一种基于RFID扫码的集装箱甲醛检测装置的制作方法

本发明涉及一种基于rfid扫码的集装箱甲醛检测装置，属于安全检测技术领域。

背景技术：

随着生活水平的提高，人们日常生活中的健康问题也越来越受到更多的关注，其中一个便是甲醛对人体的影响。甲醛超标一点对人体的伤害都是很大的，人在甲醛的环境里时间久了还可能引起癌变。甲醛超标主要是家具、油漆等中所含甲醛超标，目前我国城乡居民家庭中的甲醛主要来自室内装饰的胶合板、细木工板，人造板制造的家具，室内装饰纺织品等等。但是人们在装修房子购买材料和买家具时很难得到真实的甲醛含量信息，往往购买的都是甲醛含量超标的。为了获得真实的、出厂时的甲醛含量，我们可以利用rfid技术，这是一种以无线方式追踪和管理产品的远距离智能识别技术。因此，需要一种能够将含甲醛的产品唯一标识并检测其甲醛含量值的装置，而集装箱在运输产品的过程中，满足一段时间、封闭这两个甲醛检测的前提条件。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：本发明提供一种基于rfid扫码的集装箱甲醛检测装置，已用于解决现有的装置不方便测量集装箱运输产品过程中的甲醛含量的问题，不便于追踪集装箱运输过程中产品的甲醛含量问题，此装置结构简单，实用性强，安全高效，信息准确，实时效果好。

本发明技术方案是：一种基于rfid扫码的集装箱甲醛检测装置，包括rfid标签1、rfid扫描器2、甲醛检测仪3、a/d转换电路4、滤波电路5、信号放大电路6、单片机处理模块7、蓝牙模块8、智能机9、电源模块11；所述rfid扫描器2与rfid标签1连接，甲醛检测仪3与a/d转换电路4连接，a/d转换电路4与滤波电路5连接，滤波电路5与信号放大电路6连接，信号放大电路6与单片机处理模块7连接，蓝牙模块8分别与智能机9和单片机处理模块7连接，通过智能机9进行产品信息下载，电源模块10分别与蓝牙模块8、单片机处理模块7、rfid扫描器2连接；

所述rfid扫描器2包括超高频单片收发器芯片cc1020、单片射频的uhf收发器芯片cc1100.con1、超低功耗微控制器芯片msp430f2350、单电源电平转换芯片max232、10脚的插针con10、电阻r5、r6、r7、r8、r9、r10、r11、r12、r13、r14、电容c3、c4、c5、c6、c7、c8、c9、c10、c11、c12、c13、c14、c15、c16、c17、c18、c19、电感l1、l2、l3、晶体y1、y2、天线e1、开关k2；其中电容c3的一端接电源，另一端与电阻r5连接，电阻r5的另一端接cc1020芯片的out管脚，电阻r7和电容c8并联后一端接电阻r5，电容c8的另一端接地，电阻r7的另一端接cc1020芯片的vc管脚和电容c7的一端，电容c7的另一端接地，天线e1与二选一开关k2连接，二选一开关k2的两个接线口分别与电容c5和c6连接，电容c5的另一端与芯片cc1020的rf_out管脚连接，也与电感l1的一端连接，电阻r6和电容c4的一端都接电源，并联后另一端与电感l1串联，电感l2的一端接电源，另一端与电容c6连接，电阻r8一端接电源，另一端与cc1020芯片的blas管脚相连，电容c9、c10的一端接电源，并联后另一端分别与晶体y1连接，电容c9的另一端还与芯片cc1020的q2管脚连接，电容c10与q1管脚连接，芯片cc1020的dvdd、avdd、adref管脚接电源，agnd、dgnd管脚接地，电容c11一端接电源，另一端与电容c12串联接芯片msp430f2350的avcc管脚，电容c12与c11串联的一端接地，芯片msp430f2350的avss管脚接地，电容c13一端接地，另一端接晶体y2和芯片msp430f2350的xin管脚，电容c14一端接地，另一端与电容c13和晶体y2并联后接xout管脚，芯片msp430f235的dvcc管脚接电源，电容c18和c19并联后一端接地，另一端分别与芯片max232的v+和v-管脚连接，电容c16的两端分别接芯片max232的c1+和c1-管脚，电容c17的两端分别接芯片max232的c2+和c2-管脚，电容c15一端接地，另一端分别与电源和芯片max232的vcc管脚连接，电阻r12的一端与芯片max232的r1out管脚连接，另一端分别与电阻r13、r10以及10脚插针con10的tid管脚连接，电阻r11的一端与芯片max232的t1in管脚连接，另一端分别与电阻r14、r9以及10脚插针con10的rid芯片连接，电阻r13、r14并联后另一端与电源连接，电阻r10的另一端与芯片msp430f235的p3.4管脚连接，电阻r9的另一端与芯片msp430f235的p3.5管脚连接，芯片max232的t1out和r1in管脚分别与10脚插针con10的rs232out和rs232in管脚连接，电感l3的一端接地，另一端接芯片cc1100.con1的gnd管脚，芯片cc1100.con1的cc1100_s1、spiclk、cc1100_s0、cc1100_ake1、cc1100_sync1管脚分别与msp430f235芯片的p3.1、p3.3、p3.2、p2.5、p2.4管脚连接，芯片cc1100.con1的cc1100_cs1管脚分别与芯片cc1020的psel管脚和芯片msp430f235的p3.0管脚连接。

