CN201892966U - 智能温度传感标签 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能温度传感标签，所述标签包括标签芯片、标签天线和用于监控环境温度是否达到设定温度值的温度传感器，所述标签天线分别和所述标签芯片和所述温度传感器连接，使得所述温度传感器和所述标签芯片构成回路，或者，使得所述标签芯片、温度传感器和所述标签天线构成回路，所述温度传感器在所处环境温度达到所述温度传感器本身的设定温度值时，在通路或断路两种状态间切换，使得标签天线与标签芯片阻抗匹配或失配，或使得标签天线与标签芯片成功连接或断开连接。本实用新型在不带I/O功能情况下可获知标签的自身信息及所处环境温度，因而有效拓展了标签的应用场合。

Description

智能温度传感标签

技术领域

本实用新型涉及一种射频标签。

背景技术

射频识别技术是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术，其是一项利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。射频标签即RFID(Radio FrequencyIdentification)，又称电子标签，作为无线电近场通讯的主要应用之一，目前在各行各业已得到了广泛的应用。射频标签包括超高频射频标签(UHF RFID)、高频射频标签(HF RFID)和低频射频标签(LF RFID)。

RFID射频标签整个系统的组成要素有：

(一)射频标签，一般为无源。以超高频射频标签(UHF RFID)为例，请参阅图1和图2。图1所示为现有的标签天线未形成闭合回路的射频标签的结构示意图。图2所示为现有的标签天线形成闭合回路的射频标签的结构示意图。现有的射频标签均由标签芯片1与标签天线2匹配连接且一并封装而成。现有的射频标签在读写时只有“能读写”(即可读写)和“不能读写”(即不可读写)两种工作状态，也就是射频标签在一定范围内(即在读写器天线辐射有效范围内)的可读写性是必然的，超出范围的不可读写性也是必然的，这两种工作状态。在读写器天线辐射有效范围内，图1和图2所示的射频标签均具有可读性，即射频标签中的标签芯片1和标签天线2阻抗匹配。

(二)读写器，包括微电脑系统、编解码系统、射频功放与接收系统。

(三)天线，用于读写器载波功率输出和接收，有源、高增益、高灵敏度。

(四)后处理，包括数据加密、后台网络传输、数据库支持、执行系统等。)

RFID标签的基本工作原理是，读写器经由其天线向标签发送载波信号(含能量辐射与经调制的操作指令)，由于标签芯片与标签天线阻抗匹配，标签芯片可以从天线获得最大电磁波辐射能量，从而为标签芯片自己建立了工作电压，标签芯片内部电路开始工作，解读并执行在标签天线上检波获得的指令，按指令完成一系列的数据处理，并将数据经标签天线发送给读写器；读写器读取标签芯片数据后，经信号放大解码等一系列处理后通过接口传到数据库网络，并作进一步执行操作。

传统的射频标签在读写功能上，读写器通常只读写其内部的存储器，得到的只是标签芯片内部自带的一些信息，如EPC码、内部数据等。而对于射频标签所处的环境温度信息无法获知。

欲获知标签所处的环境温度，最易想到的解决方案是带I/O功能的射频标签芯片。但此新概念技术，在概念引入、原始设计、验证、规模生产等方面，都还有待时日。目前国内外市场上传统射频标签芯片几乎都不含有I/O口，国际上很少厂家生产，国内更是空白。在一些应用场合，如在菌类或疫苗的培养室内，用户需要对射频标签所处的环境温度进行实时的监控。而现有的射频标签在不带I/O功能的前提下，不能满足这个需求。

由此可见，如何提供一种不带I/O功能的可获知标签自身的信息及其所处环境的温度的标签是本领域技术人员亟待解决的一个技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种智能温度传感标签，不但可以获知标签芯片内部自带的信息，还可以获知标签所处的环境温度信息。

为了达到上述的目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种智能温度传感标签，所述标签包括标签芯片、标签天线和用于监控环境温度是否达到设定温度值的温度传感器，所述标签天线分别和所述标签芯片和所述温度传感器连接，使得所述温度传感器和所述标签芯片构成回路，或者，使得所述标签芯片、温度传感器和所述标签天线构成回路，所述温度传感器在所处环境温度达到所述温度传感器本身的设定温度值时，在通路或断路两种状态间切换，使得标签天线与标签芯片阻抗匹配或失配，或使得标签天线与标签芯片成功连接或断开连接。

