水產品冷鏈監測的RFID智能標簽制造技術

本實用新型專利技術公開了一種水產品冷鏈監測的RFID智能標簽，涉及RFID技術領域，所述標簽包括：控制單元、采集單元、存儲單元、射頻收發器及CPLD協議單元，所述采集單元、存儲單元、射頻收發器及CPLD協議單元均與控制單元連接，所述采集單元獲取當前水產品的冷鏈環境參數，并將獲取的冷鏈環境參數發送至控制單元，所述控制單元將接收到的冷鏈環境參數保存至存儲單元，當標簽接收到讀寫器的信號后，由CPLD協議單元對信號進行解析，并將解析后的信息發送至控制單元，控制單元將保存在存儲單元中的冷鏈環境參數發送至讀寫器，以實現水產品冷鏈監測。本實用新型專利技術通過各個模塊的設置，提高了冷鏈監測的自動化程度，并降低了人工成本。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及RFID
，特別涉及一種水產品冷鏈監測的RFID智能標簽。
技術介紹
冷鏈監測指溫度敏感性產品在生產、貯藏運輸、銷售，到消費前的各個環節中，始終處于規定的低溫環境下，以保證物品質量，減少物流損耗的一項系統工程。在新鮮易腐食品領域的整個供應鏈過程中，精確的溫度監控是確保食品安全的重要前提。現有的冷鏈溫度監測系統，主要是采用條形記錄儀或者溫度采集器，這種方式通常都非常昂貴，而且不是自動化操作，需要人工檢查。除此之外，還必須打開食品包裝箱才能夠讀取記錄的溫度信息，因此只有貨物到達了目的地才可以讀取溫度信息。所以這種方式僅僅局限于冷鏈的某個環節或者一些特定的品種，無法實現冷鏈所有重要環節連續的產品·環境參數監控。
技術實現思路
(一)要解決的技術問題本技術要解決的技術問題是如何提高冷鏈監測的自動化程度，并降低成本。(二)技術方案為解決上述技術問題，本技術提供了一種水產品冷鏈監測的RFID智能標簽，所述標簽包括控制單元、采集單元、存儲單元、射頻收發器及CPLD協議單元,所述采集單元、存儲單元、射頻收發器及CPLD協議單元均與所述控制單元連接，所述采集單元獲取當前水產品的冷鏈環境參數，并將獲取的冷鏈環境參數發送至所述控制單元，所述控制單元將接收到的所述冷鏈環境參數保存至所述存儲單元，當所述標簽接收到讀寫器的信號后，由所述CPLD協議單元對所述信號進行解析，并將解析后的信息發送至所述控制單元，所述控制單元將保存在所述存儲單元中的冷鏈環境參數發送至所述讀寫器，以實現水產品冷鏈監測。優選地，所述標簽還包括電源管理單元，所述電源管理單元為所述采集單元、CPLD協議單元和控制單元供電。優選地，所述電源管理單元包括相互連接的鋰電池和電壓轉換電路，所述鋰電池與所述采集單元和控制單元分別連接，所述電壓轉換電路與CPLD協議單元連接。優選地，所述冷鏈環境參數包括空氣溫濕度和光照度。優選地，所述采集單元包括溫濕度傳感器和光照傳感器，所述空氣溫濕度由所述溫濕度傳感器獲取，所述光照度由所述光照傳感器獲取。(三)有益效果本技術通過各個模塊的設置，提高了冷鏈監測的自動化程度，并降低了成本。附圖說明圖I是按照本技術一種實施方式的水產品冷鏈監測的RFID智能標簽的結構框圖。具體實施方式以下結合附圖和實施例，對本技術的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本技術，但不用來限制本技術的范圍。射頻識別(Radio Frequency Identification, RFID)是一種非接觸式的自動識別技術，它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據，識別工作無須人工干預，可工作于各種惡劣環境。本技術通過引入RFID技術，將溫度、濕度和光照變化記錄在“帶溫度、濕度和光照傳感器的RFID標簽”上，提高了對水產品的生鮮度、品質等的有效的管理。圖I是按照本技術一種實施方式的水產品冷鏈監測的RFID智能標簽的結構框圖；參照圖1，所述標簽包括控制單元、采集單元、存儲單元、射頻收發器及復雜可編程邏輯器件(Complex Programmable Logic Device, CPLD)協議單元，所述采集單元、存儲單元、射頻收發器及CPLD協議單元均與所述控制單元連接， 所述采集單元獲取當前水產品的冷鏈環境參數，并將獲取的冷鏈環境參數發送至所述控制單元，所述控制單元將接收到的所述冷鏈環境參數保存至所述存儲單元，當所述標簽接收到讀寫器的信號后，由所述CPLD協議單元對所述信號進行解析，并將解析后的信息發送至所述控制單元，所述控制單元將保存在所述存儲單元中的冷鏈環境參數發送至所述讀寫器，以實現水產品冷鏈監測，本實施方式中，所述控制單元為TI公司的MSP430F1612,該微控制器具有三種不同的功耗模式，55KB的flash和5KB的內部RAM，可用于存儲溫濕度和光照強度數據；所述射頻收發器由電子元器件和天線組成，用來與讀寫器進行數據收發和從13. 