所述甲醛检测仪3内部包括甲醛传感器、电阻r1、r2、r3、r4、电容c1、c2、开关k1、运算放大器u1；其中电阻r1的一端接甲醛传感器的re端口，另一端与电阻r2和电容c1连接，电阻r2的另一端与电容c2的一端连接，也与运算放大器u1的反相输入端连接，电容c1、c2并联后的另一端都与甲醛传感器的ce端口连接，电阻r3的一端接地，另一端与运算放大器u1的正相输入端连接，运算放大器u1与电容c1、c2并联，输出端与甲醛传感器的ce端口连接，电阻r4的一端接+5v电源，另一端与开关k1连接，开关k1的一端接甲醛传感器的re端口，另一端接se端口。

所述滤波电路5包括电容c20、c21、c22、c23、c24、c25、c26、c27、电阻r15、r16、r17、r18、r19、运算放大器u2、u3、u4、二极管d1、d2；其中电容c20一端接电压输入端，另一端与电阻r15串联，电阻r15的另一端分别与运算放大器u2的反相输入端以及电阻r16和电容c21并联后的一端连接，电阻r16和电容c21并联后的另一端接运算放大器u2的输出端，运算放大器u2的正相输入端接地，运算放大器u2的负电源极接电容c22，电容c22的另一端接地，电容c23的一端接运算放大器u2的输出端，另一端接电阻r17，电阻r17的另一端分别接电容c24、运算放大器u3的反相输入端以及电阻r18和电容c25并联后的一端，电阻r18和电容c25并联后的另一端接运算放大器u3的输出端，电容c24的另一端接地，运算放大器u3的正相输入端接地，运算放大器u3的负电源极接电容c26，电容c26的另一端接地，电阻r19的一端接运算放大器u3的输出端，另一端分别接电容c27以及二极管d1阳极和d2阴极，二极管d2的阳极接地，二极管d1的阴极接电源，电容c27的另一端接运算放大器u4的正相输入端，运算放大器u4的反相输入端接输出端。

所述蓝牙模块8包括芯片at89c51、芯片bluenrg、电阻r20、电容c28、c29、c30、c31、c32、c33、c34、c35、c36、c37、c38、c39、c40、c41、c42、c43、c44、c45、c46、晶体y3、y4、电感l4、l5、l6、天线e2；其中电阻r20的一端与at89c51芯片连接，另一端分别接芯片bluenrg的test2、test3、test4管脚，芯片bluenrg的spi_mosi、spi_clk、spi_irq、spi_miso、spi_cs管脚都与芯片at89c51连接，bluenrg芯片的test1管脚接电源，电容c28的一端接电源，另一端分别与芯片bluenrg的vbat3管脚和电源连接，电容c29一端接电源，另一端分别与芯片bluenrg的smpsf1lt2、no_smps管脚连接，电容c30、c31并联后一端接电源，另一端分别与芯片bluenrg的test10、vdd1v2管脚连接，电容c32的两端都与电源连接，电容c33的两端都与电源连接，电容c34一端接电源，另一端分别与晶体y3的一端和芯片bluenrg的sxtal0管脚连接，电容c35一端接电源，另一端分别与晶体y3的另一端和芯片bluenrg的sxtal1管脚连接，天线e2与电容c40连接，电容c40的另一端分别接电容c39和电感l5，电容c39的另一端接电源，电感l5的另一端分别接电感l4和电容c38，电感l4的另一端分别接电容c36、c37以及芯片bluenrg的rf0管脚，电容c38的另一端分别接电感l6、电容c37以及芯片bluenrg的rf1管脚，电感l6的另一端接电容c44，电容c44的另一端接电源，电容c41的一端接电源，另一端接芯片bluenrg的vbat2管脚，电容c42的一端接电源，另一端分别接晶体y4和芯片bluenrg的fxtal0管脚，电容c43一端接电源，另一端分别接晶体y4的另一端和芯片bluenrg的fxtal1管脚，电容c45、c46并联后一端接电源，另一端分别接芯片bluenrg的vdd1v8管脚，芯片bluenrg的test5、test6、test7都接电源。

