CN103852185A - 一种具有rfid功能可存储温度的智能传感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有RFID功能可存储温度的智能传感器，包括：温度传感器、无源电子标签模块、处理器模块、电源模块、以及天线；其中，温度传感器用于测量待测物的温度值；电源模块用于对处理器模块和温度传感器供电；处理器模块用于工作时控制各模块工作，并将温度值存储于无源电子标签模块，非工作时处于休眠状态；无源电子标签模块用于存储温度值，并在外部读卡器激励时通过天线将温度值以射频方式发送给外部读卡器。由于采用无源电子标签模块，实现了半有源的工作方式，且处理器模块在非工作时处于休眠状态，实现了半有源低功耗的工作方式，降低了功耗。

Description

一种具有RFID功能可存储温度的智能传感器

技术领域

本发明涉及温度测量和射频领域，尤其涉及一种具有RFID功能可存储温度的智能传感器。

背景技术

电子标签(RFID)和温度测量是两个独立性很强的产品，电子标签可以实现产品身份识别，温度传感器则可以实现温度的测量，然而在某些领域例如冷链运输行业(如疫苗运输、血液制品运输)，除了要求具有身份识别之外，还要求对产品运输过程中的温度进行有效监控。显然单独的电子标签和温度测量产品无法满足要求。

专利申请200610016278.3公开了一种温度监控电子标签系统，其在有源标签里加装温度传感器，集成为一个有源的可监控温度变化的温控电子标签，可自动监控被标识物体的温度变化，杜绝对温度敏感的药品、食品等物品由于温度超标而带来的危害。

专利申请200410091698.9公开了一种无线IC标签读写器、无线IC标签系统，其中，该专利利用RFID标签读写器从温度传感器接收温度值并将该温度数据写入RFID标签，并利用RFID标签读写器读取RFID标签中存储的温度数据。

专利申请200610016278.3提出的温度监控电子标签系统并没有公开具体的实现方式，另外，其采用的是有源的电子标签，标签的工作电源完全有内部电池提供，同时该电池也为电子标签和读卡器之间的通讯提供能量，再者，有源的电子标签数据的发送为主动发送，所以发送的频率需要提前预设。

专利申请200410091698.9中温度的保存必须借助于RFID标签读卡器，无线标签无法单独使用，必须与专用的读卡器配套使用，因而应用不灵活，并且读卡器是将从温度传感器接收到的温度值以无线的形式写入到RFID标签中，无线的写入的方式消耗的电能是非常大的，这样对于电池供电的应用场合来说显然是不适合的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有RFID功能可存储温度的智能传感器，解决现有技术中RFID温度传感器功耗太大，且应用不便的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种具有RFID功能可存储温度的智能传感器，其包括：温度传感器、无源电子标签模块、处理器模块、电源模块、以及天线；其中，所述温度传感器用于测量待测物的温度值；所述处理器模块用于工作时控制各模块工作，并将所述温度值存储于所述无源电子标签模块，非工作时处于休眠状态；所述无源电子标签模块用于存储所述温度值，并在外部读卡器激励时通过所述天线将所述温度值以射频方式发送给外部读卡器；所述电源模块用于对所述处理器模块和温度传感器供电，以及在无源电子标签存储所述温度值时对所述无源电子标签供电。

本发明的有益效果是：采用无源电子标签模块，使得智能传感器实现半有源的工作方式，且处理器模块在非工作时处于休眠状态，降低了功耗。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述无源电子标签模块包括用于进行射频通信的电子标签以及用于存储所述温度值的数据存储器。

进一步，所述智能传感器还包括有用于记录当前智能传感器时间，且在到达预定时间时唤醒所述处理器模块进行工作的实时时钟模块。

进一步，所述处理器模块在所述实时时钟模块到达预定时间时将此时时间信息存储于所述无源电子标签的数据存储器中。

进一步，所述无源电子标签模块在外部读卡器激励时通过所述天线将所述温度值以及所述时间信息以射频方式发送给外部读卡器。

采取上述进一步方案的有益效果是使得智能传感器可以根据用户设置的预定时间周期性采集温度信息，用户在读取信息时得到与时间对应的温度信息，使得用户得到的信息更准确。

进一步，所述处理器模块还用于采集所述电源模块的电量信息，并将所述电量信息存储在所述无源电子标签模块的数据存储器中。

采用上述进一步方案的有益效果是使的智能传感器具有电量检测的功能。

进一步，所述无源电子标签模块用于存储所述温度值，并在外部读卡器激励时通过所述天线将所述温度值以及所述电源电量信息以射频方式发送给外部读卡器。

进一步，所述智能传感器还包括与所述处理器连接，用于响应用户查询所述智能传感器是否正常工作的指令并显示所述智能传感器工作状态的人机交互模块。

进一步，所述人机交互模块包括用于用户输入查询所述智能传感器工作状态指令的按键输入模块和用于显示所述工作状态的显示模块。

附图说明

图1为本发明智能传感器结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，作为一种实施例，本发明一种具有RFID功能可存储温度的智能传感器包括：温度传感器、无源电子标签模块、处理器模块、电源模块、实时时钟模块、人机交互模块以及天线。