56MHz的射頻信號中獲取能量，所述天線由一個7級螺旋式電感組成，其導線厚度為18um,寬度為300um，導線之間的間隙為300um，所述天線與一個平行的可調式平板電容一起將射頻信號頻率調制到13. 56MHz，用于射頻信號收發通信，射頻收發器是所述標簽與讀寫器之間數據通信接口，當標簽置于讀寫器感應范圍之內時，首先由讀寫器發起命令，射頻收發器感應信號，并將信號進行解調，獲取其中的命令信息，然后發往所述控制單元，與此類似，當標簽回發數據給讀寫器時，由所述控制單元發送給射頻收發器，經過射頻收發器調制后，成為13. 56MHz的射頻信號，然后由讀寫器接收；為了降低標簽的功耗，所述CPLD協議單元利用lattice公司LC4064ZC-75TN48C的CPLD芯片執行所有的射頻通信協議，該芯片采用I. 8V電壓供電，替代給所述控制單元提供高頻時鐘來完成通信協議，從而降低功耗，CPLD協議單元用于實現所述標簽與讀寫器之間的通信協議，包括標準的RFID通信協議和用戶自定義的各種命令，當標簽接收到讀寫器的信號后，由CPLD協議單元進行解析，將解析后的信息發送到所述控制單元，所述控制單元根據命令進行相應的操作，若是應答命令，則由CPLD協議單元將信號通過射頻收發器發送回讀寫器。所述存儲單元，采用的是Microchip公司的16KB大小的24AA16EEPR0M存儲芯片，所述存儲單元主要完成冷鏈環境參數的存儲，所述控制單元讀取采集單元的環境參數后，經過數據的處理和格式調整以適應存儲器后，存入存儲單元；當所述存儲單元接收到讀取數據命令后，從存儲單元中讀出冷鏈環境數據。所述控制單元是所述標簽的控制中心，它是整個標簽的核心，控制所述采集單元的數據采集，存儲單元的數據讀寫，由CPLD協議單元一起完成解析射頻接收器的射頻信號時序與命令信號。本技術的標簽為半主動標簽，它被動的與讀寫器通信；主動獲取采集單元的數據，標簽大小為78mm*54mm,比標準的信用卡稍微小一點。優選地，所述標簽還包括電源管理單元，所述電源管理單元為所述采集單元、CPLD協議單元和控制單元供電。優選地，所述電源管理單元包括相互連接的鋰電池和電壓轉換電路，所述鋰電池 與所述采集單元和控制單元分別連接，所述電壓轉換電路與CPLD協議單元連接，本實施方式中，所述鋰電池為LFP25鋰電池，標稱容量為25mAh，額定電壓為3. 0V,給所述控制單元和采集單元提供電源；以LMl117-1. 8為核心的電壓轉換電路，為CPLD協議單元提供I. 8V電J 卡.O O優選地，所述冷鏈環境參數包括空氣溫濕度和光照度。優選地，所述采集單元包括溫濕度傳感器和光照傳感器，所述空氣溫濕度由所述溫濕度傳感器獲取，所述光照度由所述光照傳感器獲取，所述溫濕度傳感器采用的是瑞士盛世瑞恩公司的SHT15傳感器，該傳感器采用了領先世界的CMOSensR專利數字傳感技術，具有極高的可靠性、響應速度快、抗干擾能力強、性價比高和卓越的長期穩定性，而且該傳感器可完全浸沒水中，適合用于冷鏈環境下。SHT15傳感器為貼片型溫濕度傳感器芯片、兩線制數字接口和超小尺寸，使標簽具有很高的集成度。濕度測量范圍0 100%RH ;溫度測量范圍-40 +123.8°本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種水產品冷鏈監測的RFID智能標簽，其特征在于，所述標簽包括：控制單元、采集單元、存儲單元、射頻收發器及CPLD協議單元，所述采集單元、存儲單元、射頻收發器及CPLD協議單元均與所述控制單元連接。所述采集單元獲取當前水產品的冷鏈環境參數，并將獲取的冷鏈環境參數發送至所述控制單元，所述控制單元將接收到的所述冷鏈環境參數保存至所述存儲單元，當所述標簽接收到讀寫器的信號后，由所述CPLD協議單元對所述信號進行解析，并將解析后的信息發送至所述控制單元，所述控制單元將保存在所述存儲單元中的冷鏈環境參數發送至所述讀寫器，以實現水產品冷鏈監測。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：李文勇，孫傳恒，楊信廷，錢建平，吉增濤，
申請(專利權)人：北京農業信息技術研究中心，
類型：實用新型
國別省市：