專利名稱：基于13.56MHzRFID的顯示型智能溫度標(biāo)簽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及射頻識(shí)別(RFID, Radio Frequency Identification)、溫度傳感技術(shù)及點(diǎn)陣式電子紙顯示技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及基于13. 56MHzRFID的顯示型智能溫度標(biāo)簽。
背景技術(shù)：
RFID技術(shù)，又稱電子標(biāo)簽、無線射頻識(shí)別，是一種通信技術(shù)，可通過無線電訊號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無需識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或 光學(xué)接觸。RFID，作為一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，可以利用空間耦合電磁波的能量和信息，通過讀卡器和標(biāo)簽之間的數(shù)據(jù)交換來實(shí)現(xiàn)信息讀取和寫入，在完成識(shí)別過程中無需人工干預(yù)、不易損壞、快速讀寫、移動(dòng)識(shí)別、多目標(biāo)識(shí)別、定位及感應(yīng)等長(zhǎng)期跟蹤功能。另外，RFID技術(shù)和傳感技術(shù)的融合優(yōu)化了冷鏈物流的資源配置，實(shí)現(xiàn)溫度的快速測(cè)量和記錄。通過溫度傳感器獲取溫度數(shù)據(jù)信息，傳感技術(shù)的應(yīng)用提高了溫度監(jiān)測(cè)的精度，提高靈敏度，擴(kuò)大監(jiān)測(cè)溫度的范圍，應(yīng)用在更多的場(chǎng)合。電子標(biāo)簽又稱射頻標(biāo)簽、應(yīng)答器、數(shù)據(jù)載體；閱讀器又稱為讀出裝置、掃描器、讀頭、通信器、讀寫器(取決于電子標(biāo)簽是否可以無線改寫數(shù)據(jù))。電子標(biāo)簽與閱讀器之間通過耦合元件實(shí)現(xiàn)射頻信號(hào)的空間(無接觸)耦合；在耦合通道內(nèi)，根據(jù)時(shí)序關(guān)系，實(shí)現(xiàn)能量的傳遞和數(shù)據(jù)交換。電子標(biāo)簽是一種提高識(shí)別效率和準(zhǔn)確性的工具，該技術(shù)將完全替代條形碼。RFID射頻識(shí)別是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識(shí)別工作無須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID技術(shù)可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽，操作快捷方便。RFID電子標(biāo)簽是一種突破性的技術(shù)第一，可以識(shí)別單個(gè)的非常具體的物體，而不是像條形碼那樣只能識(shí)別一類物體；第二，其采用無線電射頻，可以透過外部材料讀取數(shù)據(jù)，而條形碼必須靠激光來讀取信息；第三，可以同時(shí)對(duì)多個(gè)物體進(jìn)行識(shí)讀，而條形碼只能一個(gè)一個(gè)地讀。此外，儲(chǔ)存的信息量也非常大。但是，在實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)在冷鏈運(yùn)輸中至少存在實(shí)時(shí)性差、取證困難與無法預(yù)警等缺陷。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于，針對(duì)上述問題，提出基于13.56MHzRFID的顯示型智能溫度標(biāo)簽，以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)性好、取證方便與具備預(yù)警功能的優(yōu)點(diǎn)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是基于13. 56MHzRFID的顯示型智能溫度標(biāo)簽，包括標(biāo)簽本體，在所述標(biāo)簽本體內(nèi)部封裝有微控制器MCU與智能溫度標(biāo)簽芯片，在所述標(biāo)簽本體表面設(shè)有按鍵模塊與顯示模塊；所述智能溫度標(biāo)簽芯片、按鍵模塊與顯示模塊，分別與MCU連接。進(jìn)一步地，在所述智能溫度標(biāo)簽芯上，外接有印刷PCB天線與電源。[0011]進(jìn)ー步地，所述電源包括I. 