专利名称：一种智能数据记录标签的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种标签式的记录装置，特别涉及ー种封装简易、启停方式新颖、启用前无须人工设置、运行中将采集到数据以特定的文件格式存储在自身的文件系统中，并且符合食品、医药行业相关管理规范和标准的智能数据记录标签。
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，由于温度湿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ロ进行数据传输，有的甚至还在利用并行ロ进行数据传输，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、振动、倾斜角度等敏感的行业中，同样不具有ー种小体积、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，提供ー种智能数据记录标签，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ー个独立的文件系统，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或者自有的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ロ连至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，但因其采用适当的加密保护技术而不能被篡改，例如RC4或者AES等等。也可以和安装在计算机上的专用上位机软件进行通信，将其数据下载到计算机并进行归档管理、保存和分析，专用上位机软件在某些领域内需要遵从行业的特殊要求，例如在欧美的医药领域，这类有关电子数据记录和电子签名的软件需要符合21 CFR PART 11的要求。智能数据记录标签并且采用了光照，电容式电阻式感应触摸或者机械按钮等方式来启动运行，用食品级塑料 套封袋直接包覆PCB板的方式而形成一个独立的产品，使用简单，外形轻薄。本实用新型目的实现由以下技术方案完成—种智能数据记录标签，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的数据；实时时钟电路，赋予所述采集数据以时间戳；数据收发接ロ，用干与外界装置交換信息；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ロ ；启停标记电路，用于触发标签开始采集数据，停止数据采集或者标记运行过程中的时间和温度。所述传感器为湿度传感器、压カ传感器、气体传感器、振动传感器、角度传感器或温度传感器中的至少ー种。所述核心功能电子线路板的数据收发接ロ为ー插装部件。所述插装部件的形状为USB接ロ形状，所述插装部件上制作有符合USB接ロ电气规范的通信线路。所述微处理器中至少有ー程序模块，所述程序模块为可以把所记录的数据转化成可被计算机操作系统自动识别和兼容的文件系统的程序模块。所述核心功能电子线路板表面粘附有ー层不干胶层。在粘附有ー层不干胶的所述核心功能电子线路板外包覆有塑料薄膜套封袋。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I是核心功能线路板示意图；附图2是不干胶层的展开示意图；附图3是套封用的小袋子示意图；附图4是智能数据标签和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ー步详细说明，以便于同行业技术人员的理解如图1-4所示，标号1-13分别表示核心功能线路板I、核心微处理器2、指示用LED元器件3、电路接ロ 4、电源电路5、启停标记电路6、基于USB通信协议的数据收发接ロ7、不干胶层8、基础信息区9、状态显示区10 ;套封小袋子11 ； PC 11、PC上的USB端ロ 12、符合特殊规范的数据记录报告管理平台软件13。參见图1，本实施例的核心功能线路板I采用印刷线路板(PCB)，并采用表面组装技术(SMT)エ艺制作。在本实施例中，所述核心功能电子线路板I上含有核心微处理器2、温度检测单元、记录温度数据的存储单元、实时时钟电路、数据收发接ロ、指示各种运行状态用的LED元件，以及用以接收人为滑动或者触摸，接受环境光照等条件触发核心微处理器执行开始记录、停止记录或者标记当前温度和时间等动作。其中，核心功能线路板I上的电源电路5中，电源采用市场上常见的各种型号和大小的纽扣电池或者体积轻薄的印刷电池。核心微处理器2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2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2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2通过数据收发接ロ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I上还设置了启停标记电路6，此电路用以接受电容电阻感应触摸、光照或者机械按钮等启停标记条件或者柔性线路板(FPC)启动条的启动信号,启停标记电路接受此信号后，将触发核心微处理器2执行开始记录、停止记录或者标记当前温度和 时间等动作。柔性线路板启动条以PE等阻燃材料为基础，在其上面制作ー些特殊的电路，设计成特定的外型和尺寸，启动条上还有开ロ，以便撕毀，撕毁后产生ー种特殊的状态，告知核心功能线路板2上的启动电路以启动标签进入工作状态。核心功能线路板2上设置了一个基于USB通信协议的数据收发接ロ 7，数据收发接ロ 7基于USB通信协议，按照USB接ロ机械特性和电气规范的要求，将制作核心功能电子线路板的PCB板设计成符合USB接ロ机械特性的特定形状，并采用覆铜技术在USB接ロ形状部件上制作USB接ロ符合电气规范的通信线路，因此，无须借助任何现成的USB连接器或者接插件即可进行通信，其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參数，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，产品Serial No,产品Model No等等信息,核心微处理器根据数据收发接ロ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2是具有对温度传感器的測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ロ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ー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。制作核心功能线路板I所需的PCB板设计成特定的几何形状和布线结构，按照USB接ロ机械特性和电气规范的要求，将制作核心功能电子线路板的PCB板设计成符合USB接ロ机械特性的特定形状，本实施例中我们将PCB板按照标准USB接ロ Type A内芯几何尺寸的要求设计，PCB板采用2. 