专利名称：具有rfid功能可提供即时方向指向信息的智能传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种具有RFID功能可提供即时方向指向信息的智能传感器。
背景技术：
射频识别电子标签(RFID)和方向指向参数的测量是两个独立性很强的产品，电子标签可以实现身份的识别，方向指向传感器则可以实现方向指向参数的测量，方向指向参数包括垂直和水平方向两个参数。在某些领域，除了要求具有身份识别外，还要求对被测物体或人员的垂直和/或水平方向的指向进行监控，显然单独的电子标签和仅具有方向指向测量的产品无法满足这种综合要求。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种具有RFID功能可提供即时方向指向信息的智能传感器，不仅提供身份识别功能，还能对方向变化进行监测，并具有对方向参数进行读取、储存及向外部发送的功能，将身份信息与方向指向信息有效结合在一起。本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现:一种具有RFID功能可提供即时方向指向信息的智能传感器，包括中央处理器和电源，所述电源通过电源供电线路分别连接中央处理器、无源RFID电子标签、人机交互装置、方向传感器和实时时钟装置，中央处理器通过数据线或控制线分别与无源RFID电子标签、人机交互装置、方向传感器和实时时钟装置连接，该无源RFID电子标签与天线连接。所述方向传感器装置包括垂直方向传感器或水平方向传感器或两者结合。用于测量智能传感器的方向指向，包括垂直方向小于或等于180度角度或相对应的弧度范围、水平方向小于或等于360度角度或相对应的弧度范围以及垂直方向小于或等于180度角度或相对应的弧度范围和水平方向小于或等于360度角度或相对应的弧度范围，垂直方向传感器和水平方向传感器均由一个或多个电子陀螺仪或/和电子指南针组成。所述无源RFID电子标签包括相互连接的用于进行无线射频通讯的电子标签(RFID)和数据存储器。所述数据存储器用于存储方向指向参数和相应的采集该参数时的时间以及部分或全部按键的状态信息。所述无源RFID电子标签在接收到外部读卡器激励时或在主动状态由中央处理器控制下经所述天线将方向指向参数和采集该参数时的系统时间以及部分或全部按键的状态信息以射频方式发送给外部读卡器；同时无源RFID电子标签经所述天线从外部读卡器接收关键系统参数-数据采集的时间周期参数和当前的真实时间校对信息以及从外部反馈的指示灯的状态信息并存储到数据存储器的存储区域。所述中央处理器用于工作时控制各个装置工作，并且将所述的方向参数和采集该参数时的时间以及部分或全部按键的状态信息存储于所述无源RFID电子标签的存储器，非工作时处于休眠状态。所述中央处理器从无源RFID电子标签存储器的存储区域读取从外部读卡器接收到的数据采集的时间周期参数和当前真实时间校对信息，将该时间周期参数写入实时时钟>J-U ρ α装直。所述实时时钟装置用于产生和记录当前的系统时钟，并周期性地唤醒中央处理器以触发方向参数的读取、存储和发送。所述实时时钟装置可以集成于中央处理器上。所述人机交互装置用于采集用户输入和状态显示。所述电源用于对所述中央处理器、无源RFID电子标签、人机交互装置、方向指向传感器和实时时钟装置供电。所述电源采用重复充电的锂电池或镍氢电池。本实用新型的有益效果为:1、同时具有方向指向参数的测量、存储和电子标签的功能:方向传感器用来测量人员或物体的垂直方向或/和水平方向的方向参数，然后中央处理控制器模块以串行通信的方式，将方向参数和相对应的参数的采集时间存储到无源RFID电子标签的数据存储器，外部读卡器以无线的方式读取该区域的数据来获取传感器的方向和相对应的方向参数的采集时间数值。2、采用休眠模式降低功耗:在方向传感器采集方向参数和向无源RFID电子标签的数据存储器写入数据时，电池提供供电，但在方向数据采集并完成保存后，该部分将处于休眠状态，由此来降低功耗。而无源RFID电子标签在被读卡器激活后或在中央处理器管理下主动发送时，才发送数据，其他时候处于休眠状态，以降低功耗。3、按设定的时间周期采集方向指向参数:本实用新型采用周期性的方式采集方向参数，用户可以基于实时时钟装置，通过设定时间周期参数来实现方向参数的周期性采集。4、低功耗的工作模式:该智能传感器的方向采集和数据的存储是由电源提供能量，所以该传感器需要低功耗，本实用新型采用了如下的方式降低系统的功耗问题。在达到预定的周期性时间或外部触发状态下(如按键输入等)，中央处理器被激活而处于正常的工作模式下，此时电池消耗的能量比较大，当完成该预定的操作后，则切断方向传感器和无源RFID电子标签的供电，同时中央处理器本身则自动进入低功耗的休眠状态模式，而仅保留实时时钟装置的正常运行。5、双向RFID数据交换:外部读卡器通过无线射频的方式来读取存在无源RFID电子标签的数据存储器内的方向指向参数和相对应的时间信息以及部分或全部按键的状态信息，同时外部读卡器也通过无线射频的方式将关键参数写入到无源RFID电子标签的存储器区域内(包括数据采集的时间周期参数和当前的真实时间校对信息以及指示灯的状态信息)，而中央处理器则是通过读取该存储器区域来获得关键的系统参数，从而完成数据交换。