5V/3V電池，所述I. 5V/3V電池外接在智能溫度標(biāo)簽芯上。進(jìn)ー步地，所述電源包括用于將從電磁場(chǎng)中獲取的射頻能量轉(zhuǎn)換為直流電的射頻整流模塊，所 述射頻整流模塊外接在智能溫度標(biāo)簽芯上。進(jìn)ー步地，在所述智能溫度標(biāo)簽芯的內(nèi)部，集成設(shè)置有電源控制模塊、溫度傳感器、整流/回饋單元AFE、EEPR0M、A/D轉(zhuǎn)換模塊與實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊RTC中的任意多種；所述印刷PCB板及電源，分別與電源控制模塊及AFE連接后，向各用電設(shè)備供電；所述溫度傳感器，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換模塊與MCU連接；所述EEPROM及RTC，分別與MCU連接。進(jìn)ー步地，所述智能溫度標(biāo)簽芯片包括溫度數(shù)據(jù)處理子模塊與時(shí)間數(shù)據(jù)處理子模塊；所述溫度數(shù)據(jù)處理子模塊及時(shí)間數(shù)據(jù)處理子模塊，分別與MCU連接。進(jìn)ー步地，所述顯示模塊，至少包括點(diǎn)陣式電子紙、自檢LED指示燈、溫度過閾LED指示燈與保質(zhì)期過閾LED指示燈；所述點(diǎn)陣式電子紙、自檢LED指示燈、溫度過閾LED指示燈及保質(zhì)期過閾LED指示燈，分別與MCU連接。進(jìn)ー步地，所述按鍵模塊至少包括啟動(dòng)按鍵，所述啟動(dòng)按鍵與MCU連接。本實(shí)用新型各實(shí)施例的基于13. 56MHzRFID的顯示型智能溫度標(biāo)簽，由于包括標(biāo)簽本體，在標(biāo)簽本體內(nèi)部封裝有微控制器MCU與智能溫度標(biāo)簽芯片，在標(biāo)簽本體表面設(shè)有按鍵模塊與顯示模塊；智能溫度標(biāo)簽芯片、按鍵模塊與顯示模塊，分別與MCU連接；可以利用RFID技術(shù)實(shí)現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)讀取和寫入；通過溫度傳感器采集溫度數(shù)據(jù)，并記錄保存在智能溫度傳感標(biāo)簽芯片中；MCU對(duì)溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并進(jìn)行顯示與反饋；從而可以克服現(xiàn)有技術(shù)中實(shí)時(shí)性差、取證困難與無法預(yù)警的缺陷，以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)性好、取證方便與具備預(yù)警功能的優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本實(shí)用新型而了解。本實(shí)用新型的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過在所寫的說明書、權(quán)利要求書、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)ー步的詳細(xì)描述。

附圖用來提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)ー步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本實(shí)用新型的實(shí)施例一起用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限制。在附圖中圖I為根據(jù)本實(shí)用新型基于13. 56MHzRFID的顯示型智能溫度標(biāo)簽的工作原理示意圖；圖2為根據(jù)本實(shí)用新型基于13. 56MHzRFID的顯示型智能溫度標(biāo)簽的主視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為根據(jù)本實(shí)用新型基于13. 56MHzRFID的顯示型智能溫度標(biāo)簽的左/右視結(jié)構(gòu)示意圖。結(jié)合附圖，本實(shí)用新型實(shí)施例中附圖標(biāo)記如下I-啟動(dòng)按鍵(starter) ；2~ 點(diǎn)陣式電子紙(Electronic paper) ;3_ 溫度過閾 LED指示燈；4_保質(zhì)期過閾LED指示燈；5_自檢LED指示燈。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說明和解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例，提供了基于13. 