GHz無線模塊的半無源射頻識別測溫標簽由以下的實施例及附圖給出。圖1是本發(fā)明結合2. 4GHz無線模塊的半無源射頻識別測溫標簽的結構示意圖。圖2是本發(fā)明結合2. 4GHz無線模塊的半無源射頻識別測溫標簽的電路示意圖。
具體實施例方式以下將結合圖1 圖2對本發(fā)明的結合2. 4GHz無線模塊的半無源射頻識別測溫標簽作進一步的詳細描述。參見圖1和圖2，本發(fā)明實施例的結合2. 4GHz無線模塊的半無源射頻識別測溫標簽包括微控制器101、溫度傳感器102、實時時鐘單元103、射頻識別雙界面芯片104、天線 105、2. 4GHz無線模塊106、電源模塊107、按鍵108和指示燈109 ；所述溫度傳感器102、實時時鐘單元103、射頻識別雙界面芯片104、2. 4GHz無線模塊106、電源模塊107、按鍵108和指示燈109分別與所述微控制器101連接；所述天線105與所述射頻識別雙界面芯片104連接。所述微控制器101采用16位超低功耗的混合信號處理器，所述微控制器101是所述結合2. 4GHz無線模塊的半無源射頻識別測溫標簽的控制樞紐，控制所述溫度傳感器102、實時時鐘單元103、射頻識別雙界面芯片104、2. 4GHz無線模塊106、電源模塊107、按鍵 108和指示燈109的運行。所述溫度傳感器102用于采集環(huán)境溫度數據，本實施例中，所述溫度傳感器102采用低功耗線性有源熱敏電阻集成電路，即模擬溫度傳感器，將溫度轉換為模擬電壓，所述溫度傳感器102的溫度測量范圍為-40 +125°C。所述實時時鐘單元103用于確定時間，為測溫采樣點提供正確的時間節(jié)點，所述實時時鐘單元103可采用微控制器內部集成的實時時鐘。所述射頻識別雙界面芯片104通過無線空中端口與外部射頻識別讀寫裝置進行數據通信，通過串行接口與所述微控制器101連接，本實施例中，所述射頻識別雙界面芯片 104的無線空中端口采用ISO 18000-6C協(xié)議；所述射頻識別雙界面芯片104采用超高頻射頻識別雙界面芯片，其工作頻率范圍為860MHz 960MHz，超高頻射頻識別雙界面芯片可位于射頻識別讀寫裝置的天線輻射場的遠場區(qū)內，進行遠距離讀寫；所述射頻識別雙界面芯片104采用無源射頻識別被動讀取模式與外部射頻識別讀寫裝置進行數據通信，其與外部射頻識別讀寫裝置進行數據通信時無需電池供電；圖2中，所述射頻識別雙界面芯片104的第一管腳1041和第二管腳1042用于連接所述天線105。所述2. 4GHz無線模塊106通過無線空中端口與外部讀寫裝置進行數據通信，通過串行接口與所述微控制器101連接，所述2. 4GHz無線模塊106的無線空中端口可自定義協(xié)議；所述2. 4GHz無線模塊106在所述電源模塊供電的情況下以主動方式與讀寫裝置進行數據通信；2. 4GHz無線技術具有傳輸速率高、協(xié)議定義靈活、體積小等特點，所謂2. 4GHz指的是一個工作頻段，2. 4GHz ISMdndustry Science Medicine)是全世界公開通用使用的無線頻段，在2. 4GHz頻段下工作可以獲得更大的使用范圍和更強的抗干擾能力，傳輸距離可以達到100米。所述微控制器101、溫度傳感器102、實時時鐘單元103、2. 4GHz無線模塊106、按鍵 108和指示燈109的運行依靠所述電源模塊107提供能量；當所述電源模塊107有電時，所述射頻識別雙界面芯片104作為有源電子標簽使用，依靠所述電源模塊107供電運行，當所述電源模塊107的電能耗盡了時，所述射頻識別雙界面芯片104作為無源電子標簽使用。所述按鍵108包括啟動/停止按鍵1081和狀態(tài)按鍵1082(即兩個機械按鍵)，所述啟動/停止按鍵1081用于啟動所述結合2. 4GHz無線模塊的半無源射頻識別測溫標簽運行或者使運行中的所述結合2. 4GHz無線模塊的半無源射頻識別測溫標簽停止運行，所述狀態(tài)按鍵1082用于查詢測溫標簽的工作狀態(tài)以及環(huán)境溫度是否超出允許范圍；所述指示燈109包括狀態(tài)指示燈1091和超溫報警指示燈1092，所述狀態(tài)指示燈1091用于顯示測溫標簽的工作狀態(tài)，所述超溫報警指示燈1092用于顯示環(huán)境溫度是否超出允許范圍；按下所述狀態(tài)按鍵1082，若此時測溫標簽處于運行狀態(tài)，所述狀態(tài)指示燈1091以閃爍方式發(fā)光， 若此時測溫標簽處于待機狀態(tài)，所述狀態(tài)指示燈1091則以常亮的方式發(fā)光，若按鍵之前環(huán)境溫度曾超出過允許范圍，所述超溫報警指示燈1092會發(fā)光，若按鍵之前環(huán)境溫度未曾超出允許范圍，所述超溫報警指示燈1092不會發(fā)光；
