專利名稱：一種帶環(huán)境參數(shù)檢測(cè)功能的rfid節(jié)點(diǎn)標(biāo)簽及基于該節(jié)點(diǎn)標(biāo)簽的傳感器網(wǎng)絡(luò)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種RFID節(jié)點(diǎn)標(biāo)簽，具體涉及一種帶環(huán)境參數(shù)檢測(cè)功能的RFID 節(jié)點(diǎn)標(biāo)簽及基于該節(jié)點(diǎn)標(biāo)簽的傳感器網(wǎng)絡(luò)。
背景技術(shù)：
射頻識(shí)別技術(shù)(RadioFrequency Identification，縮寫 RFID)是 20 世紀(jì) 90 年代 開(kāi)始興起的一種自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，射頻識(shí)別技術(shù)利用射頻信號(hào)通過(guò)空間耦合(交變磁場(chǎng)或電 磁場(chǎng))實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸信息傳遞并通過(guò)所傳遞的信息達(dá)到識(shí)別的目的。電子標(biāo)簽是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過(guò)為被識(shí)別的物體確定一個(gè)電子 編碼，將這個(gè)電子編碼寫入電子標(biāo)簽的存儲(chǔ)器中，并將這個(gè)電子標(biāo)簽固定在將被識(shí)別的物 體上。當(dāng)要對(duì)這個(gè)物體進(jìn)行識(shí)別時(shí)，用與系統(tǒng)連接的讀寫器發(fā)出的射頻信號(hào)，啟動(dòng)電子標(biāo)簽 芯片中的發(fā)射裝置，將電子標(biāo)簽寫入的電子編碼和標(biāo)識(shí)信息發(fā)射給讀寫器，讀寫器就可讀 出標(biāo)識(shí)這個(gè)物體的電子編碼。讀寫器同時(shí)將這個(gè)電子編碼傳輸?shù)较到y(tǒng)中，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定的 控制程序，對(duì)目標(biāo)實(shí)施監(jiān)管和控制。當(dāng)前在冷鏈、醫(yī)療、倉(cāng)庫(kù)管理、電力故障檢測(cè)等地方都需要對(duì)環(huán)境參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確的 監(jiān)測(cè)，雖然電子標(biāo)簽技術(shù)已運(yùn)用于這些場(chǎng)所，但是現(xiàn)在的檢測(cè)產(chǎn)品主要集中在中低檔的范 圍內(nèi)，遠(yuǎn)不能適應(yīng)現(xiàn)代環(huán)境監(jiān)測(cè)工作的發(fā)展需求。主要表現(xiàn)為(1)有效識(shí)別范圍比較小，且不能夠根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)；(2)防沖突性能低，安全性、可靠性、抗干擾性不高；(3)成本和功耗比較高，使用壽命低，安裝不方便。這些不良因素在某些場(chǎng)合下會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，諸如一些食品、藥品，尤其是疫 苗、生物制品對(duì)溫度非常地敏感，一旦溫濕度監(jiān)測(cè)不準(zhǔn)確，就會(huì)變質(zhì)，如果沒(méi)有人發(fā)現(xiàn)，將會(huì) 帶來(lái)嚴(yán)重的后果。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種性能良好、生產(chǎn)成本低、精確度高、超低功耗、安 裝和使用方便的帶環(huán)境參數(shù)檢測(cè)功能的RFID節(jié)點(diǎn)標(biāo)簽，該RFID節(jié)點(diǎn)標(biāo)簽?zāi)軌蛟陔x開(kāi)監(jiān)管 視線的情況下，對(duì)環(huán)境參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確的記錄。本實(shí)用新型的另一目的在于提供一種基于帶環(huán)境參數(shù)檢測(cè)功能的RFID節(jié)點(diǎn)標(biāo)簽 的傳感器網(wǎng)絡(luò)，該傳感器網(wǎng)絡(luò)能在線實(shí)時(shí)監(jiān)控周圍環(huán)境參數(shù)，從而完成監(jiān)控區(qū)域環(huán)境數(shù)據(jù) 采集。