专利名称：含有独立文件系统的一次性智能环境记录标签的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种环境状态参数记录装置，尤指一种封装简易、启停方式新 颖、启用前无须人工设置、运行中将采集到的周边环境状态数据以特定的文件格式存储在 自身的文件系统中及功能灵活的一次性智能环境记录标签。
背景技术：
在食品药品等温度敏感行业中，原材料的生产配送和销售环节都要特别注意保持 温度的一致性以保证产品的品质稳定，在有许多先进的制冷保暖设备支持下的温度敏感行 业的物流和仓储系统中，由于温度出现不允许的变化波动而导致的产品质量事故时有发 生，给行业带来了很大的经济损失。再者，温度敏感行业的物流系统中有很多的利益相关 者，一旦发生上述的产品质量事故，责任难以界定，究其原因，很大程度上都是因为物流系 统运行过程中由于温度监控不力造成的。正是基于这点，电子温度记录仪器作为第三方监 测者，得到了广泛的应用。目前已经有很多种类型的电子温度记录仪器面市，它们普遍的特点是体积较大、 使用不便、设置和操作步骤烦琐、数据读取不稳定易丢失以及价格昂贵。尤其是在使用前的 设置比较复杂，不够傻瓜化，导致一定的误操作和客户效率的损失。而且很多电子温度记录 仪器都是采用串行口进行数据传输，有的甚至还在利用并行口进行数据传输，存在数据下 载速率低，传输不稳定等缺点。现在流行的电子温度记录仪器价格昂贵，给客户的成本预算 造成很大的压力。同样的，在其他对于湿度、压力等敏感的行业中，同样不具有一种小体积、使用方 便、具有人性化的操作步骤设计的记录仪。
发明内容本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种含有独立文件系统 的一次性智能环境记录标签，该记录标签通过固化在核心处理器中的程序固件可以在自身 的硬件资源内部建立一个独立的文件系统，将采集到的温度数据以.pdf,. txt和.XlS等等 现有的主流数据文件格式保存在自身的文件系统中，通过基于USB通信协议的数据收发接 口连至PC的操作系统时，文件系统中的数据文件能被自动识别并可被自由复制和保存。显 示内容翔实丰富的人机交互界面和操作按钮，人性化的操作步骤设计，大大的简化了记录 仪的工作参数的设置。并且采用了启动便利的柔性线路板启动条，通过简单实用的塑封包 装，从根本上避免了现有技术的缺陷。本实用新型目的实现由以下技术方案完成一种含有独立文件系统的一次性智能环境记录标签，包括核心功能电子线路板， 其特征在于所述核心功能电子线路板上设有传感器，被设定为采集周边环境状态的数据； 数据存储器，用于存储所述传感器所采集数据；实时时钟电路，赋予所述采集数据以时间 戳；数据收发接口，用于与外界装置交换信息；被编程的微处理器，耦合有所述的传感器、数据存储器、实时时钟电路及数据收发接口 ；启动电路，用于使所述传感器开始采集数据； 停止电路，用于使所述传感器停止采集数据。所述传感器为湿度传感器、压力传感器、气体传感器或温度传感器。所述数据收发接口基于USB通信协议，用于与计算机的USB端口建立通信连接。所述微处理器中固化有程序固件，所述程序固件用于使所述核心微处理器及数据 存储器发生内容耦合以形成一独立的、可被计算机操作系统自动识别和兼容的文件系统， 及用于组织所述采集数据以多个可选的压缩和编写规则存储在所述文件系统中，并对存储 的数据进行加密。所述压缩和编写规则包括有.pdf、. txt和.XlS数据文件格式。所述微处理器中包括有设置模块，用于根据需要设定记录标签运行所需的各种 工作参数；校准模块，耦合到所述设置模块，用于对所述传感器采集数据进行校准。