本发明的有益效果是：结构简单，成本低廉，实用性强，安全高效，信息准确，可以在产品上贴上rfid标签作为唯一标识，安装在集装箱门口处的rfid扫描器扫码后将产品信息传给单片机，在运输过程中，处于封闭环境内的甲醛传感器可以很好的测量甲醛含量，也将甲醛含量保存到单片机的产品信息中，等运输完成，用蓝牙连接单片机便可获得含有甲醛值得产品信息，用户也可以通过扫码的到产品信息。

附图说明

图1是本发明的结构连接图；

图2是本发明的甲醛检测仪电路图；

图3是本发明的rfid扫描器电路图一

图4是本发明的rfid扫描器电路图二；

图5是本发明的滤波电路图；

图6是本发明的蓝牙模块电路图。

图中各标号为：1-rfid标签、2-rfid扫描器、3-甲醛检测仪、4-a/d转换电路、5-滤波电路、6-信号放大电路、7-单片机处理模块、8-蓝牙模块、9-智能机、10-电源模块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。

实施例1：如图1-6所示，一种基于rfid扫码的集装箱甲醛检测装置，包括rfid标签1、rfid扫描器2、甲醛检测仪3、a/d转换电路4、滤波电路5、信号放大电路6、单片机处理模块7、蓝牙模块8、智能机9、电源模块11；所述rfid扫描器2与rfid标签1连接，甲醛检测仪3与a/d转换电路4连接，a/d转换电路4与滤波电路5连接，滤波电路5与信号放大电路6连接，信号放大电路6与单片机处理模块7连接，蓝牙模块8分别与智能机9和单片机处理模块7连接，通过智能机9进行产品信息下载，电源模块10分别与蓝牙模块8、单片机处理模块7、rfid扫描器2连接；

