專利名稱：水產(chǎn)品冷鏈監(jiān)測的rfid智能標簽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及RFID技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種水產(chǎn)品冷鏈監(jiān)測的RFID智能標簽。
背景技術(shù)：
冷鏈監(jiān)測指溫度敏感性產(chǎn)品在生產(chǎn)、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，以保證物品質(zhì)量，減少物流損耗的一項系統(tǒng)工程。在新鮮易腐食品領(lǐng)域的整個供應(yīng)鏈過程中，精確的溫度監(jiān)控是確保食品安全的重要前提?，F(xiàn)有的冷鏈溫度監(jiān)測系統(tǒng)，主要是采用條形記錄儀或者溫度采集器，這種方式通常都非常昂貴，而且不是自動化操作，需要人工檢查。除此之外，還必須打開食品包裝箱才能夠讀取記錄的溫度信息，因此只有貨物到達了目的地才可以讀取溫度信息。所以這種方式僅僅局限于冷鏈的某個環(huán)節(jié)或者一些特定的品種，無法實現(xiàn)冷鏈所有重要環(huán)節(jié)連續(xù)的產(chǎn)品·環(huán)境參數(shù)監(jiān)控。

實用新型內(nèi)容(一)要解決的技術(shù)問題本實用新型要解決的技術(shù)問題是如何提高冷鏈監(jiān)測的自動化程度，并降低成本。(二)技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種水產(chǎn)品冷鏈監(jiān)測的RFID智能標簽，所述標簽包括控制單元、采集單元、存儲單元、射頻收發(fā)器及CPLD協(xié)議單元,所述采集單元、存儲單元、射頻收發(fā)器及CPLD協(xié)議單元均與所述控制單元連接，所述采集單元獲取當前水產(chǎn)品的冷鏈環(huán)境參數(shù)，并將獲取的冷鏈環(huán)境參數(shù)發(fā)送至所述控制單元，所述控制單元將接收到的所述冷鏈環(huán)境參數(shù)保存至所述存儲單元，當所述標簽接收到讀寫器的信號后，由所述CPLD協(xié)議單元對所述信號進行解析，并將解析后的信息發(fā)送至所述控制單元，所述控制單元將保存在所述存儲單元中的冷鏈環(huán)境參數(shù)發(fā)送至所述讀寫器，以實現(xiàn)水產(chǎn)品冷鏈監(jiān)測。優(yōu)選地，所述標簽還包括電源管理單元，所述電源管理單元為所述采集單元、CPLD協(xié)議單元和控制單元供電。優(yōu)選地，所述電源管理單元包括相互連接的鋰電池和電壓轉(zhuǎn)換電路，所述鋰電池與所述采集單元和控制單元分別連接，所述電壓轉(zhuǎn)換電路與CPLD協(xié)議單元連接。優(yōu)選地，所述冷鏈環(huán)境參數(shù)包括空氣溫濕度和光照度。優(yōu)選地，所述采集單元包括溫濕度傳感器和光照傳感器，所述空氣溫濕度由所述溫濕度傳感器獲取，所述光照度由所述光照傳感器獲取。(三)有益效果本實用新型通過各個模塊的設(shè)置，提高了冷鏈監(jiān)測的自動化程度，并降低了成本。


[0015]圖I是按照本實用新型一種實施方式的水產(chǎn)品冷鏈監(jiān)測的RFID智能標簽的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例，對本實用新型的具體實施方式