所述核心功能电子线路板设有数据收发接口的一端通过二个连接部连接有一折 断部，所述停止电路于所述连接部及折断部上设有导线，并通过所述连接部断裂来完成传 感器停止指令，所述连接部、折断部及所述核心功能电子线路板为一体成型结构。所述核心功能电子线路板表面粘附有不干胶层，所述不干胶层上对应于所述数据 收发接口之区域呈开口状。所述的粘附有不干胶层的核心功能电子线路板封装于套封袋中，所述套装袋置于 背胶袋内。所述标签包括有两个相同的唯一性标识，一份所述的唯一性标识固定设置于不干 胶层上；另一份所述的唯一性标识附着于一柔性线路板启动条上，并具有黏性；所述柔性 线路板启动条与所述启动电路焊接，所述启动电路与所述柔性线路板启动条上导线构成一 回路，并通过破坏该回路完成所述标签启动之指令。本实用新型的优点是体积小、成本低、包装坚固可靠，便于携带、运输，设置与操 作简便，启动便捷，能更精准的记录温度数据，工作可靠性好。
附图1是核心功能线路板示意图；附图2是焊接有柔性线路板启动条的核心功能线路板示意图；附图3是折断后形成预期几何形状的核心功能线路板示意图；附图4是不干胶层的展开示意图；附图5是套封用的小袋子示意图；附图6是定制的背胶袋示意图；附图7是定制的信息单示意图；附图8是一次性智能温度标签和PC连接示意图。
具体实施方式
以下结合附图通过实施例对本实用新型特征及其它相关特征作进一步详细说明， 以便于同行业技术人员的理解如图1至图8所示，总参考标号1-23分别表示核心功能线路板1、核心微处理器2、指示用LED元器件3、电路接口 4、电源电路5、启动电路接口 6、停止电路7、基于USB通信 协议的数据收发接口 8、指定折断力着力部位9 ；柔性线路板启动条10、开口 11、柔性线路板 焊盘12 ；唯一性标识条码13、不干胶层14、基础信息区15、印制状态显示区16、数据收发区 17、；套封小袋子18 ；背胶袋19、信息单20、智能温度标签粘贴区21 ；PC 22、PC上的USB端 Π 23。本实施例中以温度传感器为例，详细介绍本实用新型中记录标签各个部件的相互 连接及作用关系。但是本领域技术人员应当认识到，本实用新型的法律范围应当由本实用 新型的权利要求书的言辞来限定，以下的实施例中的详细描述应当被解释为仅起到示例性 的作用，并不是描述每一可能的实施例。实施例中的温度传感器可以被压力传感器、湿度传 感器、流量传感器等等其他类型的传感器替代，而不影响其他结构功能的实现；同样的，也 可以采用多个不同种的传感器与核心微处理器组成星形拓扑结构的方式，来实现对于周边 环境多种状态参数的采集。参见图1、图2，核心功能线路板1采用PCB和SMT工艺制作，设计成特定的几何形 状和布线结构，核心功能线路板1、柔性线路板启动条10制作完成后，将含有自我校准算法 的软件程序用烧录器经电路接口 4写至核心微处理器2，再将电池焊接至核心功能线路板 的电源电路5。完成之后将柔性线路板启动条10的柔性线路板焊盘12焊接至核心功能线 路板上的启动电路接口 5，再将带有唯一性标识条码附着于柔性线路板启动条10，硬件制 作完成。再利用自制的连接线将基于USB通信协议的数据收发接口 8和PC的USB端口相 连，启动自我校准程序，进行校准，再对智能温度标签的工作参数进行设置。参见图4，为本实施例的不干胶层14，将数据收发区17裁成开口状，与核心功能线 路板1的数据收发接口 8相吻合，印制状态显示区16与核心功能线路板1的指示用LED元 器件3吻合，在基础信息区14印制相应的图文信息，例如产品krial No、产品Model No、 商标等，再将不干胶层沿中线直接粘贴于核心功能线路板1的正反两面。