专利名称：结合2.4GHz无线模块的半无源射频识别测温标签的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种兼有温度采集、处理和记录功能的标签，特别是，该标签包含两种无线通信接口 无源超高频射频识别和有源2. 4GHz无线接口。
背景技术：
冷链物流泛指冷藏冷冻类食品在生产、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，以保证食品质量，减少食品损耗的一项系统工程。它是随着科学技术的进步、制冷技术的发展而建立起来的，是以冷冻工艺学为基础、以制冷技术为手段的低温物流过程。在冷链物流过程中需要利用温度实时监控和预警机制来减少产品变质损耗，以降低估计和推测造成的不必要的损失。现有技术中，采用温度记录仪记录冷链物流过程中的温度，当要获取温度数据时，通过USB接口将温度记录仪与计算机连接，利用计算机从温度记录仪内读取有用数据。现有技术的缺点在于第一，温度记录仪的体积较大，使用不方便； 第二，实时性差，不能实时传送温度数据；第三，数据传输方式单一。射频识别(RFID)技术是一种非接触式的自动识别技术，通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。当带有电子标签的物品经过特定的数据读写器时，标签被读写器激活并通过无线电波将标签中携带的数据传送到读写器以及数据处理系统，完成数据的自动采集工作。随着射频识别技术的快速发展，射频识别技术已广泛应用于物流领域，在冷链物流行业内，已采用射频识别技术对温度进行无线跟踪。用于冷链物流中的电子标签集成了温度传感器，通过温度传感器实时获取温度数据，并将温度数据存入电子标签的存储器中。用户可以用阅读器读取电子标签中的温度、时间等有用数据，从而可以监控产品运输、配送等过程中的温度变化，有助于质量事故的责任认定。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种结合2. 4GHz无线模块的半无源射频识别测温标签，可用多种数据传输方式实时传输数据，且使用方便。为了达到上述的目的，本实用新型提供一种结合2. 4GHz无线模块的半无源射频识别测温标签，其特征在于，包括微控制器、温度传感器、实时时钟单元、射频识别双界面芯片、天线、2. 4GHz无线模块、电源模块、按键和指示灯；所述温度传感器、实时时钟单元、射频识别双界面芯片、2. 4GHz无线模块、电源模块、按键和指示灯分别与所述微控制器连接； 所述天线与所述射频识别双界面芯片连接；本实用新型的结合2. 4GHz无线模块的半无源射频识别测温标签可采用按键和指示灯、射频识别双界面芯片、以及2. 4GHz无线模块三种方式获得环境温度情况，射频识别双界面芯片和2. 4GHz无线模块可实时获取温度数据，使用时，将该结合2. 4GHz无线模块的半无源射频识别测温标签附着于被检测产品上即可，使用起来非常方便；本实用新型的结合2. 4GHz无线模块的半无源射频识别测温标签中2. 4GHz无线模块使用透明通道，用户可以自定义协议，使得射频识别测温标签的应用更加灵活，程序兼容性也更好；本实用新型的结合2. 4GHz无线模块的半无源射频识别测温标签中2. 4GHz无线模块的传输方式包含模拟传输方式和数字传输方式，数字传输方式数据传输速率高、抗干扰性强；本实用新型的结合2. 4GHz无线模块的半无源射频识别测温标签可通过按键与指示灯来粗略获得温度情况，使得射频识别测温标签操作更便捷、可视性更强。上述结合2. 4GHz无线模块的半无源射频识别测温标签，其中，所述按键包括启动 /停止按键和状态按键，所述指示灯包括状态指示灯和超温报警指示灯。上述结合2. 4GHz无线模块的半无源射频识别测温标签，其中，所述射频识别双界面芯片为超高频射频识别双界面芯片，其工作频率范围为860MHz 960MHz，所述射频识别双界面芯片的无线空中端口采用ISO 18000-6C协议。本实用新型的结合2. 4GHz无线模块的半无源射频识别测温标签中所述射频识别双界面芯片采用无源射频识别被动读取模式与射频识别读写装置进行数据通信，所述 2. 4GHz无线模块在所述电源模块供电的情况下以主动方式与读写装置进行数据通信；所述射频识别双界面芯片采用超高频射频识别双界面芯片，工作频率为860MHz 960MHz， 2. 4GHz无线模块的工作频率为MOOMHz 2483. 5MHz，两种通讯方式都能有效地增加读写距离，使射频识别测温标签的使用范围更广泛；本实用新型的结合2. 4GHz无线模块的半无源射频识别测温标签中所述微控制器、温度传感器、实时时钟单元、2. 4GHz无线模块、按键和指示灯由所述电源模块供电。