所述rfid扫描器2包括超高频单片收发器芯片cc1020、单片射频的uhf收发器芯片cc1100.con1、超低功耗微控制器芯片msp430f2350、单电源电平转换芯片max232、10脚的插针con10、电阻r5、r6、r7、r8、r9、r10、r11、r12、r13、r14、电容c3、c4、c5、c6、c7、c8、c9、c10、c11、c12、c13、c14、c15、c16、c17、c18、c19、电感l1、l2、l3、晶体y1、y2、天线e1、开关k2；其中电容c3的一端接电源，另一端与电阻r5连接，电阻r5的另一端接cc1020芯片的out管脚，电阻r7和电容c8并联后一端接电阻r5，电容c8的另一端接地，电阻r7的另一端接cc1020芯片的vc管脚和电容c7的一端，电容c7的另一端接地，天线e1与二选一开关k2连接，二选一开关k2的两个接线口分别与电容c5和c6连接，电容c5的另一端与芯片cc1020的rf_out管脚连接，也与电感l1的一端连接，电阻r6和电容c4的一端都接电源，并联后另一端与电感l1串联，电感l2的一端接电源，另一端与电容c6连接，电阻r8一端接电源，另一端与cc1020芯片的blas管脚相连，电容c9、c10的一端接电源，并联后另一端分别与晶体y1连接，电容c9的另一端还与芯片cc1020的q2管脚连接，电容c10与q1管脚连接，芯片cc1020的dvdd、avdd、adref管脚接电源，agnd、dgnd管脚接地，电容c11一端接电源，另一端与电容c12串联接芯片msp430f2350的avcc管脚，电容c12与c11串联的一端接地，芯片msp430f2350的avss管脚接地，电容c13一端接地，另一端接晶体y2和芯片msp430f2350的xin管脚，电容c14一端接地，另一端与电容c13和晶体y2并联后接xout管脚，芯片msp430f235的dvcc管脚接电源，电容c18和c19并联后一端接地，另一端分别与芯片max232的v+和v-管脚连接，电容c16的两端分别接芯片max232的c1+和c1-管脚，电容c17的两端分别接芯片max232的c2+和c2-管脚，电容c15一端接地，另一端分别与电源和芯片max232的vcc管脚连接，电阻r12的一端与芯片max232的r1out管脚连接，另一端分别与电阻r13、r10以及10脚插针con10的tid管脚连接，电阻r11的一端与芯片max232的t1in管脚连接，另一端分别与电阻r14、r9以及10脚插针con10的rid芯片连接，电阻r13、r14并联后另一端与电源连接，电阻r10的另一端与芯片msp430f235的p3.4管脚连接，电阻r9的另一端与芯片msp430f235的p3.5管脚连接，芯片max232的t1out和r1in管脚分别与10脚插针con10的rs232out和rs232in管脚连接，电感l3的一端接地，另一端接芯片cc1100.con1的gnd管脚，芯片cc1100.con1的cc1100_s1、spiclk、cc1100_s0、cc1100_ake1、cc1100_sync1管脚分别与msp430f235芯片的p3.1、p3.3、p3.2、p2.5、p2.4管脚连接，芯片cc1100.con1的cc1100_cs1管脚分别与芯片cc1020的psel管脚和芯片msp430f235的p3.0管脚连接。

作为本发明的进一步方案，甲醛检测仪3可以采用如下设计：甲醛检测仪3内部包括甲醛传感器、电阻r1、r2、r3、r4、电容c1、c2、开关k1、运算放大器u1；其中电阻r1的一端接甲醛传感器的re端口，另一端与电阻r2和电容c1连接，电阻r2的另一端与电容c2的一端连接，也与运算放大器u1的反相输入端连接，电容c1、c2并联后的另一端都与甲醛传感器的ce端口连接，电阻r3的一端接地，另一端与运算放大器u1的正相输入端连接，运算放大器u1与电容c1、c2并联，输出端与甲醛传感器的ce端口连接，电阻r4的一端接+5v电源，另一端与开关k1连接，开关k1的一端接甲醛传感器的re端口，另一端接se端口。

作为本发明的进一步方案，滤波电路5可以采用如下设计：滤波电路5包括电容c20、c21、c22、c23、c24、c25、c26、c27、电阻r15、r16、r17、r18、r19、运算放大器u2、u3、u4、二极管d1、d2；其中电容c20一端接电压输入端，另一端与电阻r15串联，电阻r15的另一端分别与运算放大器u2的反相输入端以及电阻r16和电容c21并联后的一端连接，电阻r16和电容c21并联后的另一端接运算放大器u2的输出端，运算放大器u2的正相输入端接地，运算放大器u2的负电源极接电容c22，电容c22的另一端接地，电容c23的一端接运算放大器u2的输出端，另一端接电阻r17，电阻r17的另一端分别接电容c24、运算放大器u3的反相输入端以及电阻r18和电容c25并联后的一端，电阻r18和电容c25并联后的另一端接运算放大器u3的输出端，电容c24的另一端接地，运算放大器u3的正相输入端接地，运算放大器u3的负电源极接电容c26，电容c26的另一端接地，电阻r19的一端接运算放大器u3的输出端，另一端分别接电容c27以及二极管d1阳极和d2阴极，二极管d2的阳极接地，二极管d1的阴极接电源，电容c27的另一端接运算放大器u4的正相输入端，运算放大器u4的反相输入端接输出端。

