专利名称：一种带环境参数检测功能的rfid节点标签及基于该节点标签的传感器网络的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种RFID节点标签，具体涉及一种带环境参数检测功能的RFID 节点标签及基于该节点标签的传感器网络。
背景技术：
射频识别技术(RadioFrequency Identification，缩写 RFID)是 20 世纪 90 年代 开始兴起的一种自动识别技术，射频识别技术利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电 磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别的目的。电子标签是一种非接触式的自动识别技术，它通过为被识别的物体确定一个电子 编码，将这个电子编码写入电子标签的存储器中，并将这个电子标签固定在将被识别的物 体上。当要对这个物体进行识别时，用与系统连接的读写器发出的射频信号，启动电子标签 芯片中的发射装置，将电子标签写入的电子编码和标识信息发射给读写器，读写器就可读 出标识这个物体的电子编码。读写器同时将这个电子编码传输到系统中，根据系统设定的 控制程序，对目标实施监管和控制。当前在冷链、医疗、仓库管理、电力故障检测等地方都需要对环境参数进行准确的 监测，虽然电子标签技术已运用于这些场所，但是现在的检测产品主要集中在中低档的范 围内，远不能适应现代环境监测工作的发展需求。主要表现为(1)有效识别范围比较小，且不能够根据应用场合进行有效的调节；(2)防冲突性能低，安全性、可靠性、抗干扰性不高；(3)成本和功耗比较高，使用寿命低，安装不方便。这些不良因素在某些场合下会产生严重的影响，诸如一些食品、药品，尤其是疫 苗、生物制品对温度非常地敏感，一旦温湿度监测不准确，就会变质，如果没有人发现，将会 带来严重的后果。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种性能良好、生产成本低、精确度高、超低功耗、安 装和使用方便的带环境参数检测功能的RFID节点标签，该RFID节点标签能够在离开监管 视线的情况下，对环境参数进行准确的记录。本实用新型的另一目的在于提供一种基于带环境参数检测功能的RFID节点标签 的传感器网络，该传感器网络能在线实时监控周围环境参数，从而完成监控区域环境数据 采集。本实用新型的目的可通过以下的技术措施来实现一种带环境参数检测功能的RFID节点标签，包括传感器、微控制器、无线射频模 块和天线，所述微控制器通过通信接口分别与所述无线射频模块以及传感器相连接，并将 所述传感器采集到的数据发送给所述无线射频模块；所述无线射频模块与所述天线连接并向外发送无线射频信号。所述RFID节点标签还包括有为所述传感器、微控制器和无线射频模块提供电源 的电源模块。所述电源模块为高性能电池单元。所述RFID节点标签还包括有用于存储初始化数据以及实时监测数据的存储器。所述存储器采用循环存储模式。所述传感器为定时采集环境参数和定时发送数据的温湿度传感器。本实用新型的另一目的可通过以下的技术措施来实现一种基于带环境参数检测功能的RFID节点标签的传感器网络，包括RFID节点标 签、读写器、PC终端、集线器、交换机/路由和因特网，RFID节点标签作为有源标签负责采 集温度数据及转发其子节点的数据，读写器收集RFID节点标签数据并分别与PC终端、集线 器、交换机/路由连接实现与管理中心的通信。所述读写器通过RS232与PC终端连接，所述读写器通过RS485与集线器连接，所 述读写器通过以太网与交换机/路由连接。所述读写器为固定式读写器或者手持式读写器。所述RFID节点标签的外壳设有用于探测环境温度的透孔。本实用新型具有以下有益效果1、本实用新型可对被控物体的温湿度进行高精确度的测量，有效的杜绝了因温度 超标而给物品的存储和运输带来的严重影响；2、本实用新型对于环境的适应性强，能够在-40°C _+80°C温度范围内和范围内正 常工作，同时具有先进的防碰撞技术，可同时识别200个/秒以上标识，有效识别距离达到 20-80m，可以保存16000笔记录；3、本实用新型的电源可以采用内置长寿命高能电池，能达到3年以上稳定工作的 时间。4、本实用新型结构简单，成本低，外形小巧，便于安装，可以广泛的应用于物流领 域中。
图1是本实用新型RFID节点标签的内部结构原理图；图2是图1所示的RFID节点标签的工作原理图；图3是基于图1所示RFID节点标签的传感器网络的组成结构图。
具体实施方式