参见图5，将粘贴好不干胶层14的核心功能线路板1放入套封小袋子18，再将其 封严。参见图6、图7，分别为定制的背胶袋和信息单，将上述封好的智能温度标签粘贴 于信息单20的智能温度标签粘贴区21，再填写表单信息，完成后将力作用于开口 11，撕毁 柔性线路板启动条10，并将撕落得唯一性标识条码13粘贴至目标货物，至此，智能温度标 签进入工作状态。将智能温度标签和信息单一并放入背胶袋19，再将背胶袋19粘贴至目标 货物。参见图3、图8，目标货物运达目的地后，取出一次性智能温度标签，除去套封小袋 子17，再施加垂直于核心功能线路板1的外力于指定折断力着力部位9(既权利要求书中所 述的折断部)，折断力着力部位9与核心功能线路板1之间既由两个连接部处断裂。由此便 将基于USB通信协议的数据收发接口 8裸露在外，然后将基于USB通信协议的数据收发接 口 8直接插至PC 22的USB端口 23，等待智能温度标签将采集到的温度数据转化成.pdf、. txt和.xls等等格式的数据文件并保存在自身的文件系统中后，会在PC的操作系统中生成 一个标识当前的智能温度标签文件系统的唯一盘符，打开这个文件系统复制其中的数据文 件并粘贴到适当的路径即可，各种文件格式可以利用相应的第三方软件程序来打开浏览， 例如.pdf格式的数据文件可以用Adobe系统公司Adobe Reader软件来打开并浏览，.xls格式的文件可以由microsoft公司的Excel软件来打开并浏览等等，也可利用温度数据记 录报告平台管理软件打开浏览，并利用此平台实现对报告的权限分类、备份、数据提取和分 析以及上传至中心服务器等等操作。在本实施例中，所述核心功能电子线路板上含有核心微处理器、温度检测单元、记 录温度数据的存储单元、实时时钟电路、数据收发接口、指示各种运行状态用的LED元件， 以及用以接收外部柔性线路板启动条的启动信号并触发核心微处理器进入工作状态的启 动电路和接受折断事件发生信号的停止电路。其中，核心功能线路板上的电源电路中，电源 采用市场上常见的各种型号和大小的纽扣电池。核心微处理器采用市场上现成的而且品质 稳定的小型的各类单片机，实现对其他部件的控制。核心功能电子线路板上含有温度传感 器，温度传感器采用市场上现成的而且品质稳定的各类数字化温度传感器、RTD、NTC或者 PTC等，负责采集环境温度，模拟式的温度传感器经过信号调理以及模数转换后并发送给核 心微处理器处理。由温度传感器采集到的环境温度数据和实时时钟电路提供的时间戳经过 核心微处理器的处理后发送给数据存储器予以存储，数据存储器采用市场上现成的而且品 质稳定的各类EEPROM或者FLASH，存储空间大小视需要记录的温度数据量多少而定。核心 微处理器通过数据收发接口获取外部设备给予的绝对时间，并将此绝对时间和实时时钟电 路进行同步，同步后的实时时钟电路开始记数并自增，在核心处理器记录温度数据的同时， 给此温度数据打上时间戳。核心功能线路板上还设计了启动电路，此电路用以接受柔性线路板(FPC)启动条 的启动信号，启动电路接受此信号后，将触发核心微处理器进入工作状态。柔性线路板启动 条以PE等阻燃材料为基础，在其上面制作一些特殊的电路并与启动电路构成一个回路，启 动条上还有开口，以便撕毁，撕毁后回路被破坏而产生一种特殊的状态，告知核心功能线路 板上的启动电路以启动标签进入工作状态。核心功能线路板还设计了停止电路，此电路用 于接收预期的折断事件的发生信号，并使一次性智能温度标签退出工作状态，该停止电路 的结构与启动电路相同，通过在核心功能线路板1、指定折断力着力部位9 (折断部)、连接 部之间构成一个特殊的回路，并通过断裂连接部以发出指令来停止运行。