专利名称：一种能够反馈货物位移信息的射频标签的制作方法
技术领域：
本发明涉及有源射频标签，具体地说是能够及时反馈物品位移信息的射频标签。
背景技术：
随着专用集成芯片和射频通讯技术的发展，射频识别(RFID)技术得到了广泛的应用。现有的RFID通常是由天线、阅读器(或询问器)、标签(或应答器)组成，其中的标签由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象。由于RFID 具有非接触自动识别功能，其识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境，且操作快捷方便，因此射频标签已被越来越多地应用到货物的包装、运输管理系统中。然而货物在仓储或运输过程中常常会出现倒垛、跌落、被盗等现象，而现有的射频标签又仅具有单一识别货物ID号的功能，所以人们无法通过射频标签对可能出现的倒垛、跌落、被盗等位移信息进行监控。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种能够及时反馈货物位移信息的射频标签，以期为人们在货物仓储、运输管理中提供更多的方便。本发明的目的是这样实现的
本发明所提供的能够反馈物品位移信息的射频标签，包括有标签本体，其设计要点是标签本体内设有供电单元、控制器单元、射频通讯单元；其中控制器单元包括微处理器、 EEPROM存储器和霍尔传感器；射频通讯单元包括RFID芯片、调制电路、解调电路、放大电路和天线；供电单元分别于所述控制器单元和所述射频通讯单元相连；在与标签本体中霍尔传感器的对应处配置有磁性底板。如此设计的射频标签不仅可以向控制器返回标签的ID信息，同时还可以检测货物的位移信息。当货物位移超过规定范围时，可以向控制器发送报警信息。因此本发明智能化程度更高，它为人们管理重要或具有危险性的货物提供了更多的方便，也为射频标签未来的发展提供了新的思路。
图1是本发明的外观结构示意图。图2是本发明的功能框图。图3是本发明中霍尔传感器的接口电路原理图。图4是本发明中射频通讯单元的接口电路原理图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加突出，下面将结合附图对本发明的实施方案做进一步的详细描述。
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本发明所提供的射频标签如图1、图2所示，它包括有标签本体1，标签本体1的壳体上设有工作指示灯7及充电指示灯9、充电和数据线接口 6，同时开有安装孔2，开关插孔3 ；标签本体1内设有供电单元、控制器单元、射频通讯单元；其中控制器单元包括微处理器、EEPROM存储器和霍尔传感器；射频通讯单元包括RFID芯片、调制电路、解调电路、放大电路和天线；供电单元分别于所述控制器单元和所述射频通讯单元相连；在与标签本体中霍尔传感器的对应处10配置有磁性底板5 ；
为便于电源控制，每个标签本体上配置一个开关插头4，使用时将开关插头4插入开关插孔3中，以接通标签的电源。为了避免开关插头4丢失，不使用时可以将插头插入标签本体的闲置插孔8中。充电指示灯9用于充电状态的指示，工作指示灯7用于指示标签的正常状态和报警状态。充电和数据线接口 6用于对射频标签进行充电或链接数据线并进行标签的升级。更具体地说标签本体1的内部构成如图2所示，控制器单元可选择MCU处理器、 EEPROM存储器、LED指示器和霍尔传感器(如AH3661)构成。射频通讯单元可选择RFID芯片、 调制电路、解调电路、放大电路和PCB天线构成(为提高效率，射频通讯单元可采用由RFID 芯片、调制电路、解调电路、放大电路构成的集成电路芯片)；射频通讯单元与控制器单元相连，主要实现射频信号的发送、接收、调制、解调和放大等处理。其中控制器单元可以对霍尔传感器的数据进行采集，霍尔传感器的数据正常时，工作指示灯显示为绿色；霍尔传感器的数据异常时，工作指示灯显示为红色，并可通过无线射频方式发送报警信息。供电单元可选择充电电池、开关电路和充电电路构成，供电单元分别于控制器单元和射频通讯单元相连， 为两个单元提供所需电源。本发明在此提供一种简捷的霍尔传感器接口电路(其如图3所示)，霍尔传感器的 vdd引脚接电源正极，gnd引脚接电源地，out引脚接到微处理器并通过上拉电阻Rl接到电源正极。为了滤除电源的杂波，在电源正极和地之间接一个电容CO。当传感器周围磁场大于传感器的检测阈值时，out引脚为低电平信号；反之，当传感器周围磁场小于传感器的检测阈值时，out引脚为高电平信号。通过对高低电平信号的检测，即可知道传感器工作是否正常。