56MHzRFID的顯示型智能溫度標(biāo)簽。如圖I-圖3所示，本實(shí)施例包括標(biāo)簽本體，在標(biāo)簽本體內(nèi)部封裝有微控制器MCU與智能溫度標(biāo)簽芯片，在標(biāo)簽本體表面設(shè)有按鍵模塊與顯示模塊，以及與智能溫度標(biāo)簽芯外接的印刷PCB天線與電源；智能溫度標(biāo)簽芯片、按鍵模塊與顯示模塊，分別與MCU連接。微控制器及顯示模塊能直觀顯示溫度數(shù)據(jù)，便于對(duì)溫度數(shù)據(jù)的直觀讀取。在上述實(shí)施例中，電源包括I. 5V/3V電池，I. 5V/3V電池外接在智能溫度標(biāo)簽芯上?；蛘?，電源包括用于將從電磁場(chǎng)中獲取的射頻能量轉(zhuǎn)換為直流電的射頻整流模塊，射頻整流模塊外接在智能溫度標(biāo)簽芯上。 當(dāng)基于13. 56MHzRFID的顯示型智能溫度標(biāo)簽通過I. 5V/3V電池供電時(shí)，為有源基于13. 56MHzRFID的顯示型智能溫度標(biāo)簽。當(dāng)基于13. 56MHzRFID的顯示型智能溫度標(biāo)簽通過射頻整流模塊供電時(shí)，為半有源基于13. 56MHzRFID的顯示型智能溫度標(biāo)簽；半有源通過標(biāo)簽從電磁場(chǎng)中獲得能量，再用整流的方法將射頻能量轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娫催M(jìn)行供電。在上述實(shí)施例中，可以在智能溫度標(biāo)簽芯片內(nèi)部集成電源控制模塊、溫度傳感器、整流/回饋單元的功能(Active Front End,簡(jiǎn)稱AFE)、電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory,簡(jiǎn)稱 EEPROM)、A/D 轉(zhuǎn)換與實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊(Real-Time Clock，RTC)，其中印刷PCB板及電源，分別與電源控制模塊及AFE連接后，向各用電設(shè)備供電；溫度傳感器，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換模塊與MCU連接；EEPROM及RTC，分別與MCU連接。通過該智能溫度標(biāo)簽芯片，可以實(shí)現(xiàn)電源管理、溫度數(shù)據(jù)采集、溫度數(shù)據(jù)的保存、時(shí)鐘設(shè)置與數(shù)據(jù)的無線傳送等功能。這里，無線數(shù)據(jù)傳輸是通過射頻識(shí)別技術(shù)(RFID)實(shí)現(xiàn)，RFID主要體現(xiàn)在智能溫度標(biāo)簽芯片中，RFID工作頻率為13. 56MHz。可以使用超低功耗的微控制器(MCU)，微控制器MCU與智能溫度標(biāo)簽芯片的進(jìn)一步通信和直接訪問EEPR0M，從而方便地設(shè)置參數(shù)和功能(如對(duì)智能溫度標(biāo)簽芯片的初始化、相關(guān)參數(shù)的設(shè)置)。其中，電源控制模塊，用于為微控制器(MCU)提供工作電源；并在電源耗盡時(shí)，智能溫度標(biāo)簽芯片處在讀卡器的電磁場(chǎng)范圍內(nèi)，通過電磁場(chǎng)空間耦合標(biāo)簽從電磁場(chǎng)中獲得能量，將磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電能，從而給智能溫度標(biāo)簽芯片的外部電路供電。上述實(shí)施例的基于13. 56MHzRFID的顯示型智能溫度標(biāo)簽，兼容ISO 15693標(biāo)準(zhǔn)，與讀卡器之間的通信時(shí)，需要根據(jù)協(xié)議指令，進(jìn)行無線數(shù)據(jù)傳輸。在上述實(shí)施例中，顯示模塊,至少包括點(diǎn)陣式電子紙(Electronic paper) 2、自檢LED指示燈5、溫度過閾LED指示燈3與保質(zhì)期過閾LED指示燈4 ;點(diǎn)陣式電子紙2、自檢LED指示燈5及溫度過閾LED指示燈3，分別與MCU連接。這里，顯示模塊包括點(diǎn)陣式電子紙2顯示和LED指示燈，點(diǎn)陣式電子紙2顯示溫度和時(shí)間參數(shù)，LED指示燈顯示系統(tǒng)是否正常、溫度監(jiān)測(cè)是否過閥、保質(zhì)期是否超過。在顯示模塊顯示的數(shù)據(jù)中，有溫度數(shù)據(jù)和時(shí)間數(shù)據(jù)，時(shí)間數(shù)據(jù)是以標(biāo)簽開啟時(shí)間為基準(zhǔn)，應(yīng)用編程方式實(shí)現(xiàn)溫度采集點(diǎn)的時(shí)間間隔。