下面根据附图对本实用新型作进一步详细说明。图1是本实用新型实施例所述的具有RFID功能可提供即时方向指向信息的智能传感器的结构框图。 图中:[0024]1、中央处理器；2、无源RFID电子标签；3、人机交互装置；4、方向传感器；5、实时时钟装置；6、电源；7、天线；8、电子标签；9、数据存储器。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型实施例所述的一种具有RFID功能可提供即时方向指向信息的智能传感器，包括中央处理器I和电源6，所述电源6通过电源供电线路分别连接中央处理器1、无源RFID电子标签2、人机交互装置3、方向传感器4和实时时钟装置5。中央处理器I通过数据线或控制线分别与无源RFID电子标签2、人机交互装置3、方向传感器4和实时时钟装置5连接，无源RFID电子标签2与天线7连接。所述中央处理器I用于工作时控制各个装置工作，并且将所述的方向参数和采集该参数时的时间以及部分或全部按键的状态信息存储于所述无源RFID电子标签2的数据存储器9 ;同时所述中央处理器I也从无源RFID电子标签2的数据存储器9的存储区域读取从外部读卡器接收到的关键系统参数-数据采集的时间周期参数和当前的真实时间校对信息以及从外部反馈的指示灯的状态信息，并基于这些系统参数，控制相应的装置工作；非工作时处于休眠状态。所述方向传感器4包括垂直方向传感器或水平方向传感器或两者结合，其检测方向包括垂直方向小于或等于180度角度或相对应的弧度范围，或水平方向小于或等于360度角度或相对应的弧度范围，或既有垂直方向小于或等于180度角度或相对应的弧度范围又有水平方向小于或等于360度角度或相对应的弧度范围。所述方向传感器4用于测量待测物体或人员的方向指向参数，包括只有垂直方向指向参数，或只有水平方向指向参数，或既有垂直方向指向参数又有水平方向指向参数；垂直方向传感器和水平方向传感器均由一个或多个包括电子陀螺仪或/和电子指南针在内的任何可以提供方向指向的传感器组成。所述无源RFID电子标签2包括相互连接的用于进行无线射频通讯的电子标签(RFID) 8和数据存储器9。所述数据存储器9用于存储方向指向参数和相应的采集该参数时的时间以及部分或全部按键的状态信息。所述无源RFID电子标签2在接收到外部读卡器激励时或在主动状态由中央处理器I控制下经所述天线7将方向指向参数和采集该参数时的系统时间以及部分或全部按键的状态信息以射频方式发送给外部读卡器；同时无源RFID电子标签2经所述天线7从外部读卡器接收关键系统参数-数据采集的时间周期参数和当前的真实时间校对信息以及从外部反馈的指示灯的状态信息并存储到数据存储器9的存储区域。即数据存储器9用于存储以下一项或多项信息:a、方向指向参数值；b、采集该方向指向参数时的系统时间；c、从外部读卡器接收到的数据采集的时间周期参数；d、当前的真实时间校对信息；e、RFID电子标签信息；f、部分或全部按键的状态信息；g、从外部反馈的指示灯的状态信息。数据存储器9按时间顺序从存储器的起始部分存储以上所述各种信息，在用尽最大存储器容量后，将从存储器的起始部分开始删除原始信息，然后存入新的信息，以循环使用数据存储器9。所述实时时钟装置5用于产生和记录当前的系统时钟，并周期性地唤醒中央处理器I以触发方向参数的读取、存储和发送，为了能有效地降低功耗，智能传感器在多数的情况下处于休眠状态，在时钟达到指定的时间后，则实时时钟装置5会将中央处理器I装置唤醒，以运行预先设定的任务。实时时钟装置5还可以在中央处理器I的控制下，修改采集数据的时间周期参数和校对真实时间的操作。中央处理器I从无源RFID电子标签2的数据存储器9的存储区域读取从外部读卡器接收到的数据采集的时间周期参数和当前真实时间校对信息。中央处理器I将这个时间周期参数写入实时时钟装置5，实时时钟装置5将可以随后按照新的时间周期，唤醒中央处理器I和其他装置工作。