专利名称：水产品冷链监测的rfid智能标签的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及RFID技术领域，特别涉及一种水产品冷链监测的RFID智能标签。
背景技术：
冷链监测指温度敏感性产品在生产、贮藏运输、销售，到消费前的各个环节中，始终处于规定的低温环境下，以保证物品质量，减少物流损耗的一项系统工程。在新鲜易腐食品领域的整个供应链过程中，精确的温度监控是确保食品安全的重要前提。现有的冷链温度监测系统，主要是采用条形记录仪或者温度采集器，这种方式通常都非常昂贵，而且不是自动化操作，需要人工检查。除此之外，还必须打开食品包装箱才能够读取记录的温度信息，因此只有货物到达了目的地才可以读取温度信息。所以这种方式仅仅局限于冷链的某个环节或者一些特定的品种，无法实现冷链所有重要环节连续的产品·环境参数监控。
实用新型内容(一)要解决的技术问题本实用新型要解决的技术问题是如何提高冷链监测的自动化程度，并降低成本。(二)技术方案为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种水产品冷链监测的RFID智能标签，所述标签包括控制单元、采集单元、存储单元、射频收发器及CPLD协议单元,所述采集单元、存储单元、射频收发器及CPLD协议单元均与所述控制单元连接，所述采集单元获取当前水产品的冷链环境参数，并将获取的冷链环境参数发送至所述控制单元，所述控制单元将接收到的所述冷链环境参数保存至所述存储单元，当所述标签接收到读写器的信号后，由所述CPLD协议单元对所述信号进行解析，并将解析后的信息发送至所述控制单元，所述控制单元将保存在所述存储单元中的冷链环境参数发送至所述读写器，以实现水产品冷链监测。优选地，所述标签还包括电源管理单元，所述电源管理单元为所述采集单元、CPLD协议单元和控制单元供电。优选地，所述电源管理单元包括相互连接的锂电池和电压转换电路，所述锂电池与所述采集单元和控制单元分别连接，所述电压转换电路与CPLD协议单元连接。优选地，所述冷链环境参数包括空气温湿度和光照度。优选地，所述采集单元包括温湿度传感器和光照传感器，所述空气温湿度由所述温湿度传感器获取，所述光照度由所述光照传感器获取。(三)有益效果本实用新型通过各个模块的设置，提高了冷链监测的自动化程度，并降低了成本。
[0015]图I是按照本实用新型一种实施方式的水产品冷链监测的RFID智能标签的结构框图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式
作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。射频识别(Radio Frequency Identification, RFID)是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。本实用新型通过引入RFID技术，将温度、湿度和光照变化记录在“带温度、湿度和光照传感器的RFID标签”上，提高了对水产品的生鲜度、品质等的有效的管理。图I是按照本实用新型一种实施方式的水产品冷链监测的RFID智能标签的结构框图；参照图1，所述标签包括控制单元、采集单元、存储单元、射频收发器及复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable Logic Device, CPLD)协议单元，所述采集单元、存储单元、射频收发器及CPLD协议单元均与所述控制单元连接， 所述采集单元获取当前水产品的冷链环境参数，并将获取的冷链环境参数发送至所述控制单元，所述控制单元将接收到的所述冷链环境参数保存至所述存储单元，当所述标签接收到读写器的信号后，由所述CPLD协议单元对所述信号进行解析，并将解析后的信息发送至所述控制单元，所述控制单元将保存在所述存储单元中的冷链环境参数发送至所述读写器，以实现水产品冷链监测，本实施方式中，所述控制单元为TI公司的MSP430F1612,该微控制器具有三种不同的功耗模式，55KB的flash和5KB的内部RAM，可用于存储温湿度和光照强度数据；所述射频收发器由电子元器件和天线组成，用来与读写器进行数据收发和从13. 