CN201662822U - 一种半有源rfid测温标签 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提出一种半有源RFID测温标签，以解决现有RFID测温标签结构复杂，成本高，功耗大，可靠性差等问题。其由微控制器、温度传感器、实时时钟、I2C与无线双端口存储器、显示设备组成。微控制器作为整个半有源标签的控制枢纽，连接着标签的其他组成部件。运行时，微控制器首先读取实时时钟的时间信息，然后按照预定的时间周期唤醒、控制温度传感器，采集温度数据。与此同时，将温度和时间信息通写入I2C与无线双端口存储器，最后，由微控制器判断温度或时间是否超出设定范围，超出时则控制显示设备发出警示。

Description

一种半有源RFID测温标签
技术领域
本实用新型涉及一种温度记录标签，特别是，一种基于射频识别(RFID)技术的温度记录标签。
背景技术
冷链物流泛指温度敏感性产品在生产、贮藏运输、销售，到消费前的各个环节中，始终处于规定的低温环境下，以保证物品质量，减少物流损耗的一项***工程。在冷链物流过程中，冷链温度监控利用冷链实时监控和预警机制，减少产品变质损耗，减少估计和推测造成的不必要的损失。最先使用的温度监控技术手段主要采用视觉指示记录方式，伴随着RFID、WI-FI、ZigBee等技术的迅猛发展，行业内逐步采用Wi-Fi、ZigBee或UHF的有源RFID标签进行无线温度跟踪，该有源RFID标签集成温度传感器，通过温度传感器实时获取温度数据，然后传送给与之连接的RFID标签储存，RFID标签获得的数据可被阅读器阅读出，可以实现对运输、配送过程中温度发生改变时的预警，或是对过程中的温度变化进行记录，从而帮助辨识可能由温度变化引发的质量变化及具体发生时间，并有助于质量事故的责任认定。例如，我国专利号ZL 200620025452.6的实用新型专利，提出了一种基于电子标签的低温保鲜温度记录装置，虽然，对RFID测温标签的应用作出了探索，但是仍存在结构复杂、功耗大、成本高等问题，而且，最致命的问题在于外界需要读取电子标签中的数据时，需要取出电子标签或者关掉温度记录装置电源，否则外界读写器可能和装置内读写器互相干扰。
现有的有源RFID测温标签，采用2.45GHz、UHF等超高频主动通讯方式。这类测温标签主要的缺点在于：结构复杂，成本高，可靠性差，电量消耗大，寿命短，且在一定区域内标签数量受限制等。
另一方面，在实际应用领域上，还存在一些无源RFID测温标签，其代表为USB接口温度标签，它的内部结构和有源RFID类似，只是采用接触式USB端口连接的方式，来使读卡设备获取所测的温度数据。其缺点在于：用读卡设备采集数据的过程复杂，标签体积较大，其测温数据易被人为行为所欺骗(由于其体积较大，所以一般和货物分离放置，即可以通过将USB接口温度标签置于较冷的环境，以获得背离真实温度情况的测温数据)等。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种半有源RFID测温标签，以解决现有RFID测温标签结构复杂，成本高，功耗大，可靠性差等问题。
本实用新型提出一种半有源RFID测温标签，其由微控制器、温度传感器、实时时钟、I2C与无线双端口存储器、显示设备组成。其中，微控制器分别与温度传感器、实时时钟、I2C与无线双端口存储器、显示设备相连接，换言之，微控制器作为整个半有源标签的控制枢纽，连接着标签的其他组成部件。
所述的半有源RFID测温标签打开后，微控制器首先读取实时时钟的时间信息，然后按照预定的时间周期唤醒、控制温度传感器，采集温度数据。与此同时，将温度和时间信息通过I2C端口的连接，写入I2C与无线双端口存储器，最后，由微控制器判断温度或时间是否超出设定范围，超出时则控制显示设备发出警示。
所述的I2C与无线双端口存储器，即这个测温标签的半有源RFID部分，由微控制器控制，通过I2C接口存储温度时间数据，同时通过符合ISO15693标准的无线接口与读写设备通讯，将温度时间数据非接触地传送到读写设备，以供分析、应用。
并且，依本实用新型较佳实施例，在无线通讯过程中，通过密码认证的方式存取数据，以提高通讯的安全性。
有益效果
1、功耗低。由于本实用新型采用了半有源的标签技术，特别是采用了I2C与无线双端口存储器，使采集的特定时间之温度数据，暂存于双端口存储器之中，待事后，通过对应读卡设备用近距离、无线非接触的方式读取该数据，避免了现有有源RFID测温标签所存在的较远距离、较高功耗的无线通讯方式读取数据。由于ISO15693标准的短距离无线通讯比2.45GHz的长距离无线通讯，显得更为省电，所以节省了标签电源的消耗，做到了标签整体的低功耗。同时，较无源USB接口温度标签而言，又避免了读卡设备接触式采集数据的复杂。
2、结构简单、体积小巧。本实用新型采用半有源标签设计。并将无线通讯模块集成进入了双端口存储器。较以往测温标签而言，其结构简单，同时可以大大缩小标签的体积，做到粘附于单件货物的放置方式。
