專利名稱：一種貼紙式rfid溫濕度標簽的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于一種RFID標簽，具體涉及一種可測量溫、濕度的貼紙式RFID溫濕度標簽。
背景技術：
伴隨著冷鏈物流的興起和人們對食品、藥物和生物制品安全的日益關注，新興的WSN網絡刺激了 RFID技術新的發展。冷鏈物流泛指冷藏冷凍類食品、藥品和生物制品在生產、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，減少物品損耗的一項系統工程。它是隨著科學技術的進步、制冷技術的發展而建立起來的，是以冷凍工藝學為基礎、以制冷技術為手段的低溫物流過程是需要特別裝置，需要注意運送過程、時間掌控、運輸型態、物流成本所占成本比例非常高的特殊物流形式。冷鏈物流的適用范圍包括:初級農產品，包括蔬菜、水果、肉、禽、蛋、水產品和花卉產品等；加工食品，包括速凍食品、禽、肉、水產等包裝熟食、冰淇淋和奶制品等；特殊商品，包括藥品、血液、疫苗和生物制品等。如今，建冷庫已經不是一個尖端的技術，同時購買冷藏車也不是非常貴了，最難是冷鏈物流管理體系的建立。不止是在物品運輸時要保持在安全溫度，應更加注重其從生產、運輸到銷售整個過程的溫度監控和溫度數據記錄。尤其是單個及袋裝食品、酒、藥品、醫療血袋、疫苗、生物制品等物品溫度、濕度的監控。
實用新型內容為了解決單個及袋裝物品監控溫度、濕度不夠準確等問題，本實用新型設計了一種貼片式RFID標簽。本實用新型·解決上述問題的技術方案是:一種貼紙式RFID溫濕度標簽，包括基板，基板上封裝有集成溫度傳感器的控制器，控制器連有射頻天線，基板下表面固定層疊紙電池，控制器通過電池接口與紙電池連接。其優點是:采用RFID智能溫度標簽，能實現實時記錄溫度，無線讀取記錄，免除了人工和紙質記錄的繁瑣、可更改、易復制和人為主觀因素的影響，滿足監管要求，為冷鏈物流保持質量提供了有力保障。貼紙式RFID智能溫度標簽通過內嵌溫度傳感器、濕度傳感器等，對物流中的產品進行全程監控，并實時記錄產品的狀態特征，在物品到終端消費者，或醫療用品到臨床使用時，消費者或醫護人員可以通過閱讀器、手持機或手機來無線讀取物品的歷史溫度，充分顯示了 RFID溫度標簽在冷鏈物流中的優越性。采用紙電池等柔性材質，使標簽方便的粘貼在單一物品，尤其是袋裝食品、酒、藥品、醫療血袋、疫苗、生物制品等物品表面。所述的貼紙式RFID溫濕度標簽，基板與紙電池由封裝層密封，封裝層表面固定覆蓋有貼紙層。其優點是:貼紙層采用不干膠，使用時可方便的粘貼在物品尤其是袋裝物品表面。所述的貼紙式RFID溫濕度標簽，所述控制器通過SPI接口連接濕度傳感器。其優點是:通過芯片的SPI接口外接傳感器，包括溫度傳感器、濕度傳感器等，SPI接口連接濕度傳感器模塊，獲取濕度數據。所述的貼紙式RFID溫濕度標簽，射頻天線采用PET鋁蝕刻或印刷制成，工作頻率為13.56MHz的螺旋天線。其優點是:工作在13.56MHz頻段，支持13.56MHz的讀寫器對其進行設置、讀寫等操作，同時還支持NFC格式，可通過帶NFC通信模塊的手機對標簽進行設置、讀寫操作。所述的貼紙式RFID溫濕度標簽，控制器包括處理芯片和存儲器，所述處理芯片工作頻段為13.56MHz，兼容IS015693協議和NFC格式，存儲器為可擦寫只讀存儲器EEPR0M。其優點是:可通過帶NFC通信模塊的手機，讀寫該RFID標簽信息；所述的貼紙式RFID溫濕度標簽，所述控制器采用倒封裝方式嵌裝在基板上。其優點是:芯片采用倒封裝技術，倒封裝將芯片有源區面對基板，通過芯片上呈陣列排列的焊料凸點實現芯片與襯底的互連。