一種無線射頻識別溫度標簽的監(jiān)測裝置，包括：讀寫器，所述讀寫器與至少一個包含有溫度傳感器的溫度標簽通過無線射頻互連，以及向所述溫度標簽發(fā)送功率；控制單元，所述控制單元與所述讀寫器互連，以及控制所述讀寫器改變功率同時讀取所述溫度傳感器測量的溫度，并根據(jù)不同功率下測量的溫度計算匹配最佳測溫功率。為保證溫度標簽測溫數(shù)據(jù)的準確性，本發(fā)明專利技術在該控制單元中提出了一種自適應功率匹配算法，使得標簽能夠在最優(yōu)的讀寫器發(fā)射功率下進行溫度測量。以及一種無線射頻識別溫度標簽的監(jiān)測系統(tǒng)和監(jiān)測方法。本發(fā)明專利技術實現(xiàn)了物品身份標識、溫度實時監(jiān)測和歷史溫度查詢等功能。
【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術涉及溫度監(jiān)測系統(tǒng)
，更為具體地，涉及一種無線射頻識別溫度標簽的溫度監(jiān)測裝置、系統(tǒng)和方法。
技術介紹
無線射頻識別(Rad1 Frequency Identificat1n，RFID)是一種無接觸自動識別技術，它利用射頻信號通過空間耦合(交變磁場或電磁場)實現(xiàn)無接觸目標識別并能讀寫相關數(shù)據(jù)。無源超高頻RFID標簽具有成本低、速度快、識別距離遠、可多目標同時識別等優(yōu)點，且無需電池供電和復雜的布線，因此該技術在物流管理及零售等領域具有非常廣闊的應用前景。將CMOS溫度傳感器嵌入到無源超高頻RFID標簽后，可實時監(jiān)測物品溫度、動物或人體的體溫、環(huán)境溫度等，在冷鏈物流、藥品疫苗、倉庫存貯等領域發(fā)揮至關重要的作用。相比于其它傳統(tǒng)溫度監(jiān)測方法，無源超高頻RFID溫度標簽的新型測溫系統(tǒng)具有實時性好、可多點同時測溫、無線數(shù)據(jù)傳輸、測溫節(jié)點體積小、成本低和壽命長等優(yōu)點；相比于有源RFID溫度標簽或其它電子溫度監(jiān)測方法，無源超高頻RFID溫度標簽在保證溫度可靠性的情況下，可大大降低成本和功耗。由于無源超高頻溫度標簽中CMOS傳感器的測溫精度受內(nèi)部工作電壓影響，而標簽內(nèi)部電壓是由溫度標簽接收到的功率大小決定，因此，為了確保測量溫度值的精度，標簽需要在最佳測溫功率下工作。實際中影響標簽最佳測溫功率的因素主要有:標簽與讀寫器之間的距離和角度、標簽間相互差異、多標簽之間信號相互干擾以及復雜多變的實際測量環(huán)境，這些因素導致標簽的最佳測溫功率不能被直接計算出來。
技術實現(xiàn)思路
鑒于上述問題，本專利技術的目的是提供無線射頻識別溫度標簽的監(jiān)測裝置、系統(tǒng)和方法，以實現(xiàn)溫度標簽在最佳測溫功率下工作。本專利技術提供一種無線射頻識別溫度標簽的監(jiān)測裝置，包括:讀寫器，所述讀寫器與至少一個包含溫度傳感器的溫度標簽通過無線射頻互連，以及向所述溫度標簽發(fā)送功率；控制單元，所述控制單元與所述讀寫器互連，以及控制所述讀寫器改變功率同時讀取所述溫度傳感器測量的溫度，并根據(jù)不同功率下測量的溫度計算匹配最佳測溫功率。根據(jù)本專利技術的一種【具體實施方式】，所述控制單元為單片機、個人PC或網(wǎng)絡終端。根據(jù)本專利技術的一種【具體實施方式】，所述溫度標簽進一步存儲有可供讀寫器讀取和控制單元處理的EPC碼。根據(jù)本專利技術的一種【具體實施方式】，所述控制單元控制所述讀寫器改變功率的方式為:在讀寫器輸送功率范圍內(nèi)連續(xù)提高功率，計算的算法為:當某功率點所測溫度與之前和之后連續(xù)的功率點所測溫度變化率最小，則選取當前功率點為最佳測溫功率。作為本專利技術的另一個方面，本專利技術還提供一種無線射頻識別溫度標簽的監(jiān)測系統(tǒng)，包括:至少一個包含溫度傳感器的溫度標簽，所述溫度標簽粘貼于待測物體上；以及如權利要求1-4任意一項所述的無線射頻識別溫度標簽的監(jiān)測裝置。作為本專利技術的另一個方面，本專利技術還提供一種無線射頻識別溫度標簽的監(jiān)測方法，其特征在于方法包括:步驟一、制備含溫度傳感器的至少一個溫度標簽，分別貼于至少一個待測物體上；步驟二、設置讀寫器，與所述溫度標簽通過無線射頻互連并給所述溫度標簽提供發(fā)射功率；步驟三、設置控制單元，通過控制單元改變讀寫器發(fā)射功率同時讀取所述溫度傳感器測量的溫度，并根據(jù)不同功率下測量的溫度計算出最佳測溫功率。根據(jù)本專利技術的一種【具體實施方式】，上述監(jiān)測方法中，步驟三中改變發(fā)射功率的方式為在發(fā)射功率范圍內(nèi)連續(xù)提高功率。根據(jù)本專利技術的一種【具體實施方式】，上述監(jiān)測方法中，步驟三中計算的方式為:當讀出的溫度數(shù)據(jù)不在待測溫度測量范圍內(nèi)，舍棄該數(shù)值；當標簽在某一功率能輸出處于正常測溫范圍的數(shù)值，且與之前和之后的功率點所測數(shù)值變化率最小，則選取功率點為最佳測溫功率。根據(jù)本專利技術的一種【具體實施方式】，上述監(jiān)測方法中，所述監(jiān)測方法進一步包括步驟四:在計算出最佳測溫功率后，還包含在該功率下多次測量溫度后得到的平均溫度值作為待測物體的溫度并存入控制單元。