本實施例中，所述指示燈109采用發(fā)光二極管。本實施例的結合2. 4GHz無線模塊的半無源射頻識別測溫標簽的工作原理是將所述結合2. 4GHz無線模塊的半無源射頻識別測溫標簽附著在被檢測產品上，設置被檢測產品允許的溫度范圍、測溫時間間隔等參數，按下所述按鍵108啟動測溫標簽運行，所述微控制器101先讀取所述實時時鐘單元103中的時間數據，然后按照設置的時間間隔喚醒所述溫度傳感器102，并控制所述溫度傳感器102采集溫度數據，最后將溫度數據存儲于所述射頻識別雙界面芯片104中，以供監(jiān)控人員在日后的工作中進行數據分析與檢測，監(jiān)控過程結束后，監(jiān)控人員可以通過三種方式獲得溫度和時間等數據一是，通過按下所述狀態(tài)按鍵1082并觀察所述超溫報警指示燈1092來獲得是否超溫的情況，這種方式不能獲得詳細的溫度和時間數據，只能知道該被檢測產品在運輸過程中溫度是否超出允許范圍；二是，使用射頻識別讀寫裝置讀取數據，這種方式可以獲得詳細的數據；三是，所述2. 4GHz無線模塊106主動將數據發(fā)送到接收終端，或者使用2. 4GHz讀寫器讀取數據，這兩種方式都能獲得詳細的數據，使后續(xù)的數據分析工作可以順利地展開。本實施例的結合2. 4GHz無線模塊的半無源射頻識別測溫標簽可采用按鍵和指示燈、射頻識別雙界面芯片、以及2. 4GHz無線模塊三種方式獲得環(huán)境溫度情況，射頻識別雙界面芯片和2. 4GHz無線模塊可實時獲取溫度數據，使用時，將該結合2. 4GHz無線模塊的半無源射頻識別測溫標簽附著于被檢測產品上即可，使用起來非常方便；本實施例的結合2. 4GHz無線模塊的半無源射頻識別測溫標簽采用超高頻射頻識別雙界面芯片，工作頻率為860MHz 960MHz，2. 4GHz無線模塊的工作頻率為MOOMHz 2483. 5MHz，兩種通訊方式都能有效地增加讀寫距離，使射頻識別測溫標簽的使用范圍更廣泛；本實施例的結合2. 4GHz無線模塊的半無源射頻識別測溫標簽中2. 4GHz無線模塊使用透明通道，用戶可以自定義協(xié)議，使得射頻識別測溫標簽的應用更加靈活，程序兼容性也更好；本實施例的結合2. 4GHz無線模塊的半無源射頻識別測溫標簽中2. 4GHz無線模塊的傳輸方式包含模擬傳輸方式和數字傳輸方式，數字傳輸方式數據傳輸速率高、抗干擾性強。本實施例的結合2. 4GHz無線模塊的半無源射頻識別測溫標簽可以在沒有任何閱讀器的情況下，通過按鍵與指示燈來粗略獲得溫度情況。當用戶只需了解被檢測產品在運輸、儲藏過程中其溫度是否超過允許范圍，而無需了解詳細溫度數據時，通過按鍵和指示燈就可獲得想要的信息，只有在用戶需要詳細的溫度數據時，才需要使用閱讀器來讀取數據， 這樣使得射頻識別測溫標簽操作更便捷、可視性更強。
權利要求
1.一種結合2. 4GHz無線模塊的半無源射頻識別測溫標簽，其特征在于，包括微控制器、溫度傳感器、實時時鐘單元、射頻識別雙界面芯片、天線、2. 4GHz無線模塊、電源模塊、按鍵和指示燈；所述溫度傳感器、實時時鐘單元、射頻識別雙界面芯片、2. 4GHz無線模塊、電源模塊、按鍵和指示燈分別與所述微控制器連接；所述天線與所述射頻識別雙界面芯片連接。
2.如權利要求1所述的結合2.4GHz無線模塊的半無源射頻識別測溫標簽，其特征在于，所述按鍵包括啟動/停止按鍵和狀態(tài)按鍵，所述指示燈包括狀態(tài)指示燈和超溫報警指示燈。
3.如權利要求1所述的結合2.4GHz無線模塊的半無源射頻識別測溫標簽，其特征在于，所述射頻識別雙界面芯片為超高頻射頻識別雙界面芯片，其工作頻率范圍為860MHz 960MHz，所述射頻識別雙界面芯片的無線空中端口采用ISO 18000-6C協(xié)議。
4.如權利要求1所述的結合2.4GHz無線模塊的半無源射頻識別測溫標簽，其特征在于，所述射頻識別雙界面芯片采用無源射頻識別被動讀取模式與射頻識別讀寫裝置進行數據通信，所述2. 4GHz無線模塊在所述電源模塊供電的情況下以主動方式與讀寫裝置進行數據通信。
5.如權利要求1所述的結合2.4GHz無線模塊的半無源射頻識別測溫標簽，其特征在于，所述微控制器、溫度傳感器、實時時鐘單元、2. 4GHz無線模塊、按鍵和指示燈由所述電源模塊供電。
全文摘要
本發(fā)明的結合2.4GHz無線模塊的半無源射頻識別測溫標簽包括微控制器、溫度傳感器、實時時鐘單元、射頻識別雙界面芯片、天線、2.4GHz無線模塊、電源模塊、按鍵和指示燈；所述溫度傳感器、實時時鐘單元、射頻識別雙界面芯片、2.4GHz無線模塊、電源模塊按鍵和指示燈分別與所述微控制器連接；所述天線與所述射頻識別雙界面芯片連接。本發(fā)明的結合2.4GHz無線模塊的半無源射頻識別測溫標簽可用多種數據傳輸方式實時傳輸數據，且使用方便。
文檔編號G06K19/073GK102222255SQ20111017018
公開日2011年10月19日 申請日期2011年6月21日 優(yōu)先權日2011年6月21日
發(fā)明者嚴祺圣, 徐玉婷, 楊鴻 , 薛海銀, 郭海島 申請人:上海華申智能卡應用系統(tǒng)有限公司