优选，当标签是超高频射频标签时，所述温度传感器的通路或断路状态使得标签天线与标签芯片阻抗匹配或失配。

优选，其特征在于，当标签是高频射频标签或低频射频标签时，所述温度传感器的通路或断路状态使得标签天线与标签芯片成功连接或断开连接。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型智能温度传感标签通过在标签内部增设一温度传感器，来改变标签天线和标签芯片的连接方式，当标签是超高频射频标签时，标签天线和标签芯片的连接方式的改变可以改变标签天线和标签芯片的阻抗配置方式(即阻抗匹配或失配)；当标签是高频射频标签或低频射频标签时，标签天线和标签芯片的连接方式的改变可以实现标签芯片与标签天线在成功连接或断开连接之间的切换，进而改变标签的可读性，来获知标签的自身信息及标签所处的境的温度信息。从而，标签可以在不带I/O功能的前提下，不仅可以获知标签自身的信息，还可以监控标签所处的温度是否达到设定值，从而有效开拓了标签的应用领域，满足用户的不同需求。

附图说明

本实用新型的智能温度传感标签由以下的实施例及附图给出。

图1所示为现有的标签天线未形成闭合回路的标签的结构示意图；

图2所示为现有的标签天线形成闭合回路的标签的结构示意图；

图3所示为本实用新型实施例1的智能温度传感标签的结构示意图；

图4所示为本实用新型实施例1的智能温度传感标签的监控方法的第一种情形的流程图；

图5所示为本实用新型实施例1的智能温度传感标签的监控方法的第二种情形的流程图；

图6所示为本实用新型实施例2的智能温度传感标签的结构示意图。

图中，1-标签芯片、2-标签天线、3-温度传感器。

具体实施方式

以下将对本实用新型的智能温度传感标签作进一步的详细描述。

本实用新型的核心思想是在标签的结构中增设一容易受标签所处环境温度控制的温度传感器，来改变标签芯片与标签天线的构架及封装，从而使得标签天线与标签芯片的阻抗配置方式受到环境温度的控制，实现标签天线与标签芯片的必然性匹配和必然性失配之间的转变，最终导致标签在可读写性必然的情况下(即在读写器天线辐射有效范围内)，转变为完全的不可读写；或者在可读写性必然的情况下，将不可读写恢复成可读写状态，并根据标签在可读写性必然的情况下的可读性是否改变来获知标签所处的环境是否达到某种温度值，从而可以在标签不具有I/O功能的前提下，不但可以获知标签内部信息，还可以获知标签所处环境的温度信息，从而有效拓展了标签的应用场合。

实施例1

请参阅图3，这种智能温度传感标签，所述标签包括标签芯片1、标签天线2和用于监控环境温度是否达到设定温度值的温度传感器3，所述标签天线2分别和所述标签芯片1和所述温度传感器3连接，使得所述温度传感器3和所述标签芯片1构成回路，或者，使得所述标签芯片1、温度传感器3和所述标签天线2构成回路，所述温度传感器3在所处环境温度达到所述温度传感器本身的设定温度值时，在通路或断路两种状态间切换，使得标签天线2与标签芯片1阻抗匹配或失配，或使得标签天线与标签芯片成功连接或断开连接。

当标签是超高频射频标签时，所述温度传感器3的通路或断路状态使得标签天线2与标签芯片1阻抗匹配或失配。当标签是高频射频标签或低频射频标签时，所述温度传感器3的通路或断路状态使得标签天线2与标签芯片1成功连接或断开连接。即使得标签在读写器天线辐射有效范围内(即必然可读的情况下)发生可读性改变。本实施例中所述标签为超高频射频标签，也即UHF RFID。

温度传感器3在其所处环境达到一定温度值或没有到达一定温度值时，该温度传感器的工作状态是截然不同的，其具有导通和断开两种状态。利用温度传感器的这一特性，用户可以通过该智能温度传感标签的可读性变化来监控该标签的所处环境的特定的温度变化。一旦，标签所处的环境温度变化到温度传感器的极限温度(也称设定值)，所述极限温度值是指能使温度传感器发生通路和断路之间切换的温度值。温度传感器3会在通路或断路两种状态间切换，从而使得标签芯片1和标签天线2的阻抗配置发生改变(即在阻抗匹配和阻抗失配间切换)，进而使得标签的可读性发生改变。因而，用户可以根据标签的可读性变化来监控标签所处的环境温度是大于某个设定值还是小于某个设定值。

这种智能温度传感标签的制作方法如下：

首先，我们选择一个常规的标签，当知道标签天线的结构后，再对标签天线进行改装(这里随着天线结构与温度传感器初始特性的不同，两者结合所达到的效果也是不同的)。使得所述温度传感器与所述标签天线形成闭合回路，所述温度传感器在通路或断路两种状态间的切换决定着所述闭合回路的开合，当标签是超高频射频标签时，所述闭合回路的开合决定所述标签天线与标签芯片阻抗匹配或失配；当然，当标签是高频射频标签或低频射频标签时，所述闭合回路的开合决定所述标签天线与标签芯片成功连接或断开连接。假设标签天线本身没有形成闭合回路的，那么我们可以加一个常态下为开路的温度传感器在标签天线中，如图3所示。当温度传感器受环境特定温度的变化变为通路时，所述温度传感器和标签天线构成闭合回路。