中央处理器I也将这个当前真实时间写入实时时钟装置5，实时时钟装置5将可以随后产生与真实时间同步的时间信息；或者中央处理器I在接受到这个真实时间信息时，清零实时时间装置5，随后中央处理器I将以此时间为基准再加上实时时钟装置5的读数而计算出真实时间，供系统应用。实时时钟装置5可以由单独的芯片完成也可以集成于中央处理器I。这两种装置可以采用许多通用中央处理器生产厂商提供的成品集成芯片，如8051中央处理器芯片或其它8位或16位中央处理器芯片。所述人机交互装置3用于采集按键输入和控制状态指示灯输出。本实用新型本身有按键，用于自主触发或应答一些预定的系统操作；本实用新型有状态指示灯，用于显示本实用新型本身的状态和从外部控制中心接受到的反馈状态指示，通过发光二极管(LED)等显示装置呈现给用户本实用新型的当前状态指示，如显示绿色表示正常工作，显示红色表示工作异常等。部分或全部按键状态可以经中央处理器I存储到无源RFID电子标签2的数据存储器9的存储区域内，然后被外部读卡器读取；同时外部读卡器可以将外部系统的反馈应答信息写入无源RFID电子标签2的数据存储器9的存储区域，然后被中央处理器I读取后，驱动状态指示灯的状态。部分或全部按键和状态指示灯也可以在中央处理器I本地处理，而不发送到外部读卡器。所述电源6用于对所述中央处理器1、无源RFID电子标签2、人机交互装置3、方向传感器4和实时时钟装置5供电。采用可以重复充电的锂电池或镍氢电池供电，这样能满足系统芯片的工作电压，又可以尽可能降低系统的整体功耗。本实用新型可以单独封装在一个绝缘外壳内并有一个或多个输入按键和一个或多个LED状态指示灯，也可以以模块的形式分散集成到其他的装置内。本实用新型有两种模式向外部发送信息，一种基于实时时钟装置5的周期性唤醒中央处理器I或者部分按键触发下唤醒中央处理器1，然后在中央处理器I控制下，经无源RFID电子标签2向外部读卡器发送信息；另外一个模式是在外部读卡器激励下，经无源RFID电子标签2向外部读卡器发送信息。本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种具有RFID功能可提供即时方向指向信息的智能传感器，包括中央处理器(I)和电源(6)，其特征在于:所述电源(6)通过电源供电线路分别连接中央处理器(I)、无源RFID电子标签(2)、人机交互装置(3)、方向传感器(4)和实时时钟装置(5)，中央处理器(I)通过数据线或控制线分别与无源RFID电子标签(2)、人机交互装置(3)、方向传感器(4)和实时时钟装置(5 )连接，无源RFID电子标签(2 )与天线(7 )连接。
2.根据权利要求1所述的具有RFID功能可提供即时方向指向信息的智能传感器，其特征在于:所述方向传感器(4)包括垂直方向传感器或/和水平方向传感器。
3.根据权利要求2所述的具有RFID功能可提供即时方向指向信息的智能传感器，其特征在于:垂直方向传感器和水平方向传感器分别由一个或多个电子陀螺仪或/和电子指南针组成。
4.根据权利要求1所述的具有RFID功能可提供即时方向指向信息的智能传感器，其特征在于:所述无源RFID电子标签(2)包括数据存储器(9)及用于进行无线射频通讯的电子标签(8)，所述数据存储器(9)用于存储方向指向参数值或者存储方向指向参数值和存储采集该参数时的系统时间，以及部分或全部按键的状态信息；数据存储器(9)接收和储存从外部读卡器发送的系统参数-数据采集的时间周期参数和当前的真实时间校对信息以及从外部反馈的指示灯的状态信息。
5.根据权利要求1所述的具有RFID功能可提供即时方向指向信息的智能传感器，其特征在于:所述电源(6 )采用重复充电的锂电池或镍氢电池。
专利摘要本实用新型涉及一种具有RFID功能可提供即时方向指向信息的智能传感器，包括中央处理器和电源，所述电源通过电源供电线路分别与中央处理器、无源RFID电子标签、人机交互装置、方向传感器和实时时钟装置连接，中央处理器通过数据线或控制线分别与无源RFID电子标签、人机交互装置、方向传感器和实时时钟装置连接，无源RFID电子标签与天线连接。所述无源RFID电子标签包括相互连接的电子标签和数据存储器。本实用新型的有益效果为具有方向指向参数的测量、存储和电子标签的功能；不仅提供身份识别功能，还能对方向变化进行监测，并具有对方向参数进行读取、储存及向外部发送的功能，将身份信息与方向指向信息有效结合在一起。
文档编号G01C1/00GK203163717SQ20122068960
公开日2013年8月28日 申请日期2012年12月13日 优先权日2012年12月13日
发明者王智勇, 阮永刚 申请人:王智勇, 阮永刚