半有源RFID温度传感器电子标签制造技术

本实用新型专利技术涉及一种半有源RFID温度传感器电子标签，所述半有源RFID温度传感器电子标签包括天线，与所述天线通过馈线相连的RFID标签芯片，与所述RFID标签芯片通过命令及数据总线(BUS1)相连的控制器，与所述控制器通过命令及数据总线(BUS2)相连的温度传感器，所述控制器还与晶体振荡器、电源电压监测模块和电源相连。本实用新型专利技术与现有技术相比，能够测量和记录工作环境的温度变化，并且能读出存储在标签内的标签数据，还能对标签数据内容进行改写。本实用新型专利技术采用工作频率为860MHz～960MHz的超高频无源RFID标签芯片，结合低功耗的控制器和数字温度传感器，只需要很少的元器件就能实现半有源RFID温度传感器电子标签，标签的功耗更低，使用寿命更长，标签可靠性得到提高，同时标签的成本进一步降低。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种RFID电子标签，特别是一种带有温度传感器并进行无线射 频识别的半有源RFID温度传感器电子标签。
技术介绍
食品、药品如果在生产运输过程中缺乏有效的冷链物流管理，将有可能造成重大 的人身事故、经济损失，我国政府为此出台了相关的食品安全监管法律法规来规范冷链供 应链的管理。在冷链物流应用中，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。这对温度实现端到 端的实时监控和记录，同时对温度监控技术手段提出了新的要求。随着RFID应用领域日益宽广，RFID标签不仅能应用于液体、金属等环境，甚至可 以集成到温度传感器中。RFID温度传感器电子标签，除了具有识别和定位功能以外，还可通 过感温装置获取实时温度数据，通过这种方法，对监控过程中温度变化及时预警，从而提高 物品温度控制，科学辨别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。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种半有源RFI D温度传感器电子标签，要解决的技术 问题是把RFID电子标签技术与温度传感器技术相结合，除了能利用RFID技术对物体进行 RFID识别外，还能测量物体的温度和电源电压并记录测温和测电源电压的时间，实现在特 定条件下物体温度的实时监测；另外还能通过RFID标签读写器设备对标签的系统时钟进 行时间校正和设定标签的每次测量温度及测量电源电压的时间间隔。本技术为解决上述技术问题所采用的技术方案是构造一种半有源RFID电 子标签，包括天线，与所述天线通过馈线相连的RFID标签芯片，与所述RFID标签芯片通过 命令及数据总线(BUSl)相连的控制器，与所述控制器通过命令及数据总线(BUS》相连的 温度传感器，所述控制器还与晶体振荡器、电源电压监测模块和电源相连。本技术与现有技术相比，能够测量和记录工作环境的温度变化，并且能读出 存储在标签内的标签数据，还能对标签数据内容进行改写。采用工作频率为860MHz 960MHz的超高频无源RFID标签芯片，结合低功耗的控制器和数字温度传感器，只需要很少 的元器件就能实现半有源RFID温度传感器电子标签，标签的功耗更低，使用寿命更长，标 签可靠性得到提高，同时标签的成本进一步降低。附图说明图1为本技术的电路框图。图2为本技术实施例的半有源RFID温度传感器电子标签原理图。图3为由本技术实施例组成的温度监测系统原理图。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术作进一步详细说明。如图1所示，本实用 新型的半有源RFID温度传感器电子标签，具有天线(10)和带SPI接口的RFID标签芯片 (20)、控制器芯片(30)、温度传感器芯片GO)、电源(50)、电压监测模块(60)以及晶体振荡 器(70)。天线(10)与RFID标签芯片O0)的射频端口通过馈线(101)相连；RFID标签芯 片O0)与控制器(30)之间通过BUSl总线(102)相连，实现它们之间的数据通信；控制器 (30)与温度传感器00)之间通过BUS2总线(103)相连，实现它们之间的数据传输；电压 监测模块(60)的输出端接控制器(30)的信号输入端；晶体振荡器(70)接控制器(30)的 时钟信号输入端；电源(50)接控制器(30)的电源输入端。