CN106203585A - 一种带温湿度传感器的rfid电子标签 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种带温湿度传感器的RFID电子标签,该RFID电子标签与读写器配合工作,所述RFID电子标签的芯片层中集成有天线射频电路、自适应阻抗匹配电路、主控器、温度传感器、存储器,所述的温度传感器、存储器、天线射频电路均与主控器连接,所述天线层上还设置有湿度感应器,所述的湿度感应器为叉型感应器,叉型感应器连接于芯片层中的天线射频电路的端口和自适应阻抗匹配电路的端口上;所述温度传感器用于感应环境温度参数的变化,并将温度参数变化传输至主控器;所述存储器对温度参数和湿度数据进行存储。该RFID电子标签除拥有传统RFID电子标签的基本功能外,还能够测量工作环境中温度和湿度的变化情况。

Description

一种带温湿度传感器的RFID电子标签
技术领域
本发明提供了一种带温湿度传感器超高频RFID电子标签,属于RFID电子标签和智能传感器技术领域。
背景技术
RFID电子标签是产品电子代码(EPC)的物理载体,附着于可跟踪的物品上,可全球流通并对其进行识别和读写,目前在物流网领域的应用十分广泛。在有些特殊的应用场合中,如食品保鲜、食药冷链物流、医控中心和医院血液管控、生物制品、冷冻食品、危险品仓库等领域中,由于该环境下对于物品的温度和湿度有着严格的要求,因此为了保证维持适当的外部环境,需要在环境的湿度和温度进行监控。目前常用的方法是在环境中安装温、湿度传感器,以对环境中的温、湿度进行检测。目前通用的温、湿度传感器都是通过连接导线和温、湿度监控设备的测试端口进行连接。传感器普片存在体积较大,工程布线困难,需在有源环境或电池供电环境中进行使用等问题。由于其传感器连线较长,会带来温、湿度测量误差。如希望得到较好的测量精度,需和配套的温度监控设备同时进行校正,其校对过程漫长和复杂。当传感器和温度监控设备的相应端口连接产生改变时,需重新进行温度校正,因此传感器和温度监控设备之间的兼容性存在很大问题。
发明内容
本发明提供了一种带温湿度传感器超高频RFID电子标签,其采用超高频电子标签的形式,该标签除拥有传统RFID电子标签的基本功能外,还能够测量工作环境中温度和湿度的变化情况。标签通过无线方式提供传感器工作能量,无需电池维护,通过标准的ISO18000-6C协议实现无线数据交换,可实现远距离读取。
实现本发明上述目的所采用的技术方案为:
一种带温湿度传感器的RFID电子标签,该RFID电子标签与读写器配合工作,所述RFID电子标签至少包括天线层、芯片层、基材层,所述的芯片层中集成有天线射频电路、自适应阻抗匹配电路、主控器、温度传感器、存储器,所述的温度传感器、存储器、天线射频电路均与主控器连接,所述天线层上还设置有湿度感应器,所述的湿度感应器为叉型感应器,叉型感应器连接于芯片层中的天线射频电路的端口和自适应阻抗匹配电路的端口上,自适应阻抗匹配电路将阻抗变换的数据传输至主控器,通过对上述端口的因为湿度变化而引起的阻抗变化的情况进行监控和测试,从而实现对湿度的监测;所述温度传感器用于感应环境温度参数的变化,并将温度参数变化传输至主控器;
所述存储器对温度参数和湿度数据进行存储;在本电子标签中,使用天线射频电路的整流电路通过接收读写器所传递的空中电磁波能量,将其转换为供电能源,供给整个芯片工作使用。
所述的存储器中预存有温度校正参数,能够自动对温度传感器所感应的温度参数进行校准。
与现有技术相比,本发明具有以下优点:1、该RFID电子标签使用的电子芯片突破性解决温度和湿度传感器的微耗能的问题,制作完成的标签为无源标签,无需电池供电。使用无线方式,由读写器通过空中电磁波能量传递,提供标签工作能源。具有较好的免维护性。
2、该RFID电子标签通过标准的ISO18000-6C协议实现标签和读写器之间的无线数据交换,可实现远距离无线方式和隔物读取,并且和目前使用的超高频RFID读写器协议一致,因此无需重新研制设计。
3、该RFID电子标签中所有电路和传感器都集成在同一个芯片上,无需***和供电电路,集成度极高,体积较小,其芯片面积可小于1平方毫米,可灵活应用各种超高频标签应用。配合独特的天线设计,具有小型化和超薄特点,可方便粘贴到物体上,对其温湿度进行监控。