本實(shí)用新型的目的可通過(guò)以下的技術(shù)措施來(lái)實(shí)現(xiàn)一種帶環(huán)境參數(shù)檢測(cè)功能的RFID節(jié)點(diǎn)標(biāo)簽，包括傳感器、微控制器、無(wú)線射頻模 塊和天線，所述微控制器通過(guò)通信接口分別與所述無(wú)線射頻模塊以及傳感器相連接，并將 所述傳感器采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送給所述無(wú)線射頻模塊；所述無(wú)線射頻模塊與所述天線連接并向外發(fā)送無(wú)線射頻信號(hào)。所述RFID節(jié)點(diǎn)標(biāo)簽還包括有為所述傳感器、微控制器和無(wú)線射頻模塊提供電源 的電源模塊。所述電源模塊為高性能電池單元。所述RFID節(jié)點(diǎn)標(biāo)簽還包括有用于存儲(chǔ)初始化數(shù)據(jù)以及實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器。所述存儲(chǔ)器采用循環(huán)存儲(chǔ)模式。所述傳感器為定時(shí)采集環(huán)境參數(shù)和定時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)的溫濕度傳感器。本實(shí)用新型的另一目的可通過(guò)以下的技術(shù)措施來(lái)實(shí)現(xiàn)一種基于帶環(huán)境參數(shù)檢測(cè)功能的RFID節(jié)點(diǎn)標(biāo)簽的傳感器網(wǎng)絡(luò)，包括RFID節(jié)點(diǎn)標(biāo) 簽、讀寫器、PC終端、集線器、交換機(jī)/路由和因特網(wǎng)，RFID節(jié)點(diǎn)標(biāo)簽作為有源標(biāo)簽負(fù)責(zé)采 集溫度數(shù)據(jù)及轉(zhuǎn)發(fā)其子節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，讀寫器收集RFID節(jié)點(diǎn)標(biāo)簽數(shù)據(jù)并分別與PC終端、集線 器、交換機(jī)/路由連接實(shí)現(xiàn)與管理中心的通信。所述讀寫器通過(guò)RS232與PC終端連接，所述讀寫器通過(guò)RS485與集線器連接，所 述讀寫器通過(guò)以太網(wǎng)與交換機(jī)/路由連接。所述讀寫器為固定式讀寫器或者手持式讀寫器。所述RFID節(jié)點(diǎn)標(biāo)簽的外殼設(shè)有用于探測(cè)環(huán)境溫度的透孔。本實(shí)用新型具有以下有益效果1、本實(shí)用新型可對(duì)被控物體的溫濕度進(jìn)行高精確度的測(cè)量，有效的杜絕了因溫度 超標(biāo)而給物品的存儲(chǔ)和運(yùn)輸帶來(lái)的嚴(yán)重影響；2、本實(shí)用新型對(duì)于環(huán)境的適應(yīng)性強(qiáng)，能夠在-40°C _+80°C溫度范圍內(nèi)和范圍內(nèi)正 常工作，同時(shí)具有先進(jìn)的防碰撞技術(shù)，可同時(shí)識(shí)別200個(gè)/秒以上標(biāo)識(shí)，有效識(shí)別距離達(dá)到 20-80m，可以保存16000筆記錄；3、本實(shí)用新型的電源可以采用內(nèi)置長(zhǎng)壽命高能電池，能達(dá)到3年以上穩(wěn)定工作的 時(shí)間。4、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，外形小巧，便于安裝，可以廣泛的應(yīng)用于物流領(lǐng) 域中。
圖1是本實(shí)用新型RFID節(jié)點(diǎn)標(biāo)簽的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理圖；圖2是圖1所示的RFID節(jié)點(diǎn)標(biāo)簽的工作原理圖；圖3是基于圖1所示RFID節(jié)點(diǎn)標(biāo)簽的傳感器網(wǎng)絡(luò)的組成結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型基于RFID節(jié)點(diǎn)標(biāo)簽的傳感器網(wǎng)絡(luò)可用于禽舍管理中的環(huán)境參數(shù)的采 集。如圖3所示，該傳感器網(wǎng)絡(luò)基于環(huán)型拓?fù)洹⒎植际酵負(fù)涞慕M合方式，由RFID節(jié)點(diǎn)標(biāo)簽、 固定式的讀寫器、PC終端、集線器、交換機(jī)/路由及因特網(wǎng)組成。其中RFID節(jié)點(diǎn)標(biāo)簽作為 有源標(biāo)簽負(fù)責(zé)采集溫度數(shù)據(jù)及轉(zhuǎn)發(fā)其子節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)；讀寫器作為匯集節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)發(fā)出各種命 令，收集RFID節(jié)點(diǎn)標(biāo)簽并通過(guò)RS232、RS485、以太網(wǎng)分別與PC終端、集線器、交換機(jī)/路由 進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)與管理中心的通信；其中讀寫器通過(guò)RS485和集線器、以太網(wǎng)、交換機(jī)/路由器與因特網(wǎng)聯(lián)接后，管理中心為安裝了客戶端軟件的任何聯(lián)網(wǎng)終端；管理中心提供圖形化 的操作環(huán)境，負(fù)責(zé)接收用戶的需求以及數(shù)據(jù)的顯示、查找及歷史數(shù)據(jù)的備份等功能。