核心功能线路板 上设计了一个基于USB通信协议的数据收发接口，数据收发接口主要功能是用于接受外围 设备的设置信息和发送智能温度标签所记录的温度数据，设置信息包括与智能温度标签所 实现的功能相关的所有参数，例如采样频率，记录间隔，记录周期，报警温度上下限，延时启 动，延时报警，产Skrial No,产品Model No等等信息，核心微处理器根据数据收发接口 获取的上述信息来调整智能温度标签的相应功能，以实现智能温度标签的灵活配置。核心 功能线路板上还包含了指示用的LED元件，该指示元件用于指示启动开始、温度超限、报警 超时或正常运行状态等各种事件和信息。核心微处理器是具有对温度传感器的测量准确度进行自我校准功能的核心微处 理器，即固化了自行设计的包含有自我校准算法的程序软件。自我校准程序可以通过数 据收发接口接受外部设备的命令后自动运行，在含有自我校准算法的程序软件自动运行以 前，将电子温度记录装置放置在一个已知的温度场环境中，程序运行后会得出温度传感器 采集的数据和此温度场的真实温度值的偏差量，核心微处理器会保存这个偏差，以便在后 续的测量和记录工作中修正获取的环境温度数据，由此改善智能温度标签的测温的准确 度。[0037]此外，制作核心功能线路板所需的PCB板设计成特定的几何形状和布线结构，并 在PCB板上明确标示出可折断部位，当预期的折断动作发生后，会产生两种效果，一是将基 于USB通信协议的数据收发接口裸露在外，二是核心功能线路板上的停止电路便接收到折 断事件发生信号以停止智能温度标签继续工作。随后就可以将裸露在外的基于USB通信协 议的数据收发接口直接插至PC的USB端口，无须借助任何上位机软件，复制其内部自动生 成的数据文件即可。在外观包装上，采用不干胶层直接粘贴于核心功能线路板正反两面的方式，不干 胶层表面可以定制印刷各种信息，包括产品序列号、产品型号、条形码、公司信息和一些修 饰图文，其尺寸视核心功能线路板的尺寸大小而定。再在外层采用各种透明的尼龙或PET 或复合材料的小袋子套封，以起到防水防尘的作用，材料均须符合各应用行业的行业规范， 推荐采用PET材质。在不干胶层表面一些特定的位置可印制特定的信息，例如封装时，对照核心功能 线路板LED指示元件的焊接位置，在不干胶层表面的相应位置印制特定的信息以提示LED 指示元件的直观意义。如图1、图4，根据不干胶层14掩盖下的基于USB通信协议的数据收 发接口 8的位置，将相应的不干胶层区域即数据收发区17，裁空成开口状，以将数据收发接 口直接暴露在外，便于PC读取数据。成品的智能温度标签在现场使用的时候，将其放入专为其设计的背胶袋，背胶袋 里再放置定制的信息单，信息单上设计的信息表单包含可由操作人员自行填写的智能温度 标签工作的起止时间、目标运输工具的号牌、目标货物的内容以及各种修饰图文等等信息。 然后再将整个背胶袋粘贴于目标货物即可。也可直接将智能温度标签以贴、捆、绑或系的方 式附着于目标货物。信息单上设计特定的区域用于粘贴智能温度标签，粘贴的介质采用可移除胶贴 (Glue Dot)，它是一种预成型的、可双面粘贴的透明胶点，适用的材质包括纸、布、木、海 棉、水松、玻璃、胶、金属物料、塑料、聚苯乙烯泡沫塑料等的许多材料，它的特点是颜色透 明、即开即用、无痕移位和不伤表面。本实施例产品采用自行设计的柔性线路板启动条使仪器启动方便，折断事件命令 仪器停止工作，从根本上杜绝了传统按钮启停方式存在的误动作问题。含有的自我校准算 法的软件程序，可以让仪器在出厂、使用和回收后均可进行自我校准，修正了现存的数字温 度传感器的固有测量误差，改善各个数字温度传感器由于生产批次不同而出现的测量不一 致性，极大的提高了智能温度标签的测量准确度。