4mm基材,也可按照Mini A、Mini B、Micro A或者Micro B几何尺寸的要求设计，并采用覆铜技术在USB接ロ形状部件上制作USB接ロ符合电气规范的通信线路，因此，无须借助任何现成的USB连接器或者接插件即可进行通信，完成记录任务后，将基于USB通信协议的数据收发接ロ 7直接插至PC的USB端ロ，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，将不干胶层8直接粘贴于核心功能线路板I正反两面的方式，不干胶层8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、公司信息和ー些修饰图文，其尺寸视核心功能线路板的尺寸大小而定。再在外层采用食品级塑料材质定制的套封小袋子11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8表面ー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ILED指示元件的焊接位置，在不干胶层8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。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)，它是ー种预成型的、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、聚苯こ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。本实施例产品采用电容电阻触摸感应焊盘、光敏传感器、柔性线路板启动条、机械式锅仔片或者按钮等传感器或者机械开关用于接受用户指令和动作，以触发记录标签启动、停止或者标记等等动作。标记动作主要作用是在记录标签在运行过程中，如果有特殊事件发生，例如环境温度由于可知的原因而异常，客户可以通过预定的操作来使记录标签记录事件发生的时间和温度，以便后期分析时剔除无效数据。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測量不一致性，极大的提高了智能温度标签的測量准确度。本实施例产品的各个工作參数可以预先配置，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參数的人为错误。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，填好信息単，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，撕毁包覆在外面的套封小袋子，并将其插至PC的USB端ロ，无须任何上位机或，复制其智能温度标签内部自动生成的数据文件即可，或者利用数据记录报告管理平台软件，下载内部数据到PC的数据库，进行数据的比对，归档，签名等分析和管理。标签外观精美，可回收或者一次性使用，操作简便，工作方式新颖。本实施例在制作时是将PCB设计成特定的几何形状和布线结构，以构成核心功能线路板I，将含有自我校准算法的软件程序用烧录器经电路接ロ 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，此处的电池可以使普通的锂电池或者印刷电池。完成之后负责接受用户启动指令或动作的传感器，例如电容电阻触摸感应焊盘、光敏传感器、柔性线路板启动条、机械式锅仔片或者按钮启停标记电路接ロ 6，再利用自制的连接线将基于USB通信协议的数据收发接ロ 7和PC的USB端ロ相连，启动自我校准程序，进行校准，再对智能温度标签的工作參数进行预设置。參见图2，为本实施例的不干胶层8，印制状态显示区9与核心功能线路板I的指示用LED元器件3吻合，在基础信息区10印制相应的图文信息，例如产品Serial 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I的正反两面。參见图3，将粘贴好不干胶层8的核心功能线路板I放入套封小袋子11，再将采用热封技术将其封严，以达到防水防尘的效果，用于制作套封小袋子11的材质为食品级塑料薄膜，例如PET，PP, LDPE等等，这些材质即使在严苛的环境条件中，依然可以保证良好稳定的化学和物理性能，不会因为环境条件的变化而溶出有害物质 污染被监测的目标。至此，智能数据记录标签硬件部分制作完成，只要在启动电路5上施加特殊的动作或条件即可启动标签进入工作，例如在标签特殊部位的人为滑动或者触摸，接受环境光照等等条件，并将标签平整的黏贴于监测目标点，记录工作就开始进行。參见图4，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11，由此便将基于USB通信协议的数据收发接ロ 7裸露在外，然后将基于USB通信协议的数据收发接ロ 7直接插至PC 11的USB端ロ 12，等待智能温度标签将采集到的温度数据进过加密并转化成.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13 (Tempcentre)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。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，上述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カ传感器、湿度传感器、流量传感器、振动传感器、角度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參数的采集。
权利要求1.ー种智能数据记录标签，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的数据；实时时钟电路，赋予所述采集数据以时间戳；数据收发接ロ，用干与外界装置交換信息；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ロ ；启停标记电路，用于触发标签开始采集数据，停止数据采集或者标记运行过程中的时间和温度。
2.根据权利要求I所述的ー种智能数据记录标签，其特征在于所述传感器为湿度传感器、压カ传感器、气体传感器、振动传感器、角度传感器或温度传感器中的至少ー种。
3.根据权利要求I所述的ー种智能数据记录标签，其特征在于所述核心功能电子线路板的数据收发接ロ为ー插装部件。
4.根据权利要求3所述的ー种智能数据记录标签，其特征在于所述插装部件的形状为USB接ロ形状，所述插装部件上制作有符合USB接ロ电气规范的通信线路。
5.根据权利要求I所述ー种智能数据记录标签，其特征在于所述核心功能电子线路板表面粘附有ー层不干胶层。
6.根据权利要求5所述ー种智能数据记录标签，其特征在于在粘附有ー层不干胶的所述核心功能电子线路板外包覆有塑料薄膜套封袋。
专利摘要本实用新型涉及一种智能数据记录标签，该标签包括核心功能电子线路板和包覆该线路板的包装薄膜套封袋，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、防护等级高，整体外观轻薄可靠，便于携带、运输，设置与操作简便，启动便捷，能更精准的记录环境状态数据，工作可靠性高。
文档编号G06K19/077GK202453933SQ20122002297
公开日2012年9月26日 申请日期2012年1月18日 优先权日2012年1月18日
发明者王瑶, 王锐, 黄央辉, 黄建义 申请人:上海腾森电子科技有限公司