56MHz的射频信号中获取能量，所述天线由一个7级螺旋式电感组成，其导线厚度为18um,宽度为300um，导线之间的间隙为300um，所述天线与一个平行的可调式平板电容一起将射频信号频率调制到13. 56MHz，用于射频信号收发通信，射频收发器是所述标签与读写器之间数据通信接口，当标签置于读写器感应范围之内时，首先由读写器发起命令，射频收发器感应信号，并将信号进行解调，获取其中的命令信息，然后发往所述控制单元，与此类似，当标签回发数据给读写器时，由所述控制单元发送给射频收发器，经过射频收发器调制后，成为13. 56MHz的射频信号，然后由读写器接收；为了降低标签的功耗，所述CPLD协议单元利用lattice公司LC4064ZC-75TN48C的CPLD芯片执行所有的射频通信协议，该芯片采用I. 8V电压供电，替代给所述控制单元提供高频时钟来完成通信协议，从而降低功耗，CPLD协议单元用于实现所述标签与读写器之间的通信协议，包括标准的RFID通信协议和用户自定义的各种命令，当标签接收到读写器的信号后，由CPLD协议单元进行解析，将解析后的信息发送到所述控制单元，所述控制单元根据命令进行相应的操作，若是应答命令，则由CPLD协议单元将信号通过射频收发器发送回读写器。所述存储单元，采用的是Microchip公司的16KB大小的24AA16EEPR0M存储芯片，所述存储单元主要完成冷链环境参数的存储，所述控制单元读取采集单元的环境参数后，经过数据的处理和格式调整以适应存储器后，存入存储单元；当所述存储单元接收到读取数据命令后，从存储单元中读出冷链环境数据。所述控制单元是所述标签的控制中心，它是整个标签的核心，控制所述采集单元的数据采集，存储单元的数据读写，由CPLD协议单元一起完成解析射频接收器的射频信号时序与命令信号。本实用新型的标签为半主动标签，它被动的与读写器通信；主动获取采集单元的数据，标签大小为78mm*54mm,比标准的信用卡稍微小一点。优选地，所述标签还包括电源管理单元，所述电源管理单元为所述采集单元、CPLD协议单元和控制单元供电。优选地，所述电源管理单元包括相互连接的锂电池和电压转换电路，所述锂电池 与所述采集单元和控制单元分别连接，所述电压转换电路与CPLD协议单元连接，本实施方式中，所述锂电池为LFP25锂电池，标称容量为25mAh，额定电压为3. 0V,给所述控制单元和采集单元提供电源；以LMl117-1. 8为核心的电压转换电路，为CPLD协议单元提供I. 8V电
J 卡.O O优选地，所述冷链环境参数包括空气温湿度和光照度。优选地，所述采集单元包括温湿度传感器和光照传感器，所述空气温湿度由所述温湿度传感器获取，所述光照度由所述光照传感器获取，所述温湿度传感器采用的是瑞士盛世瑞恩公司的SHT15传感器，该传感器采用了领先世界的CMOSensR专利数字传感技术，具有极高的可靠性、响应速度快、抗干扰能力强、性价比高和卓越的长期稳定性，而且该传感器可完全浸没水中，适合用于冷链环境下。SHT15传感器为贴片型温湿度传感器芯片、两线制数字接口和超小尺寸，使标签具有很高的集成度。湿度测量范围0 100%RH ;温度测量范围-40 +123.8°C ;湿度测量精度±2. 0%RH温度测量精度±0. 3°C，供电电压为