4、该RFID电子标签自带数据存储区,其温度校正参数在传感器出厂前已写入数据存储区,因此在使用时,读写器只需读取传感器芯片中的校正数据,而无需重新进行校准。在实际使用时,读写器只负责通过无线方式提供传感器能量和完成数据读取,温湿度的测试完全由标签独立完成,因此,不存在读写器和标签的兼容性和需配套校准的问题。
5、该RFID电子标签自带数据存储区,可将一些实时测试数据直接记录在传感器的芯片中,并支持随时对温湿度数据的读取。
6、该RFID电子标签除具有温度测量的功能外,同时具有普通RFID电子标签的所有基本功能,也具有唯一的全球识别码和群读功能。因此也可以广泛应用于防伪,追溯,仓储,物流等领域。
7、该RFID电子标签对湿度的判断采用独特的叉型感应器设计方式,通过湿度变化对芯片射频端口的阻抗变化的情况进行监控和测试,从而实现对湿度的监控。
附图说明
图1为本发明提供的带温湿度传感器的RFID电子标签的芯片模块图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做详细具体的说明,但是本发明的保护范围并不局限于以下实施例。
本发明提供的带温湿度传感器的RFID电子标签,该RFID电子标签与读写器配合工作,所述RFID电子标签至少包括天线层、芯片层、基材层,所述的芯片层的模块结构如图1所示。所述的芯片层中集成有天线射频电路、自适应阻抗匹配电路、主控器、温度传感器、存储器,所述的温度传感器、存储器、天线射频电路均与主控器连接,所述天线层上还设置有湿度感应器,所述的湿度感应器为叉型感应器,叉型感应器连接于芯片层中的天线射频电路的端口和自适应阻抗匹配电路的端口上,自适应阻抗匹配电路将阻抗变换的数据传输至主控器,通过对上述端口的因为湿度变化而引起的阻抗变化的情况进行监控和测试,从而实现对湿度的监测;所述温度传感器用于感应环境温度参数的变化,并将温度参数变化传输至主控器;
所述存储器对温度参数和湿度数据进行存储,存储器中预存有温度校正参数,能够自动对温度传感器所感应的温度参数进行校准。在本电子标签中,使用天线射频电路的整流电路通过接收读写器所传递的空中电磁波能量,将其转换为供电能源,供给整个芯片工作使用。
本实施例中所提供的带温湿度传感器的RFID电子标签的工作流程如下:
1、使用标签芯片内的天线射频电路的整流电路将接收读写器所传递的空中电磁波能量,转换为供电能源,供给整个标签芯片工作使用。
2、通过标准的ISO18000-6C协议实现标签和读写器之间的无线数据交换。
3、由读写器对标签发指令,要求读取温度和湿度信息。
4、标签芯片中温度传感器测试温度信息,并发送给标签芯片主控器。将温度数据存储在存储区内。
5、标签天线层上设置有湿度感应器,湿度感应器为叉型感应器,叉型感应器连接于芯片层中的天线射频电路的端口和自适应阻抗匹配电路的端口上,通过对上述端口的由于环境湿度变化引起的阻抗变化情况进行监控和测试。湿度感应器测试湿度信息,并发送给标签芯片主控器。将湿度数据存储在存储区内。
6、读写器读取存储在标签存储区内的温度和湿度数据和标签在出厂时已完成的温度校准数据,可计算出相应的温度和湿度信息。

Claims (2)

1.一种带温湿度传感器的RFID电子标签,该RFID电子标签与读写器配合工作,所述RFID电子标签至少包括天线层、芯片层、基材层,其特征在于:所述的芯片层中集成有天线射频电路、自适应阻抗匹配电路、主控器、温度传感器、存储器,所述的温度传感器、存储器、天线射频电路均与主控器连接,所述天线层上还设置有湿度感应器,所述的湿度感应器为叉型感应器,叉型感应器连接于芯片层中的天线射频电路的端口和自适应阻抗匹配电路的端口上,自适应阻抗匹配电路将阻抗变换的数据传输至主控器,通过对上述端口的因为湿度变化而引起的阻抗变化的情况进行监控和测试,从而实现对湿度的监测;所述温度传感器用于感应环境温度参数的变化,并将温度参数变化传输至主控器;
所述存储器对温度参数和湿度数据进行存储;在本电子标签中,使用天线射频电路的整流电路通过接收读写器所传递的空中电磁波能量,将其转换为供电能源,供给整个芯片工作使用。
2.根据权利要求1所述的带温湿度传感器的RFID电子标签,其特征在于:所述的存储器中预存有温度校正参数,能够自动对温度传感器所感应的温度参数进行校准。
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