硅片直接以倒扣方式安裝，從硅片向四周引出1/0，互聯的長度大大縮短，減小了 RC延遲，有效地提高了電性能。同時這種芯片互連方式能提供更高的I/O密度。倒裝占有面積幾乎與芯片大小一致使芯片可以達到最小、最薄的封裝，這種結構提高了本實用新型的柔軟性，方便粘貼在不規則物品表面。采用本實用新型所述貼紙式RFID溫濕度標簽，能實現實時記錄溫度，無線讀取記錄，免除了人工和紙質記錄的繁瑣、可更改、易復制和人為主觀因素的影響，滿足監管要求，為冷鏈物流保持質量提供了有力保障。貼紙式式RFID智能溫度標簽通過內嵌溫度傳感器、濕度傳感器等，對物流中的產品進行全程監控，并實時記錄產品的狀態特征，在物品到終端消費者，或醫療用品到臨床使用時，消費者或醫護人員可以通過閱讀器、手持機或手機來無線讀取物品的歷史溫度，充分顯示了 RFID溫度標簽在冷鏈物流中的優越性。本實用新型采用13.56MHz，兼容IS015693標準和NFC的RFID射頻技術，可通過帶NFC通信模塊的手機對標簽進行設置、讀寫操作。具有可靠性強、體積小， 壽命長、成本低、可重復使用、溫度檢測準確、安裝部署簡單等優點。
圖1為本實用新型貼紙式RFID溫濕度標簽主視圖；圖2為本實用新型貼紙式RFID溫濕度標簽側視圖；圖3為本實用新型貼紙式RFID溫濕度標簽系統結構示意圖；圖4為本實用新型物流管理系統結構示意圖；圖中，1、控制器；2、射頻天線；3、電池接口 ；4、紙電池；5、貼紙層；6、基板；7、封裝層。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的結構進行詳細解釋說明，如圖1為本實用新型貼紙式RFID溫濕度標簽主視圖；圖3為本實用新型貼紙式RFID溫濕度標簽系統結構示意圖；一種貼紙式RFID溫濕度標簽，包括基板6，基板上封裝有集成溫度傳感器的控制器1，控制器采用倒封裝方式嵌裝在基板上。控制器連有射頻天線2，基板下表面固定層疊紙電池4，控制器通過電池接口 3與紙電池連接。基板與紙電池外部包覆有封裝層，封裝層表面固定覆蓋有貼紙層5。如圖2為本實用新型貼紙式RFID溫濕度標簽側視圖；控制器通過SPI接口連接濕度傳感器。射頻天線采用PET鋁蝕刻或印刷制成，工作頻率為13.56MHz的螺旋天線。控制器包括處理芯片和存儲器，所述處理芯片工作頻段為13.56MHz，兼容IS015693協議和NFC格式，存儲器為可擦寫只讀存儲器EEPROM。控制器的核心處理芯片，采用IDS公司的SL13A芯片。該芯片內部集成溫度傳感器，測量范圍_20°C -60°C ;通過芯片的SPI接口外接傳感器，包括溫度傳感器、濕度傳感器等，本實用新型采用芯片集成的溫度傳感器，工作頻段為13.56MHz，兼容IS015693協議和NFC格式。芯片中溫度傳感器帶有校準設置，包括內部校準和外部校準，內部校準值在芯片出廠時就已經設置，只需在芯片初始化過程中設置校驗，外部校準可根據工作環境進行設置，因為有了溫度校準功能，使得本實用新型的溫度標簽檢測到的溫度更具準確性。芯片自帶8KB的EEPROM存儲，可以將檢測到溫度記錄存儲在EEPROM中，溫度記錄支持兩種方式，一種是周期性溫度記錄模式，用戶可以自定義記錄周期，芯片會自動地根據周期將溫度記錄存儲在EEPROM中；還有一種模式是超限記錄，用戶可以定義溫度上下限值，只有當檢測到的溫度超過上下限值時，才將記錄存儲在EEPROM中。兩種溫度記錄模式可以使本實用新型標簽適用不同的應用場景。射頻天線采用PET鋁蝕刻或印刷制成，工作頻率為13.56MHz的螺旋天線。采用桌面軟件可以對標簽進行初始化，經過初始化操作后的標簽EEPROM數據將清空，該功能可以使標簽支持多次重復使用。通過軟件能獲取標簽的即時溫度，通過即時溫度值可以對溫度進行校準，包括芯片內部的溫度校準和外部的溫度檢準，提高檢測溫度的準確性。