本实用新型的结合2. 4GHz无线模块的半无源射频识别测温标签由以下的实施例及附图给出。图1是本实用新型结合2. 4GHz无线模块的半无源射频识别测温标签的结构示意图。图2是本实用新型结合2. 4GHz无线模块的半无源射频识别测温标签的电路示意图。
具体实施方式
以下将结合图1 图2对本实用新型的结合2. 4GHz无线模块的半无源射频识别测温标签作进一步的详细描述。参见图1和图2，本实用新型实施例的结合2. 4GHz无线模块的半无源射频识别测温标签包括微控制器101、温度传感器102、实时时钟单元103、射频识别双界面芯片104、天线105、2. 4GHz无线模块106、电源模块107、按键108和指示灯109 ；所述温度传感器102、实时时钟单元103、射频识别双界面芯片104、2. 4GHz无线模块106、电源模块107、按键108和指示灯109分别与所述微控制器101连接；所述天线105与所述射频识别双界面芯片104连接。所述微控制器101采用16位超低功耗的混合信号处理器，所述微控制器101是所述结合2. 4GHz无线模块的半无源射频识别测温标签的控制枢纽，控制所述温度传感器 102、实时时钟单元103、射频识别双界面芯片104、2. 4GHz无线模块106、电源模块107、按键 108和指示灯109的运行。所述温度传感器102用于采集环境温度数据，本实施例中，所述温度传感器102采用低功耗线性有源热敏电阻集成电路，即模拟温度传感器，将温度转换为模拟电压，所述温度传感器102的温度测量范围为-40 +125°C。所述实时时钟单元103用于确定时间，为测温采样点提供正确的时间节点，所述实时时钟单元103可采用微控制器内部集成的实时时钟。所述射频识别双界面芯片104通过无线空中端口与外部射频识别读写装置进行数据通信，通过串行接口与所述微控制器101连接，本实施例中，所述射频识别双界面芯片 104的无线空中端口采用ISO 18000-6C协议；所述射频识别双界面芯片104采用超高频射频识别双界面芯片，其工作频率范围为860MHz 960MHz，超高频射频识别双界面芯片可位于射频识别读写装置的天线辐射场的远场区内，进行远距离读写；所述射频识别双界面芯片104采用无源射频识别被动读取模式与外部射频识别读写装置进行数据通信，其与外部射频识别读写装置进行数据通信时无需电池供电；图2中，所述射频识别双界面芯片104的第一管脚1041和第二管脚1042用于连接所述天线105。所述2. 4GHz无线模块106通过无线空中端口与外部读写装置进行数据通信，通过串行接口与所述微控制器101连接，所述2. 4GHz无线模块106的无线空中端口可自定义协议；所述2. 4GHz无线模块106在所述电源模块供电的情况下以主动方式与读写装置进行数据通信；2. 4GHz无线技术具有传输速率高、协议定义灵活、体积小等特点，所谓2. 4GHz指的是一个工作频段，2. 4GHz ISMdndustry Science Medicine)是全世界公开通用使用的无线频段，在2. 4GHz频段下工作可以获得更大的使用范围和更强的抗干扰能力，传输距离可以达到100米。所述微控制器101、温度传感器102、实时时钟单元103、2. 4GHz无线模块106、按键 108和指示灯109的运行依靠所述电源模块107提供能量；当所述电源模块107有电时，所述射频识别双界面芯片104作为有源电子标签使用，依靠所述电源模块107供电运行，当所述电源模块107的电能耗尽了时，所述射频识别双界面芯片104作为无源电子标签使用。所述按键108包括启动/停止按键1081和状态按键1082(即两个机械按键)，所述启动/停止按键1081用于启动所述结合2. 4GHz无线模块的半无源射频识别测温标签运行或者使运行中的所述结合2. 4GHz无线模块的半无源射频识别测温标签停止运行，所述状态按键1082用于查询测温标签的工作状态以及环境温度是否超出允许范围；所述指示灯109包括状态指示灯1091和超温报警指示灯1092，所述状态指示灯1091用于显示测温标签的工作状态，所述超温报警指示灯1092用于显示环境温度是否超出允许范围；按下所述状态按键1082，若此时测温标签处于运行状态，所述状态指示灯1091以闪烁方式发光， 若此时测温标签处于待机状态，所述状态指示灯1091则以常亮的方式发光，若按键之前环境温度曾超出过允许范围，所述超温报警指示灯1092会发光，若按键之前环境温度未曾超出允许范围，所述超温报警指示灯1092不会发光；本实施例中，所述指示灯109采用发光二极管。