作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本實用新型，但不用來限制本實用新型的范圍。射頻識別(Radio Frequency Identification, RFID)是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識別工作無須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。本實用新型通過引入RFID技術(shù)，將溫度、濕度和光照變化記錄在“帶溫度、濕度和光照傳感器的RFID標簽”上，提高了對水產(chǎn)品的生鮮度、品質(zhì)等的有效的管理。圖I是按照本實用新型一種實施方式的水產(chǎn)品冷鏈監(jiān)測的RFID智能標簽的結(jié)構(gòu)框圖；參照圖1，所述標簽包括控制單元、采集單元、存儲單元、射頻收發(fā)器及復(fù)雜可編程邏輯器件(Complex Programmable Logic Device, CPLD)協(xié)議單元，所述采集單元、存儲單元、射頻收發(fā)器及CPLD協(xié)議單元均與所述控制單元連接， 所述采集單元獲取當前水產(chǎn)品的冷鏈環(huán)境參數(shù)，并將獲取的冷鏈環(huán)境參數(shù)發(fā)送至所述控制單元，所述控制單元將接收到的所述冷鏈環(huán)境參數(shù)保存至所述存儲單元，當所述標簽接收到讀寫器的信號后，由所述CPLD協(xié)議單元對所述信號進行解析，并將解析后的信息發(fā)送至所述控制單元，所述控制單元將保存在所述存儲單元中的冷鏈環(huán)境參數(shù)發(fā)送至所述讀寫器，以實現(xiàn)水產(chǎn)品冷鏈監(jiān)測，本實施方式中，所述控制單元為TI公司的MSP430F1612,該微控制器具有三種不同的功耗模式，55KB的flash和5KB的內(nèi)部RAM，可用于存儲溫濕度和光照強度數(shù)據(jù)；所述射頻收發(fā)器由電子元器件和天線組成，用來與讀寫器進行數(shù)據(jù)收發(fā)和從13. 56MHz的射頻信號中獲取能量，所述天線由一個7級螺旋式電感組成，其導(dǎo)線厚度為18um,寬度為300um，導(dǎo)線之間的間隙為300um，所述天線與一個平行的可調(diào)式平板電容一起將射頻信號頻率調(diào)制到13. 56MHz，用于射頻信號收發(fā)通信，射頻收發(fā)器是所述標簽與讀寫器之間數(shù)據(jù)通信接口，當標簽置于讀寫器感應(yīng)范圍之內(nèi)時，首先由讀寫器發(fā)起命令，射頻收發(fā)器感應(yīng)信號，并將信號進行解調(diào)，獲取其中的命令信息，然后發(fā)往所述控制單元，與此類似，當標簽回發(fā)數(shù)據(jù)給讀寫器時，由所述控制單元發(fā)送給射頻收發(fā)器，經(jīng)過射頻收發(fā)器調(diào)制后，成為13. 56MHz的射頻信號，然后由讀寫器接收；為了降低標簽的功耗，所述CPLD協(xié)議單元利用lattice公司LC4064ZC-75TN48C的CPLD芯片執(zhí)行所有的射頻通信協(xié)議，該芯片采用I. 8V電壓供電，替代給所述控制單元提供高頻時鐘來完成通信協(xié)議，從而降低功耗，CPLD協(xié)議單元用于實現(xiàn)所述標簽與讀寫器之間的通信協(xié)議，包括標準的RFID通信協(xié)議和用戶自定義的各種命令，當標簽接收到讀寫器的信號后，由CPLD協(xié)議單元進行解析，將解析后的信息發(fā)送到所述控制單元，所述控制單元根據(jù)命令進行相應(yīng)的操作，若是應(yīng)答命令，則由CPLD協(xié)議單元將信號通過射頻收發(fā)器發(fā)送回讀寫器。所述存儲單元，采用的是Microchip公司的16KB大小的24AA16EEPR0M存儲芯片，所述存儲單元主要完成冷鏈環(huán)境參數(shù)的存儲，所述控制單元讀取采集單元的環(huán)境參數(shù)后，經(jīng)過數(shù)據(jù)的處理和格式調(diào)整以適應(yīng)存儲器后，存入存儲單元；當所述存儲單元接收到讀取數(shù)據(jù)命令后，從存儲單元中讀出冷鏈環(huán)境數(shù)據(jù)。