其中固定式的讀寫器也可以采用手持式的讀寫器，例如手持PDA，該手持PDA把 固定式讀寫器和PC終端的管理中心集成了在一起。另外，該網(wǎng)絡(luò)中的集線器也可以采用 RS485服務(wù)器。其中RFID節(jié)點(diǎn)標(biāo)簽為有源電子標(biāo)簽，該RFID節(jié)點(diǎn)標(biāo)簽的結(jié)構(gòu)組成原理如圖1所 示，包括無(wú)線射頻模塊、天線、微控制器(MCU)、傳感器、電源模塊。微控制器通過(guò)通信接口 分別與無(wú)線射頻模塊以及傳感器相連接，電源模塊分別為傳感器、微控制器和無(wú)線射頻模 塊提供電源。當(dāng)電子標(biāo)簽上電后，首先對(duì)無(wú)線射頻模塊及傳感器進(jìn)行初始化，完成射頻芯 片中的射頻收發(fā)器的收發(fā)地址、收發(fā)頻率、發(fā)射功率、無(wú)線傳輸速率、無(wú)線收發(fā)模式以及CRC 校驗(yàn)的長(zhǎng)度和有效數(shù)據(jù)長(zhǎng)度等信息的設(shè)置，然后微控制器把傳感器定時(shí)采集到的數(shù)據(jù)通過(guò) 通信接口發(fā)送給無(wú)線射頻模塊中的射頻芯片，射頻芯片再通過(guò)天線發(fā)射模式發(fā)送出去。該 電子標(biāo)簽上設(shè)有透孔，方便RFID節(jié)點(diǎn)通過(guò)該透孔接受并記錄環(huán)境溫度參數(shù)。如圖2所示的是該RFID節(jié)點(diǎn)標(biāo)簽的工作流程RFID上電初始化后，定時(shí)采集環(huán)境 參數(shù)和定時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)，收到應(yīng)答將做相應(yīng)的處理，然后進(jìn)入低功耗工作模式。定時(shí)地從睡眠 模式激活，開(kāi)始采集、傳輸數(shù)據(jù)，或執(zhí)行其他來(lái)自讀寫器節(jié)點(diǎn)的指令。若執(zhí)行完指令，則節(jié)點(diǎn) 再次處于睡眠模式，等待再次喚醒。從而，既能確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，又能大大降低了?jié) 點(diǎn)電路的功耗。本實(shí)用新型所提供的基于RFID節(jié)點(diǎn)標(biāo)簽的傳感器網(wǎng)絡(luò)能在線實(shí)時(shí)監(jiān)控禽舍周圍 環(huán)境參數(shù)，并能將數(shù)據(jù)通過(guò)2. 4G網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)讲杉?jié)點(diǎn)，再通過(guò)RS232、RS485、以太網(wǎng)分別與 PC終端、集線器、交換機(jī)/路由進(jìn)行匯聚，從而完成禽舍監(jiān)控區(qū)域環(huán)境數(shù)據(jù)采集；或者通過(guò) 手持PDA直接對(duì)數(shù)據(jù)無(wú)線采集、處理。本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此，在本實(shí)用新型上述基本技術(shù)思想前提下，按照 本領(lǐng)域的普通技術(shù)知識(shí)和慣用手段對(duì)本實(shí)用新型內(nèi)容所做出其它多種形式的修改、替換或 變更，均落在本實(shí)用新型權(quán)利保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種帶環(huán)境參數(shù)檢測(cè)功能的RFID節(jié)點(diǎn)標(biāo)簽，其特征在于包括傳感器、微控制器、無(wú) 線射頻模塊和天線，所述微控制器通過(guò)通信接口分別與所述無(wú)線射頻模塊以及傳感器相連 接，并將所述傳感器采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送給所述無(wú)線射頻模塊；所述無(wú)線射頻模塊與所述天 線連接并向外發(fā)送無(wú)線射頻信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述帶環(huán)境參數(shù)檢測(cè)功能的RFID節(jié)點(diǎn)標(biāo)簽，其特征在于還包括有 