本发明中的射频通讯单元的接口电路原理如图4所示，通过电阻RlO和三极管Q4 可以控制射频部分Ml的供电电源RFVDD。当控制信号PWR_EN为低电平时，三极管Q4导通， 电源VDD通过Q4提供给射频电路Ml ；当控制信号PWR_EN为高电平时，三极管Q4截止，电源VDD断开。C7、Ll和C8组成滤波电路，保证电源RFVDD的稳定。CSN信号用于RFID芯片工作控制，TRX_EN信号控制RFID芯片的收发模式，IRQAM信号用于数据接收指示，MOSI, MISO、SCK为数据和时钟线，共同完成数据的传输。本发明所提供的射频标签在安装时，标签本体1应固定在货物的下方，同时在标签本体1下方放置一个磁性底板5。货物堆垛时，若货物位于上层，则可将标签本体1固定在货物的底面上，将磁性底板5固定在下层货物的顶面上；若该货物位于最底层时，则可标签本体1固定在货物的底面上，将磁性底板5固定在货物下的托盘上。安装时，应保证标签本体1中的霍尔传感器置于磁性底板5的磁场当中，且只移动标签本体1时，磁性底板5不能随着移动。正常安装完成后，应保证霍尔传感器周围的磁场强度不小于本标签的报警阈值，即标签本体1不应产生报警信息。
本发明中的磁性底板5，可以根据需要来设计灵敏度的大小、底板面积的大小以及底板磁性的强度，也可通过调控磁性底板5与标签本体1的间距离来保证其正常工作。磁性底板5的形状和样式不需进行特别限定。本发明所提供的射频标签，霍尔传感器周围的磁场强度要大于霍尔传感器的检测阈值。其在正常工作时，霍尔传感器向微处理器发送低电平信号，微处理器检测到低电平信号后，MCU处理器不会发送报警信息。当携带标签本体1的货物发生较大位移时，标签本体 1与磁性底板5之间也产生相同的位移，当位移足够大时，霍尔传感器周围的磁场强度小于霍尔传感器的检测阈值，霍尔传感器即向微处理器发送高电平信号。微处理器检测到高电平信号时，即会发送报警信息。为了方便本发明所述射频标签的电源控制，在标签本体1上可配置有开关插头。为了提高系统的运行时间，本发明拟采用大容量可充电锂电池，并设计充电电路， 可用外部电源对标签本体1进行充电。具体实现时，本发明对电池的型号、容量，以及外部充电器的型号不做限制。具体实现时，本发明中的射频通讯单元，其RFID芯片的通讯协议可采用现有的常规技术，在此对其不做限制。综上所述，本发明提供了一种射频标签，其内部带有霍尔传感器，可以对被标注的货物位移进行检测，当货物产生位移超过设置的阈值时，可通过射频方式发送报警信息。以上所述仅为了更好地说明和实施本发明，并不用以限制本发明，在本发明的精神和权利要求范围内，对本发明所做的任何修改或改变，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种能够反馈物品位移信息的射频标签，包括有标签本体(1)，其特征在于标签本体(1)内设有供电单元、控制器单元、射频通讯单元，其中控制器单元包括微处理器、EEPROM 存储器和霍尔传感器，射频通讯单元包括RFID芯片、调制电路、解调电路、放大电路和天线，供电单元分别于所述控制器单元和所述射频通讯单元相连；在与标签本体(1)中霍尔传感器的对应处配制有磁性底板(5 )。
2.根据权利要求1所述的能够反馈物品位移信息的射频标签，其特征在于所述的射频通讯单元是由RFID芯片、调制电路、解调电路、放大电路构成的集成电路芯片。
3.根据权利要求1或2所述的能够反馈物品位移信息的射频标签，其特征在于所述的霍尔传感器其vdd引脚接供电单元中的电源正极，gnd引脚接供电单元中的电源地，out 引脚接到微处理器并通过上拉电阻Rl接到电源正极。
4.根据权利要求1或2所述的能够反馈物品位移信息的射频标签，其特征在于所述的标签本体(1)配置有开关插头(4 )。
全文摘要
本发明公开了一种能够反馈物品位移信息的射频标签，它包括有标签本体，其设计要点是标签本体内设有供电单元、控制器单元、射频通讯单元；其中控制器单元包括微处理器、EEPROM存储器和霍尔传感器；射频通讯单元包括RFID芯片、调制电路、解调电路、放大电路和天线；供电单元分别于所述控制器单元和所述射频通讯单元相连；在与标签本体中霍尔传感器的对应处配置有磁性底板。本发明所述射频标签不仅可以向控制器返回标签的ID信息，同时还可以检测物品的位移信息，当物品位移超过规定范围时，可以向控制器发送报警信息。
文档编号G06K19/077GK102222259SQ20111016625
公开日2011年10月19日 申请日期2011年6月21日 优先权日2011年6月21日
发明者张文亮, 李良春, 罗磊, 葛强, 高飞, 黄考利 申请人:中国人民解放军总装备部军械技术研究所