所述控制單元是所述標簽的控制中心，它是整個標簽的核心，控制所述采集單元的數(shù)據(jù)采集，存儲單元的數(shù)據(jù)讀寫，由CPLD協(xié)議單元一起完成解析射頻接收器的射頻信號時序與命令信號。本實用新型的標簽為半主動標簽，它被動的與讀寫器通信；主動獲取采集單元的數(shù)據(jù)，標簽大小為78mm*54mm,比標準的信用卡稍微小一點。優(yōu)選地，所述標簽還包括電源管理單元，所述電源管理單元為所述采集單元、CPLD協(xié)議單元和控制單元供電。優(yōu)選地，所述電源管理單元包括相互連接的鋰電池和電壓轉(zhuǎn)換電路，所述鋰電池 與所述采集單元和控制單元分別連接，所述電壓轉(zhuǎn)換電路與CPLD協(xié)議單元連接，本實施方式中，所述鋰電池為LFP25鋰電池，標稱容量為25mAh，額定電壓為3. 0V,給所述控制單元和采集單元提供電源；以LMl117-1. 8為核心的電壓轉(zhuǎn)換電路，為CPLD協(xié)議單元提供I. 8V電
J 卡.O O優(yōu)選地，所述冷鏈環(huán)境參數(shù)包括空氣溫濕度和光照度。優(yōu)選地，所述采集單元包括溫濕度傳感器和光照傳感器，所述空氣溫濕度由所述溫濕度傳感器獲取，所述光照度由所述光照傳感器獲取，所述溫濕度傳感器采用的是瑞士盛世瑞恩公司的SHT15傳感器，該傳感器采用了領(lǐng)先世界的CMOSensR專利數(shù)字傳感技術(shù)，具有極高的可靠性、響應(yīng)速度快、抗干擾能力強、性價比高和卓越的長期穩(wěn)定性，而且該傳感器可完全浸沒水中，適合用于冷鏈環(huán)境下。SHT15傳感器為貼片型溫濕度傳感器芯片、兩線制數(shù)字接口和超小尺寸，使標簽具有很高的集成度。濕度測量范圍0 100%RH ;溫度測量范圍-40 +123.8°C ;濕度測量精度±2. 0%RH溫度測量精度±0. 3°C，供電電壓為
2.5疒5. 5V ;所述光照傳感器采用光電二極管SIXD61N1，一旦光照強度超過了預(yù)警線，該傳感器將給所述控制單元提供一個中斷信號，用于報警，通知管理者指標超限；根據(jù)所述控制單元設(shè)定的時間，采集單元定時獲取冷鏈車廂內(nèi)環(huán)境參數(shù)信息，并由所述控制單元存儲于存儲單元中，當車廂至于讀寫器射頻范圍之內(nèi)時，由所述控制單元將存儲單元中的數(shù)據(jù)發(fā)送給讀寫器，完成數(shù)據(jù)的監(jiān)測。本實用新型相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有以下有益效果I、本實用新型可自動獲取冷鏈環(huán)境下的多種數(shù)據(jù)，包括冷鏈溫度、濕度和光照度，定時自動采集冷鏈環(huán)境參數(shù)，并將數(shù)據(jù)存儲于存儲單元中，無需人工干預(yù)。2、在冷鏈的任何時候都可以讀取智能標簽中的數(shù)據(jù)，而無需打開產(chǎn)品的包裝。本實用新型采用的RFID技術(shù)，通過射頻通信進行數(shù)據(jù)讀取，是一種非接觸式讀寫方式，只要標簽進入讀寫器的射頻讀寫范圍之內(nèi)，那么讀寫器自動讀取其中存儲的冷鏈環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)。與傳統(tǒng)的方式相比，它不需要打開冷鏈產(chǎn)品的包裝，從而保證冷鏈環(huán)境的非侵入性，保持環(huán)境參數(shù)穩(wěn)定，確保食品安全。3、支持多個RFID智能標簽自動同時被讀取。在一個冷凍車廂內(nèi)的每個包裝上一般都附有一個RFID智能標簽，當車廂經(jīng)過讀寫區(qū)域時，所有包裝上的標簽數(shù)據(jù)將同時被讀取，記錄每個包裝的環(huán)境參數(shù)信息，確保車廂內(nèi)每個點上的參數(shù)都是在安全的范圍之內(nèi)，做到精確、精細監(jiān)控。4、具有可重用性，RFID智能標簽為電子標簽，與普通的紙質(zhì)標簽不同，它具有可重用性,抗環(huán)境腐蝕、損壞能力強。