為所述傳感器、微控制器和無(wú)線射頻模塊提供電源的電源模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述帶環(huán)境參數(shù)檢測(cè)功能的RFID節(jié)點(diǎn)標(biāo)簽，其特征在于所述電源 模塊為高性能電池單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述帶環(huán)境參數(shù)檢測(cè)功能的RFID節(jié)點(diǎn)標(biāo)簽，其特征在于還包括有 用于存儲(chǔ)初始化數(shù)據(jù)以及實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述帶環(huán)境參數(shù)檢測(cè)功能的RFID節(jié)點(diǎn)標(biāo)簽，其特征在于所述存儲(chǔ) 器采用循環(huán)存儲(chǔ)模式。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述帶環(huán)境參數(shù)檢測(cè)功能的RFID節(jié)點(diǎn)標(biāo)簽，其特征在于所述傳感 器為定時(shí)采集環(huán)境參數(shù)和定時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)的溫濕度傳感器。
7.一種基于權(quán)利要求1所述帶環(huán)境參數(shù)檢測(cè)功能的RFID節(jié)點(diǎn)標(biāo)簽的傳感器網(wǎng)絡(luò)，其特 征在于包括RFID節(jié)點(diǎn)標(biāo)簽、讀寫器、PC終端、集線器、交換機(jī)/路由和因特網(wǎng)，RFID節(jié)點(diǎn) 標(biāo)簽作為有源標(biāo)簽負(fù)責(zé)采集溫度數(shù)據(jù)及轉(zhuǎn)發(fā)其子節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，讀寫器收集RFID節(jié)點(diǎn)標(biāo)簽 數(shù)據(jù)并分別與PC終端、集線器、交換機(jī)/路由連接實(shí)現(xiàn)與管理中心的通信。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的傳感器網(wǎng)絡(luò)，其特征在于所述讀寫器通過(guò)RS232與PC終端 連接，所述讀寫器通過(guò)RS485與集線器連接，所述讀寫器通過(guò)以太網(wǎng)與交換機(jī)/路由連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的傳感器網(wǎng)絡(luò)，其特征在于所述讀寫器為固定式讀寫器或者 手持式讀寫器。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的傳感器網(wǎng)絡(luò)，其特征在于所述RFID節(jié)點(diǎn)標(biāo)簽的外殼設(shè)有 用于探測(cè)環(huán)境溫度的透孔。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種帶環(huán)境參數(shù)檢測(cè)功能的RFID節(jié)點(diǎn)標(biāo)簽，包括傳感器、微控制器、無(wú)線射頻模塊和天線，所述微控制器通過(guò)通信接口分別與所述無(wú)線射頻模塊以及傳感器相連接，并將所述傳感器采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送給所述無(wú)線射頻模塊；所述無(wú)線射頻模塊與所述天線連接并向外發(fā)送無(wú)線射頻信號(hào)。該RFID節(jié)點(diǎn)標(biāo)簽是一種性能良好、生產(chǎn)成本低、精確度高、超低功耗、安裝和使用方便的智能型RFID節(jié)點(diǎn)標(biāo)簽，能夠在離開(kāi)監(jiān)管視線的情況下，對(duì)環(huán)境參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確的記錄。本實(shí)用新型還公開(kāi)了一種基于所述帶環(huán)境參數(shù)檢測(cè)功能的RFID節(jié)點(diǎn)標(biāo)簽的傳感器網(wǎng)絡(luò)，該傳感器網(wǎng)絡(luò)能在線實(shí)時(shí)監(jiān)控周圍環(huán)境參數(shù)，從而完成監(jiān)控區(qū)域環(huán)境數(shù)據(jù)采集。
文檔編號(hào)H04W84/18GK201828949SQ20102053829
公開(kāi)日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2010年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月17日
發(fā)明者徐業(yè)清, 楊林舉, 羅永基, 袁飛, 詹宜巨, 黃江東 申請(qǐng)人:廣州中大百迅信息技術(shù)有限公司