本实施例产品的各个工作参数可以预先配置，不需要客户在使用现场自己设置， 省去了由于客户自行设置带来的不便和设置参数的人为错误。产品外观封装极其精简轻便，先用印有各种信息的不干胶层粘贴于PCB板的正反 两面，然后再用各种材质的小袋子套封，既达到防水防尘的效果，又可以使智能温度标签的 体积大大缩减。在现场使用的时候，填好信息单，撕毁启动条，粘贴撕落的标签唯一性标识 于目标货物，再将标签放入背胶袋，然后再将背胶袋粘贴于目标货物即可。在完成任务后，按说明折断核心功能线路板，并将其插至PC的USB端口，无须任何 上位机，复制其智能温度标签内部自动生成的数据文件即可，并辅助有功能强大的温度数 据记录文件管理平台。标签外观精美，操作简便，工作方式新颖。
权利要求1.一种含有独立文件系统的一次性智能环境记录标签，包括核心功能电子线路板，其 特征在于所述核心功能电子线路板上设有传感器，被设定为采集周边环境状态的数据； 数据存储器，用于存储所述传感器所采集数据；实时时钟电路，赋予所述采集数据以时间 戳；数据收发接口，用于与外界装置交换信息；被编程的微处理器，耦合有所述的传感器、 数据存储器、实时时钟电路及数据收发接口 ；启动电路，用于使所述传感器开始采集数据； 停止电路，用于使所述传感器停止采集数据。
2.根据权利要求1所述的一种含有独立文件系统的一次性智能环境记录标签，其特征 在于所述传感器为湿度传感器、压力传感器、气体传感器或温度传感器。
3.根据权利要求1所述的一种含有独立文件系统的一次性智能环境记录标签，其特征 在于所述核心功能电子线路板设有数据收发接口的一端通过二个连接部连接有一折断部， 所述停止电路于所述连接部及折断部上设有导线，并通过所述连接部断裂来完成所述标签 停止指令，所述连接部、折断部及所述核心功能电子线路板为一体成型结构。
4.根据权利要求1所述的一种含有独立文件系统的一次性智能环境记录标签，其特征 在于所述核心功能电子线路板表面粘附有不干胶层，所述不干胶层上对应于所述数据收 发接口之区域呈开口状。
5.根据权利要求1所述的一种含有独立文件系统的一次性智能环境记录标签，其特征 在于所述的粘附有不干胶层的核心功能电子线路板封装于套封袋中，所述套装袋置于背 胶袋内。
6.根据权利要求1所述的一种含有独立文件系统的一次性智能环境记录标签，其特征 在于所述标签包括有两个相同的唯一性标识，一份所述的唯一性标识固定设置于不干胶 层上；另一份所述的唯一性标识附着于一柔性线路板启动条上，并具有黏性；所述柔性线 路板启动条与所述启动电路焊接，所述启动电路与所述柔性线路板启动条上导线构成一回 路，并通过破坏该回路完成所述标签启动之指令。
专利摘要本实用新型涉及一种环境状态参数记录装置，尤指一种含有独立文件系统的一次性智能环境记录标签。该标签包括核心功能电子线路板，其特征在于所述核心功能电子线路板上设有传感器，被设定为采集周边环境状态的数据；数据存储器，用于存储所述传感器所采集数据；实时时钟电路，赋予所述采集数据以时间戳；数据收发接口，用于与外界装置交换信息；被编程的微处理器，耦合有所述的传感器、数据存储器、实时时钟电路及数据收发接口；启动电路，用于使所述传感器开始采集数据；停止电路，用于使所述传感器停止采集数据。本实用新型的优点是体积小、成本低、便于携带、运输，设置与操作简便，启动便捷，能更精准的记录温度数据，工作可靠性好。
文档编号G01D15/06GK201859596SQ201020287178
公开日2011年6月8日 申请日期2010年8月10日 优先权日2010年8月10日
发明者林建建, 王瑶, 王锐, 黄央辉, 黄建义 申请人:上海腾森电子科技有限公司