作为本发明的进一步方案，蓝牙模块8可以采用如下设计：蓝牙模块8包括芯片at89c51、芯片bluenrg、电阻r20、电容c28、c29、c30、c31、c32、c33、c34、c35、c36、c37、c38、c39、c40、c41、c42、c43、c44、c45、c46、晶体y3、y4、电感l4、l5、l6、天线e2；其中电阻r20的一端与at89c51芯片连接，另一端分别接芯片bluenrg的test2、test3、test4管脚，芯片bluenrg的spi_mosi、spi_clk、spi_irq、spi_miso、spi_cs管脚都与芯片at89c51连接，bluenrg芯片的test1管脚接电源，电容c28的一端接电源，另一端分别与芯片bluenrg的vbat3管脚和电源连接，电容c29一端接电源，另一端分别与芯片bluenrg的smpsf1lt2、no_smps管脚连接，电容c30、c31并联后一端接电源，另一端分别与芯片bluenrg的test10、vdd1v2管脚连接，电容c32的两端都与电源连接，电容c33的两端都与电源连接，电容c34一端接电源，另一端分别与晶体y3的一端和芯片bluenrg的sxtal0管脚连接，电容c35一端接电源，另一端分别与晶体y3的另一端和芯片bluenrg的sxtal1管脚连接，天线e2与电容c40连接，电容c40的另一端分别接电容c39和电感l5，电容c39的另一端接电源，电感l5的另一端分别接电感l4和电容c38，电感l4的另一端分别接电容c36、c37以及芯片bluenrg的rf0管脚，电容c38的另一端分别接电感l6、电容c37以及芯片bluenrg的rf1管脚，电感l6的另一端接电容c44，电容c44的另一端接电源，电容c41的一端接电源，另一端接芯片bluenrg的vbat2管脚，电容c42的一端接电源，另一端分别接晶体y4和芯片bluenrg的fxtal0管脚，电容c43一端接电源，另一端分别接晶体y4的另一端和芯片bluenrg的fxtal1管脚，电容c45、c46并联后一端接电源，另一端分别接芯片bluenrg的vdd1v8管脚，芯片bluenrg的test5、test6、test7都接电源。

本发明的工作原理是：

出厂产品在装入集装箱前，首先在产品上都贴上rfid标签1或者直接将条形码喷在产品上，装入集装箱时用rfid扫描器2对产品上的rfid标签1进行扫码识别。开启rfid扫描器电源，在有效范围会充满磁场，当rfid标签进入磁场后，rfid扫描器电路中电阻r6与电容c4的一端均接电源，并联后的一端与电感l1串联，再与芯片cc1020的rf_out管脚并联后串联电容c5接通开关k2，天线e1发出射频信号，rfid标签凭借从感应电流获得的能量，发送出存储在芯片中的产品信息，天线e1收到来自标签的信号，开关k2接通串联这电容c6的这条线路，电容c6与电感l2并联后接入芯片cc1020的rf_in管脚，将信息读入rfid扫描器电路中，之后通过解码将信息送至单片机处理模块7保存。

甲醛检测仪3安装在集装箱体顶部的中间位置用于检测在封闭环境下一定时间内箱内同一批产品的甲醛含量。甲醛传感器是敏感元件，甲醛检测传感器电路中的电阻r4一端与电源连接，另一端与开关k1连接，起到限流保护电路的作用，打开开关k1后，甲醛传感器开始工作，感应甲醛气体，但测得的甲醛信号是模拟量，因此输出的甲醛信号要通过a/d转换电路把模拟量变为数字信号。检测到的信号中会含有其他干扰信号，因此，从a/d转换电路中输出的数字信号要经过滤波电路5的处理。输入滤波电路的信号通过电容c20和电阻r15进入运算放大器u2的反相输入端，此后再依次通过运算放大器u3和u4，最后输出的信号便是纯度比较高的甲醛检测信号，将该信号通过信号放大电路6后传输到单片机处理模块7，对应rfid扫描器传输到单片机的产品信息，将甲醛检测值保存在产品信息中。

运输完成打开集装箱后，可通过安装在集装箱体中间顶部的蓝牙模块，将智能机与单片机处理模块7连接，然后便能下载存储在单片机中的此次集装箱运送的产品信息以及该批产品的甲醛含量。用户在购买该批产品时，可直接扫描产品上的rfid标签或条形码，就能获得相对准确的、真实的甲醛含量值，判断甲醛含量是否超标，也就能放心购买安全的产品。

上面结合附图对本发明的具体实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。