专利名称：带有电子标签的无线数传温湿度传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型基于RFID电子标签技术，尤其是涉及一种带有电子标签的无线数传 温湿度传感器。
背景技术：
射频识别技术RFID是自动识别技术的一种，即通过无线射频方式进行非接触双 向数据通信对目标进行识别。与传统的识别方式相比，RFID技术无需直接接触、无需光学 可视、无需人工干预即可完成信息输入和处理，且操作方便快捷。因此，提供一种带有电子标签的无线数传温湿度传感器也是当前的一种迫切需 求，它可作为无线远程终端具有电子标签的所有功能，携带其终端的产品在生产、运输、工 作、维护过程都将在无线网络的监测之中。

实用新型内容本实用新型的目的是提供一种带有电子标签的无线数传温湿度传感器，它结构 简单体积小、性能可靠，安装方便、智能控制、自动上网兼容多种网络协议，可用于多种设备 和场所的电子标签、温湿度等参数的无线监测。本实用新型的技术方案是一种带有电子标签的无线数传温湿度传感器，它包括 温湿度传感器、接口电路、单片机及存储器单元、电池及电源管理电路、外接电源接口、无线 数传模块；温湿度传感器通过接口电路连接单片机及存储器单元，单片机及存储器单元连 接无线数传模块；外接电源接口连接电池及电源管理电路，电池及电源管理电路连接单片 机及存储器单元，外接电源接口连接温湿度传感器。以下是对上述技术方案的进一步解释所述电池及电源管理电路连接温湿度传感器。所述电池及电源管理电路连接无线数传模块。所述无线数传模块以无线射频方式连接无线读写器或监测系统。所述接口电路为SPI总线接口电路。所述单片机及存储器单元为射频单片机及存储器单元。所述单片机及存储器单元包括数据采集模块、数据管理模块、电源管理模块、通讯 协议模块、通讯管理模块。所述电池及电源管理电路的电池为微型锂电池。所述单片机及存储器单元为CCllOO单片机及存储器单元。以CCllOO为代表的新 一代射频单片机专门的设计，将全部需要的高频部分电路全部集成到了电路内部，使微处 理器和高频线路间，实现完美的配合，数字电路对高频通讯的影响减低到最小；高速微处理 器，3 (到128K闪存，8k SRAM多种外围电路，A/D，RTC和CCllOO无线芯片等全部设计成一 只非常小的芯片，功耗极低，待机电流消耗仅0. 2UA，在32K晶体时钟下运行，电流消耗小于 1UA，使用微型电池寿命可以长达10年；无线通讯中需要的大量软件处理，包括纠错、防止空气中包装碰撞、IEEE 802. 15.4标准通讯协议处理、网络路由、多种网络拓扑等等，都可以 象“搭积木” 一样，轻易放入无线单片机内部存储器中间去。所述温湿度传感器为SHT71温湿度传感器。SHT71温湿度传感器将传感元 件和信号处理电路集成在一块微型电路板上，输出完全标定的数字信号。传感器采用 CMOSens 技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电 容性聚合体测湿敏感元件、一个用能隙材料制成的测温元件，并在同一芯片上集成14位的 A/D转换器，以两线制的SPI串行接口实现无缝连接。本实用新型的带有电子标签的无线数传温湿度传感器，其在无源工作状态时，作 为一个电子标签，可被RFID系统自动识别，进行被动的身份验证和数据传送；在有源工作 方式下，传感器中的温度、湿度电路和单片机电路处于工作状态，可实时采集环境温度和湿 度并保存，以RFID系统协议和无线读写器或监测系统进行主动或被动的数据交换。它可以 被安装在各种设备和场所进行无线远程的过程监测。监测系统中心的计算机以物联网管理 系统为基础，以RFID系统协议对一个或多个传感器的数据进行收集分析和显示。系统的工作原理是无线读写器或监测系统通过天线发送出一定频率的射频信 号；当传感器(标签)进入读写工作场时，其天线产生感应电流，从而传感器被激活并向读 写器发送出自身编码等信息；读写器接收到来自传感器的载波信号，对接收的信号进行解 调和解码后送至计算机主机进行处理；计算机系统根据逻辑运算判断该标签的合法性，针 对不同的设定作出相应的处理和控制，发出指令信号；传感器(标签)的数据解调部分从接 收到的射频脉冲中解调出数据并送到控制逻辑，控制逻辑接收指令完成存储、发送数据或 其他操作。如超出无线传送半径范围可采用接力传输的方法。本实用新型的优点是1.本实用新型的带有电子标签的无线数传温湿度传感器，结构简单、体积小、功耗 低、性能可靠，安装方便、有源/无源兼容、能自动上网兼容多种网络协议。2.本实用新型的带有电子标签的无线数传温湿度传感器，使用专用温湿度传感 器、与带有无线数传模块和SPI接口电路的智能单片机CCllOO组成专用模块，并注入基于 射频识别技术RFID的通讯协议，使其成为“电子标签模块”成为物联网中的基本单元，每个 单元在网上能被统一管理。3.本实用新型的带有电子标签的无线数传温湿度传感器，作为无线远程终端具有 电子标签的所有功能，携带其终端的产品在生产、运输、工作、维护过程都将在无线网络的 监测之中。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述

图1为本实用新型的原理框图。其中1温湿度传感器；2接口电路；3单片机及存储器单元；4无线数传模块；5外 接电源接口 ；6电池及电源管理电路；7无线读写器或监测系统。