本实用新型基于RFID节点标签的传感器网络可用于禽舍管理中的环境参数的采 集。如图3所示，该传感器网络基于环型拓扑、分布式拓扑的组合方式，由RFID节点标签、 固定式的读写器、PC终端、集线器、交换机/路由及因特网组成。其中RFID节点标签作为 有源标签负责采集温度数据及转发其子节点的数据；读写器作为汇集节点负责发出各种命 令，收集RFID节点标签并通过RS232、RS485、以太网分别与PC终端、集线器、交换机/路由 进行联网实现与管理中心的通信；其中读写器通过RS485和集线器、以太网、交换机/路由器与因特网联接后，管理中心为安装了客户端软件的任何联网终端；管理中心提供图形化 的操作环境，负责接收用户的需求以及数据的显示、查找及历史数据的备份等功能。其中固定式的读写器也可以采用手持式的读写器，例如手持PDA，该手持PDA把 固定式读写器和PC终端的管理中心集成了在一起。另外，该网络中的集线器也可以采用 RS485服务器。其中RFID节点标签为有源电子标签，该RFID节点标签的结构组成原理如图1所 示，包括无线射频模块、天线、微控制器(MCU)、传感器、电源模块。微控制器通过通信接口 分别与无线射频模块以及传感器相连接，电源模块分别为传感器、微控制器和无线射频模 块提供电源。当电子标签上电后，首先对无线射频模块及传感器进行初始化，完成射频芯 片中的射频收发器的收发地址、收发频率、发射功率、无线传输速率、无线收发模式以及CRC 校验的长度和有效数据长度等信息的设置，然后微控制器把传感器定时采集到的数据通过 通信接口发送给无线射频模块中的射频芯片，射频芯片再通过天线发射模式发送出去。该 电子标签上设有透孔，方便RFID节点通过该透孔接受并记录环境温度参数。如图2所示的是该RFID节点标签的工作流程RFID上电初始化后，定时采集环境 参数和定时发送数据，收到应答将做相应的处理，然后进入低功耗工作模式。定时地从睡眠 模式激活，开始采集、传输数据，或执行其他来自读写器节点的指令。若执行完指令，则节点 再次处于睡眠模式，等待再次唤醒。从而，既能确保数据传输的可靠性，又能大大降低了节 点电路的功耗。本实用新型所提供的基于RFID节点标签的传感器网络能在线实时监控禽舍周围 环境参数，并能将数据通过2. 4G网络传输到采集节点，再通过RS232、RS485、以太网分别与 PC终端、集线器、交换机/路由进行汇聚，从而完成禽舍监控区域环境数据采集；或者通过 手持PDA直接对数据无线采集、处理。本实用新型的实施方式不限于此，在本实用新型上述基本技术思想前提下，按照 本领域的普通技术知识和惯用手段对本实用新型内容所做出其它多种形式的修改、替换或 变更，均落在本实用新型权利保护范围之内。
权利要求1.一种带环境参数检测功能的RFID节点标签，其特征在于包括传感器、微控制器、无 线射频模块和天线，所述微控制器通过通信接口分别与所述无线射频模块以及传感器相连 接，并将所述传感器采集到的数据发送给所述无线射频模块；所述无线射频模块与所述天 线连接并向外发送无线射频信号。
2.根据权利要求1所述带环境参数检测功能的RFID节点标签，其特征在于还包括有 为所述传感器、微控制器和无线射频模块提供电源的电源模块。
3.根据权利要求2所述带环境参数检测功能的RFID节点标签，其特征在于所述电源 模块为高性能电池单元。
4.根据权利要求2所述带环境参数检测功能的RFID节点标签，其特征在于还包括有 用于存储初始化数据以及实时监测数据的存储器。
5.根据权利要求4所述带环境参数检测功能的RFID节点标签，其特征在于所述存储 器采用循环存储模式。
6.根据权利要求1所述带环境参数检测功能的RFID节点标签，其特征在于所述传感 器为定时采集环境参数和定时发送数据的温湿度传感器。
7.一种基于权利要求1所述带环境参数检测功能的RFID节点标签的传感器网络，其特 征在于包括RFID节点标签、读写器、PC终端、集线器、交换机/路由和因特网，RFID节点 标签作为有源标签负责采集温度数据及转发其子节点的数据，读写器收集RFID节点标签 数据并分别与PC终端、集线器、交换机/路由连接实现与管理中心的通信。
8.根据权利要求7所述的传感器网络，其特征在于所述读写器通过RS232与PC终端 连接，所述读写器通过RS485与集线器连接，所述读写器通过以太网与交换机/路由连接。
9.根据权利要求7所述的传感器网络，其特征在于所述读写器为固定式读写器或者 手持式读写器。
10.根据权利要求7所述的传感器网络，其特征在于所述RFID节点标签的外壳设有 用于探测环境温度的透孔。
专利摘要本实用新型公开了一种带环境参数检测功能的RFID节点标签，包括传感器、微控制器、无线射频模块和天线，所述微控制器通过通信接口分别与所述无线射频模块以及传感器相连接，并将所述传感器采集到的数据发送给所述无线射频模块；所述无线射频模块与所述天线连接并向外发送无线射频信号。该RFID节点标签是一种性能良好、生产成本低、精确度高、超低功耗、安装和使用方便的智能型RFID节点标签，能够在离开监管视线的情况下，对环境参数进行准确的记录。本实用新型还公开了一种基于所述带环境参数检测功能的RFID节点标签的传感器网络，该传感器网络能在线实时监控周围环境参数，从而完成监控区域环境数据采集。
文档编号H04W84/18GK201828949SQ20102053829
公开日2011年5月11日 申请日期2010年9月17日 优先权日2010年9月17日
发明者徐业清, 杨林举, 罗永基, 袁飞, 詹宜巨, 黄江东 申请人:广州中大百迅信息技术有限公司