电源(50)为控制器(30)提供电能，系统的其它部分所需的电能由控制器(30)输 出；晶体振荡器(70)为控制器提供高精度的时钟信号；温度传感器GO)检测温度信息，并 把温度信息转化成温度数据；电压监测模块(60)检测电源电压的变化，它能把电源电压的 大小转换成二进制格式的电压数据；通过对控制器(30)编程，使控制器(30)按设计的程序 控制电子标签的各部分有序地工作，另外它还产生一个系统时钟，能根据设定的时间间隔 发出控制指令进行温度和电源电压测试，并记录当时的时间；测温和测电源电压的时间间 隔可以由RFID读写器控制，还可以通过RFID读写器对电子标签发送时钟校正指令对电子 标签的系统时钟进行时间校正；控制器(30)从温度传感器00)读取温度数据，从电压监测 模块(60)读取电压数据，并从控制器中读取当前的时间数据，然后把时间数据、温度数据 和电压数据传送给RFID标签芯片O0)并存储；RFID标签芯片Q0)与天线(10)构成射频 通信电路，当电子标签进入RFID读写器的电磁场中，就与读写器进行射频通信，RFID标签 芯片O0)接收从读写器发出的控制指令，并把温度数据、时间数据、电源电压数据以及电 子标签的识别码等数据通过天线返回到读写器，从而实现读写器对所识别的物体的温度监 测，另外，在进行射频通信时，RFID标签芯片O0)利用天线从电磁场中吸收能量并转换电 能为自身供电，此时RFID标签芯片O0)处于无源工作状态。电子标签采用半有源工作方式，当电子标签进行温度测试和电源电压监测时，采 用的是有电源供电的有源工作方式，当电子标签与读写器设备进行射频通信时，RFID标签 芯片从放置于电磁场中的天线获取电能，使芯片工作，这时电源不给RFID标签芯片供电， 因此是属于无源工作方式；RFID标签芯片与RFID读写器设备之间的无线射频通信，工作频 率为 860MHz 960MHz。如图2所示，天线(10)是高增益的天线，RFID标签芯片Q0)是一个工作频率为 860MHz 960MHz的超高频RFID标签芯片，另外还带有一个外部SPI通信总线，可以与外部 进行数据交换；控制器(30)是一个超低功耗的微处理器芯片，是温度传感器G0)与RFID 标签芯片O0)之间的数据通信的桥梁，它能把温度传感器G0)产生温度数据转换成RFID 标签芯片O0)能识别的数据格式，并记录温度传感器检测温度时的时间，然后把温度数据 和对应的时间数据通过SPI总线存储到RFID标签芯片O0)的存储器中；温度传感器芯片 (40)是一个低压低功耗的精密数字温度传感器，它检测温度信息并把温度信息转换成数字 电路能识别的二进制的温度数据；晶体振荡器(70)的工作频率为32. 768KHz的陶瓷晶体振 荡器，它能提供很稳定的时钟源，并且功耗很低，与微处理器搭配时，可以省去两个负载电容；电源(50)采用超容量纽扣电池，该电池的体积很小，在RFID测温电子标签PCB板上占 用的面积很小，因此可以减小电子标签的体积，从而使电子标签的体积更小。由于温度传感 器的数据输出端的接口是I2C形式，而RFID标签芯片的IO端的接口是SPI形式，它们的数 据接口方式不匹配，不能进行直接的数据通信，因此，在它们之间需要一个数据格式转换器 作为通信的桥梁，微处理器就担任了这个角色。天线(10)的两电极分别接RFID标签芯片00)的第12脚和第13脚；RFID标签芯 片(20)的第 1、2、6、7、8、9、10、11 脚分别接控制器芯片(30)的第 18、17、16、15、11、23、24、 14脚；RFID标签芯片(20)的第5脚接地；RFID标签芯片(20)的第3、4、14、15、16脚浮空 或接地均可；控制器芯片(30)的第4脚接地；控制器芯片(30)的第5、6脚分别接晶体振荡 器(70)的第1、2脚；控制器芯本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种半有源ＲＦＩＤ温度传感器电子标签，其特征在于：所述电子标签包括天线，与所述天线通过馈线相连的ＲＦＩＤ标签芯片，与所述ＲＦＩＤ标签芯片通过命令及数据总线（ＢＵＳ１）相连的控制器，与所述控制器通过命令及数据总线（ＢＵＳ２）相连的温度传感器，所述控制器还与晶体振荡器、电源电压监测模块和电源相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孔令荣，武岳山，熊立志，王振华，
申请(专利权)人：深圳市远望谷信息技术股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：94