實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊(RTC)與溫度數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)同步，在記錄溫度數(shù)據(jù)的同時(shí)，給此溫度數(shù)據(jù)加上一個(gè)時(shí)間參數(shù)。在上述實(shí)施例中，按鍵模塊至少包括啟動(dòng)按鍵(Starter) 1，啟動(dòng)按鍵I與MCU連接。這里，設(shè)置啟動(dòng)按鍵1，用于啟動(dòng)基于13. 56MHzRFID的顯示型智能溫度標(biāo)簽。在上述實(shí)施例中，基于13. 56MHzRFID的顯示型智能溫度標(biāo)簽的基本原理是■ 溫度傳感器采集溫度數(shù)據(jù)，把采集得到的溫度數(shù)據(jù)通過A/D轉(zhuǎn)換得到溫度數(shù)字信號(hào)，從而得以保存在EEPROM中；微控制器(MCU)通過智能溫度標(biāo)簽芯片的串行外設(shè)接ロ(SPI)進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換和通信，對(duì)溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并顯示在點(diǎn)陣式電子紙2上。在上述實(shí)施例中，基于13. 56MHzRFID的顯示型智能溫度標(biāo)簽，其工作的步驟是通過按鍵啟動(dòng)該智能溫度標(biāo)簽或者通過讀卡器進(jìn)行開啟該智能溫度標(biāo)簽，該智能溫度標(biāo)簽進(jìn)行系統(tǒng)自檢，自檢LED指示燈5顯示為緑色，表示系統(tǒng)正常；該智能溫度標(biāo)簽進(jìn)入激活模式，開始監(jiān)測(cè)溫度，記錄存儲(chǔ)溫度數(shù)據(jù)，溫度數(shù)據(jù)經(jīng)過微控制器(MCU)處理顯示在點(diǎn)陣式電子紙2上，在溫度監(jiān)測(cè)的同時(shí)，系統(tǒng)會(huì)判斷測(cè)量的溫度數(shù)據(jù)有沒有超過所測(cè)溫度范圍，如出現(xiàn)溫度過閥，則溫度過閾LED指示燈3顯示紅色報(bào)警；如保質(zhì)期已過，則保質(zhì)期過 閾LED指示燈4顯示紅色報(bào)警。另外，當(dāng)有讀卡器對(duì)基于13. 56MHzRFID的顯示型智能溫度標(biāo)簽進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)匯總讀取，完成對(duì)系統(tǒng)溫度的監(jiān)測(cè)。上述實(shí)施例的基于13. 56MHzRFID的顯示型智能溫度標(biāo)簽，利用RFID技術(shù)實(shí)現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)讀取和寫入；通過溫度傳感器采集溫度數(shù)據(jù)，并記錄保存在智能溫度傳感標(biāo)簽芯片中；控制單元微控制器(MCU)對(duì)溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并通過點(diǎn)陣式電子紙2顯示；LED反饋了系統(tǒng)自檢、溫度過閥、保質(zhì)期的信息；可通過人工按鍵啟動(dòng)或者讀卡器啟動(dòng)；基于13. 56MHzRFID的顯示型智能溫度標(biāo)簽開啟后系統(tǒng)自檢，驗(yàn)證系統(tǒng)是否正常，進(jìn)而開始溫度監(jiān)測(cè)工作，并將監(jiān)測(cè)的溫度保存到智能溫度標(biāo)簽芯片的EEPROM中。這樣，有源/半有源的基于13. 56MHzRFID的顯示型智能溫度標(biāo)簽，，由于包括RFID功能、顯示功能、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，可以對(duì)溫度信息進(jìn)行無線傳輸、溫度的顯示、溫度數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)；可以用于通過射頻識(shí)別(RFID)、傳感器技術(shù)及電子紙顯示技術(shù)實(shí)現(xiàn)冷鏈溫度的監(jiān)測(cè)、無線收發(fā)讀取及顯示；用于通過射頻識(shí)別技術(shù)(RFID)及傳感技術(shù)實(shí)現(xiàn)溫度的測(cè)量和記錄，并且使用低功耗電子紙顯示；以克服冷鏈中實(shí)時(shí)性差、監(jiān)管脫節(jié)，取證困難、無法確定責(zé)任，無法進(jìn)行預(yù)警、損失率大等缺點(diǎn)；以實(shí)現(xiàn)在冷鏈運(yùn)輸中完整監(jiān)管、責(zé)任分配清楚、損失??