这样经过改装的标签常态下和常规标签性能一样，但如果标签所处的环境温度到达所述温度传感器的极限温度，则温度传感器的工作状态发生变化，从开路状态变成断路状态，从而使得原本闭合回路断开，使得标签芯片1与标签天线阻抗失配，此时，改装后的标签在这种情况下就将无法读写。相反的如果加入一个常态下为常闭的温度传感器，则改装后的标签在常态下为无法读写，如果标签所处的环境温度到达所述温度传感器的极限温度后则恢复标签原有功能(即可以读写)。

相同的道理，在常规的标签天线有闭合回路的标签中加入常态下为常闭的温度传感器，也能实现改装后的标签在常态下能读写，当标签所处的环境温度达到设定值后失效。反之在常规的标签天线有闭合回路的标签中加入常态下为常开状态，也能实现改装后的标签在常态下不能读写，当标签所处的环境温度达到设定值后恢复标签原有功能(可以读写)。

然后，我们将该改装后的智能温度传感标签放在需要同时监控环境温度的地方，比如一些菌类，疫苗等培养室内；

最后，为了使智能温度传感标签的功能完善，我们在其旁边做一个共生标签，来保证磁控标签正常工作。

本实用新型智能温度传感标签的温度监控方法即使用方法如下：其包括如下步骤：

第一步，设定使温度传感器在通路或断路两种状态间切换的温度极限值(即设定值)，并确定标签的初始可读性(即初始状态时标签是可读还是不可读状态)，假设，标签的初始可读性时可读状态；

第二步，将标签放置在监控点，比如一些菌类，疫苗等培养室内；

第三步，经读写器由天线向标签发送载波信号，并根据标签的可读性是否改变来获知标签所处的环境温度是否到达设定值。请参阅图4，如果标签的可读性变为不可读，则说明，所述标签所处的环境温度到达能使温度传感器发生通路或断路变化的温度极限值(设定值)。请参阅图5，如果标签的可读性不变，则说明，所述标签所处的环境温度没有到达能使温度传感器发生通路或断路变化的温度极限值(设定值)。

因而，采用本实用新型智能温度传感标签不但可以获知标签芯片内部自带的信息，还可以获知标签所处的环境温度是否达到需监控的温度值，从而增加了标签的功能，开拓了标签的应用领域。

实施例2

本实施例与实施例1区别在于：请参阅图8，所述标签为低频射频标签，所述温度传感器3连接在所述标签芯片1和所述标签天线2的连接回路中，即所述标签天线2分别和所述标签芯片1和所述温度传感器3连接，使得所述标签芯片1、温度传感器3和所述标签天线2构成回路。这种智能温度传感标签也称为温控式“禁/能读写”标签，同样用于监测标签所处环境的温度变化。该标签也可以被应用到一些菌类，疫苗等培养室内，为用户提供实时的温度监控。本实施例的使用方法与实施例1的使用方法类似。

综上所述，本实用新型可应用在超高频射频标签领域、高频射频标签领域、低频射频标签领域。以上都是智能温度传感标签的一些应用场合，当然，运用这一理念，本实用新型还可以根据用户需求，选用具有不同温度传感器的智能温度传感标签，来实现对各个所需控制的环境温度进行监控。即在同一个环境中，根据用户需求来组合设置若干个智能温度传感标签，包括若干个能监控不同温度值的智能温度传感标签，来监控各种温度变化，以满足用户的各种需求。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (3)

1.一种智能温度传感标签，其特征在于，所述标签包括标签芯片、标签天线和用于监控环境温度是否达到设定温度值的温度传感器，所述标签天线分别和所述标签芯片和所述温度传感器连接，使得所述温度传感器和所述标签芯片构成回路，或者使得所述标签芯片、温度传感器和所述标签天线构成回路，所述温度传感器在所处环境温度达到所述温度传感器本身的设定温度值时，在通路或断路两种状态间切换，使得标签天线与标签芯片阻抗匹配或失配，或使得标签天线与标签芯片成功连接或断开连接。

2.如权利要求1所述的智能温度传感标签，其特征在于，当标签是超高频射频标签时，所述温度传感器的通路或断路状态使得标签天线与标签芯片阻抗匹配或失配。

3.如权利要求1所述的智能温度传感标签，其特征在于，当标签是高频射频标签或低频射频标签时，所述温度传感器的通路或断路状态使得标签天线与标签芯片成功连接或断开连接。

Images