通過軟件還能獲取標簽的電池電壓，判斷標簽是否處于低壓狀態，以及工作狀態是否正常。通過軟件可以設置溫度記錄的模式，包括周期性溫度記錄和超限溫度記錄模式，周期性溫度記錄模式需要設置溫度記錄的周期，芯片自帶的時鐘就會根據周期自動記錄溫度，并將數據存儲在芯片的EEPROM中，超限記錄模式需要設置溫度的上下限值，并且只有在溫度超過限制時才做溫度記錄。這兩種工作模式可適用不同的應用場景。當對標簽的參數設置完成后，就可以讓標簽開始工作。軟件可以獲取標簽中所有的溫度記錄并繪制成溫度曲線，針對周期性溫度記錄模式，用戶還能自己設置溫度上下限，并疊加在溫度曲線圖中，使用戶非常直觀的判斷在運輸 過程中物品溫度是否有超限。本實用新型所述的RFID標簽支持NFC格式，所有桌面軟件能實現的功能在帶NFC通信模塊的手機里都能實現，針對該款標簽，手機應用可分為兩款，一款是跟桌面軟件類似，可以實現溫度標簽的設置、初始化、繪制溫度曲線圖等所有功能的軟件，該款應用軟件主要是針對管理人員使用。另一款是只能獲取溫度標簽的信息，畫出溫度曲線圖，獲取即時溫度等，但是不能對溫度標簽進行設置和初始化操作的軟件，該軟件主要是針對最終用戶使用，供最終用戶確認物品在運輸過程中溫度是否有異常。本實用新型所述的物流管理系統是結合讀卡器及無線通信模塊，讀卡器和NFC手機通過無線網絡連接服務器。如圖4為本實用新型物流管理系統結構示意圖；將溫度值及其他一些相關信息上傳至服務器，實現的冷鏈溫度監控，通過獲取標簽的溫度值，這樣管理人員及用戶可以獲悉物品運輸過程中的溫度、位置等信息，同時當溫度發生異常或超限時可以產生報警，提醒運輸人員確認物品運輸的冷鏈環境，確保物品在安全的環境下運輸，減少物品在運輸過程中的損耗。上述技術方案僅體現了本實用新型技術方案的優選技術方案，本技術領域的技術人員對其中某些部分所可能做出的一些變動均體現了本實用新型的原理，屬于本實用新型的保護范圍之內。 ·
權利要求1.一種貼紙式RFID溫濕度標簽，包括基板(6)，基板上封裝有集成溫度傳感器的控制器(1)，控制器連接射頻天線(2)，其特征在于，基板下表面固定層疊紙電池(4)，基板固定覆蓋在紙電池表面，控制器通過電池接口( 3 )與紙電池連接。
2.根據權利要求1所述的貼紙式RFID溫濕度標簽，其特征在于，基板與紙電池由封裝層(7 )密封，封裝層表面固定覆蓋有貼紙層(5 )。
3.根據權利要求1所述的貼紙式RFID溫濕度標簽，其特征在于，所述控制器通過SPI接口連接濕度傳感器。
4.根據權利要求1所述的貼紙式RFID溫濕度標簽，其特征在于，射頻天線采用PET鋁蝕刻或印刷制成，工作頻率為13.56MHz的螺旋天線。
5.根據權利要求1所述的貼紙式RFID溫濕度標簽，其特征在于，控制器包括處理芯片和存儲器，所述處理芯片工作頻段為13.56MHz，兼容IS015693協議和NFC格式，存儲器為可擦寫只讀存儲器EEPROM。
6.根據權 利要求1所述的貼紙式RFID溫濕度標簽，其特征在于，所述控制器采用倒封裝方式嵌裝在基板上。
專利摘要本實用新型公開了一種貼紙式RFID溫濕度標簽，包括基板，基板上封裝有集成溫度傳感器的控制器，控制器連接射頻天線，基板下表面固定層疊紙電池，基板固定覆蓋在紙電池表面，控制器通過電池接口與紙電池連接。本實用新型設計的貼片式RFID標簽解決了單個及袋裝物品監控溫度、濕度不夠準確等問題。
文檔編號G01N33/00GK203133915SQ20132011795
公開日2013年8月14日 申請日期2013年3月15日 優先權日2013年3月15日
發明者陳琴琴, 江君, 胡敏雁 申請人:寧波國研軟件技術有限公司