2.5疒5. 5V ;所述光照传感器采用光电二极管SIXD61N1，一旦光照强度超过了预警线，该传感器将给所述控制单元提供一个中断信号，用于报警，通知管理者指标超限；根据所述控制单元设定的时间，采集单元定时获取冷链车厢内环境参数信息，并由所述控制单元存储于存储单元中，当车厢至于读写器射频范围之内时，由所述控制单元将存储单元中的数据发送给读写器，完成数据的监测。本实用新型相对于现有技术，具有以下有益效果I、本实用新型可自动获取冷链环境下的多种数据，包括冷链温度、湿度和光照度，定时自动采集冷链环境参数，并将数据存储于存储单元中，无需人工干预。2、在冷链的任何时候都可以读取智能标签中的数据，而无需打开产品的包装。本实用新型采用的RFID技术，通过射频通信进行数据读取，是一种非接触式读写方式，只要标签进入读写器的射频读写范围之内，那么读写器自动读取其中存储的冷链环境参数数据。与传统的方式相比，它不需要打开冷链产品的包装，从而保证冷链环境的非侵入性，保持环境参数稳定，确保食品安全。3、支持多个RFID智能标签自动同时被读取。在一个冷冻车厢内的每个包装上一般都附有一个RFID智能标签，当车厢经过读写区域时，所有包装上的标签数据将同时被读取，记录每个包装的环境参数信息，确保车厢内每个点上的参数都是在安全的范围之内，做到精确、精细监控。4、具有可重用性，RFID智能标签为电子标签，与普通的纸质标签不同，它具有可重用性,抗环境腐蚀、损坏能力强。当本次冷链物流过程结束后,可以回收RFID智能标签，对其中的数据进行清除再利用，从而降低了成本，增强了便利性。5、RFID智能标签抗湿度和环境影响能力强，各种芯片和传感器，都采用防水性型号，电路设计抗电磁干扰，抗液体影响，标签的读写能力强。以上实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴，本实用新型的专利保护范围应由权利要求限定。
权利要求1.一种水产品冷链监测的RFID智能标签，其特征在于，所述标签包括控制单元、采集单元、存储单元、射频收发器及CPLD协议单元，所述采集单元、存储单元、射频收发器及CPLD协议单元均与所述控制单元连接。
所述采集单元获取当前水产品的冷链环境参数，并将获取的冷链环境参数发送至所述控制单元，所述控制单元将接收到的所述冷链环境参数保存至所述存储单元，当所述标签接收到读写器的信号后，由所述CPLD协议单元对所述信号进行解析，并将解析后的信息发送至所述控制单元，所述控制单元将保存在所述存储单元中的冷链环境参数发送至所述读写器，以实现水产品冷链监测。
2.如权利要求I所述的标签，其特征在于，所述标签还包括电源管理单元，所述电源管理单元为所述采集单元、CPLD协议单元和控制单元供电。
3.如权利要求2所述的标签，其特征在于，所述电源管理单元包括相互连接的锂电池和电压转换电路，所述锂电池与所述采集单元和控制单元分别连接，所述电压转换电路与 CPLD协议单元连接。
4.如权利要求I所述的标签，其特征在于，所述冷链环境参数包括空气温湿度和光照度。
5.如权利要求4所述的标签，其特征在于，所述采集单元包括温湿度传感器和光照传感器，所述空气温湿度由所述温湿度传感器获取，所述光照度由所述光照传感器获取。
专利摘要本实用新型公开了一种水产品冷链监测的RFID智能标签，涉及RFID技术领域，所述标签包括控制单元、采集单元、存储单元、射频收发器及CPLD协议单元，所述采集单元、存储单元、射频收发器及CPLD协议单元均与控制单元连接，所述采集单元获取当前水产品的冷链环境参数，并将获取的冷链环境参数发送至控制单元，所述控制单元将接收到的冷链环境参数保存至存储单元，当标签接收到读写器的信号后，由CPLD协议单元对信号进行解析，并将解析后的信息发送至控制单元，控制单元将保存在存储单元中的冷链环境参数发送至读写器，以实现水产品冷链监测。本实用新型通过各个模块的设置，提高了冷链监测的自动化程度，并降低了人工成本。
文档编号G06K19/07GK202632330SQ20122023299
公开日2012年12月26日 申请日期2012年5月22日 优先权日2012年5月22日
发明者李文勇, 孙传恒, 杨信廷, 钱建平, 吉增涛 申请人:北京农业信息技术研究中心