一种rfid温湿度传感标签的制作方法
【专利摘要】一种RFID温湿度传感标签由钮扣电池、MCURF电路、温湿度传感器、电压监测、电磁启动电路、磁铁块、唤醒电路和天线组成。
【专利说明】一种RF ID温湿度传感标签
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种RFID温湿度传感标签。
【背景技术】
[0002]环境的数据作为全面感知的一大类有着重要的意义，通过环境传感终端的研发，可实时监控工作区域的温湿度的状态。并且可根据现场应用环境的不同而调节和设置标签采集温湿度的周期和频率，当被测量值超过上下限报警阈值时，可实现通过多种方式发送
报警信号。
【发明内容】
[0003]一种RFID温湿度传感标签由钮扣电池、MCU RF芯片、温湿度传感器、电压监测、电磁启动电路、磁铁块、唤醒电路和天线组成。钮扣电池通过电池焊脚连接到PCB电路板的正负极电路。MCU RF电路和传感器连接，所述的天线由2.G PCB天线组成。钮扣电池由CR2530钮扣电池组成，用于提供能量，其工作电压为1.4-3.3V。MCU RF电路由Si4010组成。传感器由环境温度高精度传感器SSH501组成，采用差分阶梯补偿特性温度方法，精度可达0.01度。电磁启动电路由常闭电磁开关组成，由其靠近的磁铁块将其断开电路，当标签离开磁铁块时，标签立即工作。电压监测，由电阻分压定期检测，当电压低于1.7伏特时变发出中断信息，该信息通过MCU发出，让系统提醒用户更换标签。唤醒电路根据实际应用环境调节设置标签采集温度和发射的周期和间隔。
[0004]温湿度监测采集数据流程，MCU RF电路先发送控制命令给温湿度传感器，然后等待接受数据，当接受到温湿度数据后，返回给温湿度传感器命令，然后关闭温湿度传感器。MCU RF电路对接收到的温湿度数据进行差分和非线性梯度补偿分析，使得精度可达0.0125度。
【专利附图】
【附图说明】
[0005]图1为本发明的传感标签结构图。
[0006]图2为本发明的传感器和MCU RF连接图。
[0007]图3为本发明的控制命令代码表。
[0008]图4为本发明的温度采集流程图。
【具体实施方式】
[0009]有源RFID工作于2.4G频段，标签工作的能量由钮扣电池提供，电池、MCU RF、电磁启动电路、电压监测、温湿度传感器与天线一起构成有源电子标签，不同于被动射频的激活方式，在电池更换前一直通过设定频段外发信息。MCU RF电路软件设计了基于可变动态时隙冲突算法，减少了数据碰撞、丢包问题，提高了信道利用率。标签硬件结构如图1所示。
[0010]传统的模拟式温湿度传感器在测量温湿度时需要进行复杂的校准和标定，而且需要设计复杂的信号调理电路和模数转换电路，不便于应用。SH Tll是瑞士 Sensirion公司生产的带有12 C总线的数字式温湿度传感器，具有免调试、免标定、测量分辨率可编程调节(8/ 12/ 14位数据)、CRC传输校验、超小封装尺寸等特点；同时集成了温湿度传感器，可以进行温度补偿的湿度测量，并提供高质量的露点计算功能，测量精度高，如图2为与MCU RC电路的连接图。
[0011]系统软件设计
SHTll的指令集如下图所示。在指令开始时，需发送一组启动命令表示数据传输的初始化，体现为当SCK时钟为高电平时，DATA由高电平翻转为低电平，紧接着SCK变为低电平，随后是在SCK时钟为高电平时，DATA翻转为高电平。启动命令发送完毕，发送控制命令，控制命令包含3个地址位和5个命令位，如图3所示。
[0012]测量过程
温湿度监测站采集数据流程如图4所示，发送完启动命令和控制命令后，MCU要等待测量结束，该过程大约需要11/ 55/ 210 ms，分别对应8/ 12/ 14 bit测量。SHTlI通过下拉DATA至低电平表示测量结束，MCU在触发SCK时钟前必须等待该“数据备妥信号”。SHTll接着传输2B的测量数据和I B的CRC奇偶校验码。MCU需要通过下拉DATA为低电平来确认每个字节。所有的数据从MSB(最高有效位)开始，右值有效(例如对于14 bit数据，从第三个SCK时钟起算作MSB ;而对于8 bit数据，首字节则无意义)。以CRC数据的确认位表明通信结束。如果不使用CRC-8校验，控制器可以在测量值LSB后，通过保持确认位ACK高电平来中止通信。在测量和通信结束后，SHTll自动转入休眠模式。为保证自身温升低于0.1 0C ,SHTll的激活时间不要超过15 %(例如对于12 bit精度测量，每秒最多进行3次测量)。
[0013]最后通过无线传输模块传输到接收端进行分析和处理。
【权利要求】
1.一种RFID温湿度传感标签由钮扣电池、MCU RF芯片、温湿度传感器、电压监测、电磁启动电路、磁铁块、唤醒电路和天线组成。
2.如权利要求1所述的钮扣电池通过电池焊脚连接到PCB电路板的正负极电路，所述的MCU RF电路和传感器连接，所述的天线由2.G PCB天线组成。
3.如权利要求1所述的钮扣电池由CR2530钮扣电池组成，用于提供能量，其工作电压为 1.4-3.3V。
4.如权利要求1所述的MCURF电路由Si4010组成。
5.如权利要求1所述的传感器由环境温度高精度传感器SSH501组成，采用差分阶梯补偿特性温度方法，精度可达0.01度。
6.如权利要求1所述的电磁启动电路由常闭电磁开关组成，由其靠近的磁铁块将其断开电路，当标签离开磁铁块时，标签立即工作。
7.如权利要求1所述的电压监测，由电阻分压定期检测，当电压低于1.7伏特时变发出中断信息，该信息通过MCU发出，让系统提醒用户更换标签。
8.如权利要求1所述的唤醒电路根据实际应用环境调节设置标签采集温度和发射的周期和间隔。
【文档编号】G01D21/02GK103606000SQ201310497405
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年10月21日 优先权日:2013年10月21日
【发明者】曹世华 申请人:苏州世纪泰鼎电子科技有限公司