當本次冷鏈物流過程結(jié)束后,可以回收RFID智能標簽，對其中的數(shù)據(jù)進行清除再利用，從而降低了成本，增強了便利性。5、RFID智能標簽抗?jié)穸群铜h(huán)境影響能力強，各種芯片和傳感器，都采用防水性型號，電路設(shè)計抗電磁干擾，抗液體影響，標簽的讀寫能力強。以上實施方式僅用于說明本實用新型，而并非對本實用新型的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本實用新型的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本實用新型的范疇，本實用新型的專利保護范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求1.一種水產(chǎn)品冷鏈監(jiān)測的RFID智能標簽，其特征在于，所述標簽包括控制單元、采集單元、存儲單元、射頻收發(fā)器及CPLD協(xié)議單元，所述采集單元、存儲單元、射頻收發(fā)器及CPLD協(xié)議單元均與所述控制單元連接。
所述采集單元獲取當前水產(chǎn)品的冷鏈環(huán)境參數(shù)，并將獲取的冷鏈環(huán)境參數(shù)發(fā)送至所述控制單元，所述控制單元將接收到的所述冷鏈環(huán)境參數(shù)保存至所述存儲單元，當所述標簽接收到讀寫器的信號后，由所述CPLD協(xié)議單元對所述信號進行解析，并將解析后的信息發(fā)送至所述控制單元，所述控制單元將保存在所述存儲單元中的冷鏈環(huán)境參數(shù)發(fā)送至所述讀寫器，以實現(xiàn)水產(chǎn)品冷鏈監(jiān)測。
2.如權(quán)利要求I所述的標簽，其特征在于，所述標簽還包括電源管理單元，所述電源管理單元為所述采集單元、CPLD協(xié)議單元和控制單元供電。
3.如權(quán)利要求2所述的標簽，其特征在于，所述電源管理單元包括相互連接的鋰電池和電壓轉(zhuǎn)換電路，所述鋰電池與所述采集單元和控制單元分別連接，所述電壓轉(zhuǎn)換電路與 CPLD協(xié)議單元連接。
4.如權(quán)利要求I所述的標簽，其特征在于，所述冷鏈環(huán)境參數(shù)包括空氣溫濕度和光照度。
5.如權(quán)利要求4所述的標簽，其特征在于，所述采集單元包括溫濕度傳感器和光照傳感器，所述空氣溫濕度由所述溫濕度傳感器獲取，所述光照度由所述光照傳感器獲取。
專利摘要本實用新型公開了一種水產(chǎn)品冷鏈監(jiān)測的RFID智能標簽，涉及RFID技術(shù)領(lǐng)域，所述標簽包括控制單元、采集單元、存儲單元、射頻收發(fā)器及CPLD協(xié)議單元，所述采集單元、存儲單元、射頻收發(fā)器及CPLD協(xié)議單元均與控制單元連接，所述采集單元獲取當前水產(chǎn)品的冷鏈環(huán)境參數(shù)，并將獲取的冷鏈環(huán)境參數(shù)發(fā)送至控制單元，所述控制單元將接收到的冷鏈環(huán)境參數(shù)保存至存儲單元，當標簽接收到讀寫器的信號后，由CPLD協(xié)議單元對信號進行解析，并將解析后的信息發(fā)送至控制單元，控制單元將保存在存儲單元中的冷鏈環(huán)境參數(shù)發(fā)送至讀寫器，以實現(xiàn)水產(chǎn)品冷鏈監(jiān)測。本實用新型通過各個模塊的設(shè)置，提高了冷鏈監(jiān)測的自動化程度，并降低了人工成本。
文檔編號G06K19/07GK202632330SQ20122023299
公開日2012年12月26日 申請日期2012年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月22日
發(fā)明者李文勇, 孫傳恒, 楊信廷, 錢建平, 吉增濤 申請人:北京農(nóng)業(yè)信息技術(shù)研究中心