根據(jù)本專利技術的一種【具體實施方式】，上述監(jiān)測方法中，所述監(jiān)測方法進一步包括步驟五:在步驟四完成后，重復步驟三和步驟四。通過上述技術方案，本專利技術無線射頻識別溫度標簽的監(jiān)測裝置、系統(tǒng)和方法的有益效果在于:(I)通過改變讀寫器的發(fā)送功率，直至在最佳功率測量溫度，克服了現(xiàn)有技術中最佳測溫功率不能被直接計算出來的問題，提高了待測物體溫度的準確性；(2)通過提出一種自適應功率匹配算法，使得標簽能夠在最優(yōu)的讀寫器發(fā)射功率下進行溫度測量，提高測量精度；(3)通過重復步驟三和四，實現(xiàn)了對多個待測物體的實時監(jiān)控，構建高精度溫度監(jiān)測系統(tǒng)。(4)本專利技術將無源超高頻RFID技術與溫度采集技術相結合，可實時監(jiān)測物品溫度、動物或人體的體溫、環(huán)境溫度等，在冷鏈物流、藥品疫苗、倉庫存貯等領域發(fā)揮至關重要的作用。【附圖說明】圖1為本專利技術實施例1無線射頻識別溫度標簽的監(jiān)測系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)結構圖；圖2為本專利技術實施例1無線射頻識別溫度標簽的監(jiān)測系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)結構圖；圖3為本專利技術實施例1中使用的無源超高頻RFID標簽的標簽結構圖；圖4為本專利技術實施例1無線射頻識別溫度標簽的監(jiān)測系統(tǒng)的軟件流程圖；圖5為本專利技術實施例1無線射頻識別溫度標簽的監(jiān)測系統(tǒng)單次溫度測量流程圖。【具體實施方式】為使本專利技術的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本專利技術作進一步的詳細說明。本專利技術提供一種無線射頻識別溫度標簽的監(jiān)測裝置，包括:讀寫器，所述瀆寫器與至少一個包含溫度傳感器溫度標簽通過無線射頻互聯(lián)，以及向所述溫度標簽發(fā)送功率；控制單元，所述控制單元與所述讀寫器互聯(lián)，以及控制所述讀寫器改變功率同時讀取所述溫度傳感器測量的溫度，并根據(jù)不同功率下測量的溫度計算匹配最佳測溫功率。還提供一種無線射頻識別溫度標簽的監(jiān)測系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:粘貼于待測物體上的至少一個溫度標簽；以上所述無線射頻識別溫度標簽的監(jiān)測裝置； 所述溫度標簽與所述監(jiān)測裝置中的讀寫器通過無線射頻互連。還提供一種無線射頻識別溫度標簽的監(jiān)測方法，其特征在于方法包括:步驟一、制備含溫度傳感器的至少一個溫度標簽，分別貼于至少一個待測物體上；步驟二、設置讀寫器，與所述溫度標簽通過無線射頻互聯(lián)并給所述溫度標簽提供發(fā)射功率；步驟三、設置控制單元，通過控制單元改變讀寫器發(fā)射功率同時讀取所述溫度傳感器測量的溫度，并根據(jù)不同功率下測量的溫度計算出最佳測溫功率。對于傳感器的選擇，優(yōu)選的溫度傳感器為嵌入式CMOS溫度傳感器。對于溫度標簽的設置，優(yōu)選的包括存儲器、協(xié)議處理器和射頻/模擬單元，優(yōu)選的所述溫度標簽進一步存儲有供讀寫器讀取和控制單元處理的EPC碼。對于改變功率的方式，優(yōu)選的采用自適應功率匹配算法，在讀寫器輸送功率范圍內(nèi)連續(xù)提高功率，更加優(yōu)選的算法為:當某功率點所測溫度與之前和之后連續(xù)的功率點所測溫度變化率最小，則選取當前功率點為最佳測溫功率;進一步優(yōu)選的算法為:根據(jù)讀寫器發(fā)射功率范圍，從最小發(fā)射功率開始，每秒增加0.25dBm，每個功率點都進行多次溫度測量操作，得到多個溫度值，測得的溫度值經(jīng)過一系列過濾算法(當讀出的溫度數(shù)據(jù)不在-30°C到50 0C的傳感器溫度測量范圍內(nèi)，或溫度值在測量范圍內(nèi)但波動較大，證明該功率不是最佳功率；當標簽在某一功率Pl能輸出處于正常測溫范圍的數(shù)值，且之后連續(xù)2個功率點P2，P3的平均溫度相差很小(± 1°C范圍內(nèi))，則選本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術保護點】
一種無線射頻識別溫度標簽的監(jiān)測裝置，其特征在于，包括：讀寫器，所述讀寫器與至少一個包含溫度傳感器的溫度標簽通過無線射頻互連，以及向所述溫度標簽發(fā)送功率；控制單元，所述控制單元與所述讀寫器互連，以及控制所述讀寫器改變功率同時讀取所述溫度傳感器測量的溫度，并根據(jù)不同功率下測量的溫度計算匹配最佳測溫功率。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：司禹，馮鵬，于雙銘，吳南健，
申請(專利權)人：中國科學院半導體研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：北京;11
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