3、成本较低。由于本实用新型采用ISO15693标准的短距离无线通讯部件，相比较于以往采用的2.45GHz、UHF等超高频主动通讯方式的部件，减少了生产成本，从客观上使该标签能应用到更为广泛的领域。
4、可靠性高。依本实用新型较佳实施例，本实用新型在读卡设备通过无线通讯采集温度数据时，通过密码认证的方式存取数据，以达到通讯的安全性。较以往专利，所述的半有源标签的安全可靠性较高。同时，由于本实用新型成本较低、结构小巧，可以使其粘附于每个商品之上，避免了现有无源USB接口温度标签的测温数据易被人为行为所欺骗的弊端。
5、可视性强。与传统RFID测温标签相比，由于本实用新型加入了显示设备，所以使运输途中对于货物温度状态的检测具有了可视性，能够促使运输人员及时对温度的反常变化作出反映，减小可能产生的损失。
附图说明：
图1为本实用新型实施例的一种半有源RFID测温标签的结构示意图；
图2为本实用新型实施例的一种半有源RFID测温标签的电路示意图。
具体实施方式：
以下结合附图，具体说明本使用新型。
请参见图1与图2，其为本实用新型实施例的一种半有源RFID测温标签的结构示意图。其包括由微控制器101、实时时钟103、显示设备105、温度传感器107、I2C与无线双端口存储器109。
微控制器101：采用16位超低功耗的混合信号处理器(Mixed SignalProcessor)。混合信号处理器，主要是用于记录时间和进行温度采样，并进行存储。
实时时钟103：采用Maxim公司的实时时钟(RTC)时钟，用于整个***的时间确定，为测温采样点提供正确的时间节点。
显示设备105：采用两支发光二极管，作为显示标记，分别作为温度报警指示灯和时限报警指示灯，当温度超出允许范围或者当产品超出设定的使用或运输期限时，经过微控制器控制电路，使相应发光二极管处于间歇性正向导通状态，即闪烁发光示警。
温度传感器107：采用单引脚通信的数字温度传感器，测量范围从-55至+125增量值为0.5等效的华氏温度范围是-67F至257F增量值为0.9F。
I2C与无线双端口存储器109：采用意法半导体(ST)公司的M24LR64，其无线空中端口采用ISO 15693协议，与具备该协议的读写器进行数据交换，而I2C接口则是与微控制器联系的通道。
在产品出厂(或生产过程)时，将该实施例附着在产品上，并通过读写器设置运输过程温度、时间范围、测温时间间隔等参数，随后，该RFID温度标签开始启动工作，微控制器101首先读取实时时钟103的时间信息，然后按照预定的时间周期唤醒、控制温度传感器107，采集温度数据。另一方面在冷链的各个环节可以通过读写器读出各时间点上测得的温度数据及温度随时间变化曲线。当温度超出设定温度范围时，显示设备105(温度报警指示灯)会闪烁；当产品超出设定的使用或运输期限时，显示设备105(时限报警指示灯)闪烁。同时，在标签数据安全方面，采取密码认证的方式来增加整个测温***的安全性。在双端口存储器内部，其一是在微处理器接口中，对所有的存储区域进行三级保护：读写密码、块密码及字节锁定位。其二，在RFID读写时，需要三个密码权限不同的密码才能够读写。

Claims (2)

1.一种半有源RFID测温标签，其特征在于：包括微控制器、温度传感器、实时时钟、I2C与无线双端口存储器和显示设备；其中，微控制器分别与温度传感器、实时时钟、I2C与无线双端口存储器、显示设备相连接。
2.根据权利要求1所述的一种半有源RFID测温标签，其特征在于：所述的I2C与无线双端口存储器，一端为I2C接口，另一端为符合ISO15693标准的无线接口。 
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Assignee: WUXI ANZHUO ELECTRONIC TECHNOLOGY CO., LTD.

Assignor: Shanghai Zenkore Electronic Technology Co, Ltd.

Contract record no.: 2013310000136

Denomination of utility model: Semi-active RFID temperature measuring label

Granted publication date: 20101201

License type: Exclusive License

Record date: 20131105

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Addressee: Shanghai Zhenzhuo Electronic Technology Co., Ltd.

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