具体实施方式
实施例如图1所示，一种带有电子标签的无线数传温湿度传感器，它包括SHT71
4温湿度传感器1、SPI总线接口电路2、CC1100单片机及存储器单元3、电池及电源管理电路 6、外接电源接口 5、无线数传模块4。SHT71温湿度传感器1通过SPI总线接口电路2连接CCl 100单片机及存储器单元 3，CCllOO单片机及存储器单元3连接无线数传模块4 ；无线数传模块4以无线射频方式连 接无线读写器或监测系统7。外接电源接口 5连接SHT71温湿度传感器1。外接电源接口 5连接电池及电源管 理电路6，电池及电源管理电路6分别连接CCllOO单片机及存储器单元3、无线数传模块4、 SHT71温湿度传感器1。CCllOO单片机及存储器单元3包括数据采集模块、数据管理模块、电源管理模块、 通讯协议模块、通讯管理模块。其数据采集、数据管理、电源管理、通讯协议、通讯管理等程 序固化在程序存储器中。电池及电源管理电路6的电池采用微型锂电池。无线读写器或监测系统7通过无线数传模块4以RFID系统协议采集识别传感器 身份或读写智能芯片CCllOO单片机的数据，智能芯片CCllOO单片机通过SPI总线接口电 路2命令SHT71温湿度传感器1进行数据采集；SHT71温湿度传感器1将采集的温湿度数 据通过SPI总线接口电路2送到智能芯片CCllOO单片机将数据通过无线数传模块4上传 给无线读写器或监测系统7。当本实用新型传感器有源工作状态时，外接电源接通，SHT71温湿度传感器1将在 CCllOO单片机管理下进行环境温度和湿度的采集，温度采集分辨率0. ore，精度士0. 3°C 测量范围-40°C到128. 3°C，湿度采集分辨率0. 05% RH，精度士 1. 8 % RH测量范围O到 100% RH。采集重复周期500ms。二者间的数据传送用SPI总线，传送协议依据SHT71温湿 度传感器1说明。CCllOO单片机将接收到的温湿度数据保存在内存中，并按读写器的要求 将数据按约定的格式(IEEE 802. 15. 4标准通讯协议)上传。当本实用新型传感器无源工作状态时，无外接电源，由内部微型锂电池供电， CCllOO单片机工作在节电等待模式，当无线读写器或监测系统7通过天线发送出一定频率 的射频信号，其天线产生感应电流，从而传感器被激活并向读写器等发送出自身编码等信 肩、ο应当指出，对于经充分说明的本实用新型来说，还可具有多种变换及改型的实施 方案，并不局限于上述实施方式的具体实施例。上述实施例仅仅作为本实用新型的说明，而 不是限制。总之，本实用新型的保护范围应包括那些对于本领域普通技术人员来说显而易 见的变换或替代以及改型。
权利要求1.一种带有电子标签的无线数传温湿度传感器，其特征在于它包括温湿度传感器 (1)、接口电路O)、单片机及存储器单元(3)、电池及电源管理电路(6)、外接电源接口(5)、 无线数传模块；温湿度传感器(1)通过接口电路( 连接单片机及存储器单元(3)，单 片机及存储器单元C3)连接无线数传模块；外接电源接口( 连接电池及电源管理电 路(6)，电池及电源管理电路(6)连接单片机及存储器单元(3)，外接电源接口( 连接温 湿度传感器(1)。
2.根据权利要求1所述的带有电子标签的无线数传温湿度传感器，其特征在于所述 电池及电源管理电路(6)连接温湿度传感器(1)。
3.根据权利要求1所述的带有电子标签的无线数传温湿度传感器，其特征在于所述 电池及电源管理电路(6)连接无线数传模块G)。
4.根据权利要求1所述的带有电子标签的无线数传温湿度传感器，其特征在于所述 无线数传模块以无线射频方式连接无线读写器或监测系统(7)。
5.根据权利要求1所述的带有电子标签的无线数传温湿度传感器，其特征在于所述 温湿度传感器(1)为SHT71温湿度传感器。
6.根据权利要求1所述的带有电子标签的无线数传温湿度传感器，其特征在于所述 接口电路⑵为SPI总线接口电路。
7.根据权利要求1所述的带有电子标签的无线数传温湿度传感器，其特征在于所述 单片机及存储器单元C3)为射频单片机及存储器单元。
8.根据权利要求1所述的带有电子标签的无线数传温湿度传感器，其特征在于所述 单片机及存储器单元C3)为CCllOO单片机及存储器单元。
9.根据权利要求1所述的带有电子标签的无线数传温湿度传感器，其特征在于所述 电池及电源管理电路(6)的电池为微型锂电池。
专利摘要本实用新型公开了一种带有电子标签的无线数传温湿度传感器，它包括温湿度传感器通过接口电路连接单片机及存储器单元，单片机及存储器单元连接无线数传模块；外接电源接口连接电池及电源管理电路，电池及电源管理电路连接单片机及存储器单元，外接电源接口连接温湿度传感器。本实用新型在有源工作状态，可实时采集环境温度和湿度并保存，以RFID系统协议和无线读写器或监测系统进行主动或被动的数据交换，在无源和有源工作状态，作为一个电子标签，可被RFID系统自动识别，进行被动的身份验证和数据传送；它结构简单、体积小、性能可靠，安装方便、智能控制、自动上网兼容多种网络协议，可用于多种设备和场所的电子标签、温湿度等参数的无线监测。
文档编号G01K7/00GK201819897SQ20102015323
公开日2011年5月4日 申请日期2010年4月5日 优先权日2010年4月5日
发明者赵丹, 郑钰, 颜友钧 申请人:江苏瑞新科技股份有限公司