其中，无源电子标签(RFID)模块具有身份识别的功能，即具有全球唯一身份识别ID号；并且，无源电子标签(RFID)模块具有大容量的存储功能，处理器模块通过串行接口(例如IIC接口)将温度值等数据写入到该存储器中，通过读取器以无线的形式获取该温度值。

RFID模块可由集成芯片构成，例如意法半导体的M24LR64，同时兼有电子标签和大容量存储的功能。

温度传感器模块用于测量温度值，将温度值转换为与之对应的电压值。

温度传感器模块可以是热敏电阻或者热敏二极管等温度敏感元件组成。处理器模块通过AD转换读取该敏感元件的电压值再通过转换可以获得当前的温度值。

实时时钟模块用于记录当前的系统时钟，并提供唤醒处理器模块。为了能有效的降低的功耗，智能传感器在多数的情况下处于休眠状态，时钟达到指定的时间后，则系统时钟会将处理器模块唤醒，以运行下一步的任务。

实时时钟可以是单独的芯片也可由处理器模块集成，例如本实施例所采用的STM8L152本身就集成了实时时钟模块。

处理器模块用于工作时控制各模块工作，并将所述温度值存储于所述无源电子标签模块，非工作时处于休眠状态；具体的，处理器模块将温度传感器模块得到与温度值对应的电压值转换为数字信号，以及将电池电量信息和时间信息转换为数字信号，并将这些信号存储于无源电子标签中。

人机交互模块用于通过按键等输入模块响应用户输入的查询智能传感器工作状态的指令；并通过发光二极管等显示模块给出用户以必要的指示，如显示绿色表示正常工作，显示红色表示工作异常等。

电源模块用于给智能传感器提供必要的电能，作为一种实施例智能传感器是由电池供电。优选采用3V的电池供电，这样既能满足系统芯片的工作电压，又可以尽可能降低系统的整体功耗。

因此，本发明具有如下优点：

1同时具有温度测量、存储和电子标签的功能

温度传感器用来测量商品或者商品附件的温度值，通过处理器模块将温度值以串行通讯的方式(IIC通讯方式)，将温度值存储到电子标签的数据区，读卡器通过读取该区域的数据来获得温度值。

2采用半有源的工作方式，即温度的采集和数据的保存单元是由电池供电，但温度采集并完成保存后，该部分处于休眠状态，由此来降低功耗，而电子标签模块则处于无源的工作模式，本身并不主动的发送数据，当被读卡器激活，是从读卡器来获取能量，完成数据的交换，显然系统的功耗是极低的。

3周期温度采集

本申请采用周期性采集温度值的方式，用户可以通过设置实时时钟模块，通过预定时间实现温度值的周期性采集。

4低功耗的工作模式

该智能传感器的温度采集、数据的存储是需要电池提供能量，所以该传感器必须是低功耗的，本文采用了如下的方式来降低系统功耗问题：

在需要温度采集和数据保存的时候处理器模块会被自动激活而处于正常的工作模式下，此时电池消耗的能量比较大，当完成该操作后，则切断温度传感器和无线电子标签模块中数据存储器的供电，同时处理器模块本身则自动进入低功耗的休眠状态模式，而仅仅保留有实时时钟。

5电池电量检测功能

提供电池电压检测的功能，周期性测量电池电压值，并将该电压值存储到特定区域，读卡器通过读取该传感器区域的数值可以获得电池的电压。

6无线的数据交换方式

读卡器通过无线的方式来读取存在电子标签芯片内的温度值，并且通过无线的方式将关键参数写入到电子标签的存储器内，而处理器模块则是通过读取该存储器来获得关键参数。从而完成了数据交互。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种具有RFID功能可存储温度的智能传感器，其特征在于，所述传感器包括：温度传感器、无源电子标签模块、处理器模块、电源模块、以及天线；其中，所述温度传感器用于测量待测物的温度值；所述处理器模块用于工作时控制各模块工作，并将所述温度值存储于所述无源电子标签模块，非工作时处于休眠状态；所述无源电子标签模块用于存储所述温度值，并在外部读卡器激励时通过所述天线将所述温度值以射频方式发送给外部读卡器；所述电源模块用于对所述处理器模块和温度传感器供电，以及在无源电子标签存储所述温度值时对所述无源电子标签供电。

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