本实施例的结合2. 4GHz无线模块的半无源射频识别测温标签的工作原理是将所述结合2. 4GHz无线模块的半无源射频识别测温标签附着在被检测产品上，设置被检测产品允许的温度范围、测温时间间隔等参数，按下所述按键108启动测温标签运行，所述微控制器101先读取所述实时时钟单元103中的时间数据，然后按照设置的时间间隔唤醒所述温度传感器102，并控制所述温度传感器102采集温度数据，最后将温度数据存储于所述射频识别双界面芯片104中，以供监控人员在日后的工作中进行数据分析与检测，监控过程结束后，监控人员可以通过三种方式获得温度和时间等数据一是，通过按下所述状态按键1082并观察所述超温报警指示灯1092来获得是否超温的情况，这种方式不能获得详细的温度和时间数据，只能知道该被检测产品在运输过程中温度是否超出允许范围；二是，使用射频识别读写装置读取数据，这种方式可以获得详细的数据；三是，所述2. 4GHz无线模块106主动将数据发送到接收终端，或者使用2. 4GHz读写器读取数据，这两种方式都能获得详细的数据，使后续的数据分析工作可以顺利地展开。本实施例的结合2. 4GHz无线模块的半无源射频识别测温标签可采用按键和指示灯、射频识别双界面芯片、以及2. 4GHz无线模块三种方式获得环境温度情况，射频识别双界面芯片和2. 4GHz无线模块可实时获取温度数据，使用时，将该结合2. 4GHz无线模块的半无源射频识别测温标签附着于被检测产品上即可，使用起来非常方便；本实施例的结合2. 4GHz无线模块的半无源射频识别测温标签采用超高频射频识别双界面芯片，工作频率为860MHz 960MHz，2. 4GHz无线模块的工作频率为MOOMHz 2483. 5MHz，两种通讯方式都能有效地增加读写距离，使射频识别测温标签的使用范围更广泛；本实施例的结合2. 4GHz无线模块的半无源射频识别测温标签中2. 4GHz无线模块使用透明通道，用户可以自定义协议，使得射频识别测温标签的应用更加灵活，程序兼容性也更好；本实施例的结合2. 4GHz无线模块的半无源射频识别测温标签中2. 4GHz无线模块的传输方式包含模拟传输方式和数字传输方式，数字传输方式数据传输速率高、抗干扰性强。本实施例的结合2. 4GHz无线模块的半无源射频识别测温标签可以在没有任何阅读器的情况下，通过按键与指示灯来粗略获得温度情况。当用户只需了解被检测产品在运输、储藏过程中其温度是否超过允许范围，而无需了解详细温度数据时，通过按键和指示灯就可获得想要的信息，只有在用户需要详细的温度数据时，才需要使用阅读器来读取数据， 这样使得射频识别测温标签操作更便捷、可视性更强。
权利要求1.一种结合2. 4GHz无线模块的半无源射频识别测温标签，其特征在于，包括微控制器、温度传感器、实时时钟单元、射频识别双界面芯片、天线、2. 4GHz无线模块、电源模块、按键和指示灯；所述温度传感器、实时时钟单元、射频识别双界面芯片、2. 4GHz无线模块、电源模块、按键和指示灯分别与所述微控制器连接；所述天线与所述射频识别双界面芯片连接。
2.如权利要求1所述的结合2.4GHz无线模块的半无源射频识别测温标签，其特征在于，所述按键包括启动/停止按键和状态按键，所述指示灯包括状态指示灯和超温报警指示灯。
3.如权利要求1所述的结合2.4GHz无线模块的半无源射频识别测温标签，其特征在于，所述射频识别双界面芯片为超高频射频识别双界面芯片，其工作频率范围为860MHz 960MHz，所述射频识别双界面芯片的无线空中端口采用IS018000-6C协议。
专利摘要本实用新型的结合2.4GHz无线模块的半无源射频识别测温标签包括微控制器、温度传感器、实时时钟单元、射频识别双界面芯片、天线、2.4GHz无线模块、电源模块、按键和指示灯；所述温度传感器、实时时钟单元、射频识别双界面芯片、2.4GHz无线模块、电源模块按键和指示灯分别与所述微控制器连接；所述天线与所述射频识别双界面芯片连接。本实用新型的结合2.4GHz无线模块的半无源射频识别测温标签可用多种数据传输方式实时传输数据，且使用方便。
文档编号G01K7/22GK202093546SQ20112021404
公开日2011年12月28日 申请日期2011年6月21日 优先权日2011年6月21日
发明者严祺圣, 徐玉婷, 杨鸿 , 薛海银, 郭海岛 申请人:上海华申智能卡应用系统有限公司