；并保證冷鏈運(yùn)輸過程中溫度變化的記錄監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)真實(shí)可靠。最后應(yīng)說明的是以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.基于13.56MHzRFID的顯示型智能溫度標(biāo)簽，其特征在于，包括標(biāo)簽本體，在所述標(biāo)簽本體內(nèi)部封裝有微控制器MCU與智能溫度標(biāo)簽芯片，在所述標(biāo)簽本體表面設(shè)有按鍵模塊與顯示模塊；所述智能溫度標(biāo)簽芯片、按鍵模塊與顯示模塊，分別與MCU連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于13.56MHzRFID的顯示型智能溫度標(biāo)簽，其特征在于，在所述智能溫度標(biāo)簽芯上，外接有印刷PCB天線與電源。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于13.56MHzRFID的顯示型智能溫度標(biāo)簽，其特征在于，所述電源包括I. 5V/3V電池，所述I. 5V/3V電池外接在智能溫度標(biāo)簽芯上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于13.56MHzRFID的顯示型智能溫度標(biāo)簽，其特征在于，所述電源包括用于將從電磁場(chǎng)中獲取的射頻能量轉(zhuǎn)換為直流電的射頻整流模塊，所述射頻整流模塊外接在智能溫度標(biāo)簽芯上。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于13.56MHzRFID的顯示型智能溫度標(biāo)簽，其特征在于，在所述智能溫度標(biāo)簽芯的內(nèi)部，集成設(shè)置有電源控制模塊、溫度傳感器、整流/回饋單元AFE、EEPROM、A/D轉(zhuǎn)換模塊與實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊RTC中的任意多種； 所述印刷PCB板及電源，分別與電源控制模塊及AFE連接后，向各用電設(shè)備供電；所述溫度傳感器，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換模塊與MCU連接；所述EEPROM及RTC，分別與MCU連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的基于13.56MHzRFID的顯示型智能溫度標(biāo)簽，其特征在于，所述顯示模塊，至少包括點(diǎn)陣式電子紙、自檢LED指示燈、溫度過閾LED指示燈與保質(zhì)期過閾LED指示燈；所述點(diǎn)陣式電子紙、自檢LED指示燈、溫度過閾LED指示燈及保質(zhì)期過閾LED指示燈，分別與MCU連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的基于13.56MHzRFID的顯示型智能溫度標(biāo)簽，其特征在于，所述按鍵模塊至少包括啟動(dòng)按鍵，所述啟動(dòng)按鍵與MCU連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了基于13.56MHzRFID的顯示型智能溫度標(biāo)簽，包括標(biāo)簽本體，在所述標(biāo)簽本體內(nèi)部封裝有微控制器MCU與智能溫度標(biāo)簽芯片，在所述標(biāo)簽本體表面設(shè)有按鍵模塊與顯示模塊；所述智能溫度標(biāo)簽芯片、按鍵模塊與顯示模塊，分別與MCU連接。本實(shí)用新型所述基于13.56MHzRFID的顯示型智能溫度標(biāo)簽，可以克服現(xiàn)有技術(shù)中實(shí)時(shí)性差、取證困難與無法預(yù)警等缺陷，以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)性好、取證方便與具備預(yù)警功能的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G06K19/077GK202433942SQ20112057154
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者吳波, 姜華, 徐志廣, 毛嘉, 王峰, 魯方林 申請(qǐng)人:上海物鼎傳感技術(shù)有限公司