專利名稱：溫度感知射頻標(biāo)簽及其應(yīng)用方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及溫度測量和射頻識別技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種溫度感知射頻標(biāo)簽及確定其保存溫度變化是否超出許可范圍的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
與普通的條形碼相比，射頻標(biāo)簽(RF Tag)具有訪問速度高、可并行批量訪問，雙向數(shù)據(jù)傳輸和存儲數(shù)據(jù)讀寫等很多優(yōu)點。因此，射頻標(biāo)簽已經(jīng)被廣泛用于各種物品的識別。根據(jù)射頻標(biāo)簽有無電池供電，射頻標(biāo)簽又可分為有源標(biāo)簽和無源標(biāo)簽兩種，無源標(biāo)簽只有在閱讀器進(jìn)行識別的過程中才能工作。對于一些特殊的物品在傳輸過程中，需要使用保溫箱或者類似的保溫裝置來確保運輸?shù)奈锲吩趥鬏斶^程中處于合適的溫度氛圍，比如，血液產(chǎn)品和血液制品、疫苗、冷藏食品等，并且需要箱內(nèi)保持相對穩(wěn)定的溫度，防止箱內(nèi)物品因為溫度變化較大而發(fā)生質(zhì)變。對于這樣的物品，在物品序列號識別的過程中，還希望能同時獲取物品保存的環(huán)境溫度信息。一般來說，這樣的保溫箱內(nèi)部裝有至少一個物品，對于箱內(nèi)的物品個體，比如血液產(chǎn)品的單個包裝，現(xiàn)有技術(shù)中，可以使用射頻標(biāo)簽，在不打開保溫箱的前提下，能夠快速檢查保溫箱內(nèi)物品個體的編號、數(shù)量、種類等信息。通過在保溫箱體上加裝現(xiàn)有的溫度測量和記錄裝置，也可以記錄、保存和顯示物品保溫儲存過程中的溫度信息，從而實現(xiàn)物品存儲運輸過程中的溫度監(jiān)管。但是，這樣的獲得溫度信息一方面自動化程度低，另一方面需要額外配置溫度讀出和傳輸裝置，將溫度信息傳輸?shù)缴漕l標(biāo)簽物品識別的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，這就增加了系統(tǒng)的復(fù)雜程度和成本。更一般的情形，實際只需要監(jiān)控到物品保存過程中環(huán)境溫度有沒有超出許可的范圍，對于在保存過程中存在環(huán)境溫度超過標(biāo)準(zhǔn)的物品報廢處理即可，而不需要記錄全程的溫度細(xì)節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問題因此，需要一種低成本的射頻標(biāo)簽，能夠監(jiān)控到物品保存過程中環(huán)境溫度有沒有超出許可的范圍，而且在檢測到環(huán)境溫度超標(biāo)的情況下，記錄結(jié)果無法通過射頻識別標(biāo)簽的閱讀器系統(tǒng)或其它系統(tǒng)更改，來保證結(jié)果不被篡改，從而保證在保存過程中環(huán)境溫度變化超過標(biāo)準(zhǔn)的物品能夠被識別出來作進(jìn)一步處理，保障公共衛(wèi)生安全。( 二 )技術(shù)方案為達(dá)到上述目的的一個方面，本發(fā)明提供了一種溫度感知射頻標(biāo)簽，該射頻標(biāo)簽包括天線；集成電路，與所述天線相連，并且還包含一個電容測量電路；以及至少一個溫度傳感器，該溫度傳感器包括兩個電容器極板22、介質(zhì)材料25、介質(zhì)封裝材料21、結(jié)構(gòu)體材料23和可去除結(jié)構(gòu)體M，其中，所述介質(zhì)材料25是具有固態(tài)和液態(tài)的易揮發(fā)的介質(zhì)，該介質(zhì)材料25在液態(tài)時通過位于所述結(jié)構(gòu)體材料23上的所述介質(zhì)封裝材料21被封裝在由所述兩個電容器極板22和所述結(jié)構(gòu)體材料23組成的封閉空間，所述可去除結(jié)構(gòu)體M能夠被去除；其中，該至少一個溫度傳感器的兩個電容器極板22引出兩個極板聯(lián)接信號與所述集成電路的電容測量電路相耦合，使得所述集成電路的電容測量電路能夠測量該至少一個溫度傳感器的兩個電容器極板間的電容值。上述方案中，所述可去除結(jié)構(gòu)體M采用熔絲材料，該熔絲材料的兩端與所述集成電路相連，該熔絲材料能夠通過由所述集成電路向該熔絲材料通電流而被去除。上述方案中，所述熔絲材料為金屬熔絲或者多晶硅熔絲。上述方案中，所述熔絲材料與所述集成電路以金絲鍵合的方式相連接。上述方案中，所述電容傳感器的結(jié)構(gòu)體材料23采用環(huán)氧樹脂或者低溫陶瓷。上述方案中，所述電容器極板22采用金屬鋁或者金屬銅制作而成。上述方案中，所述介質(zhì)封裝材料21為環(huán)氧樹脂或者低溫陶瓷。 上述方案中，所述介質(zhì)材料25為以下之一水，固體醋酸，石蠟，或者煤油。上述方案中，所述電容測量電路通過多協(xié)振蕩電路或者交流橋路法來測量溫度傳感器的兩個電容器極板間的電容值。為達(dá)到上述目的的另一個方面，本發(fā)明提供了一種確定溫度感知射頻標(biāo)簽的保存溫度變化是否超出許可范圍的方法，該方法包括響應(yīng)于該射頻標(biāo)簽被冷卻至保存溫度，介質(zhì)材料成為固態(tài)后，去除所述至少一個溫度傳感器的可去除結(jié)構(gòu)；測量所述至少一個溫度傳感器的兩個電容器極板間的第一電容值；響應(yīng)于該射頻標(biāo)簽被置于與保存溫度相近的環(huán)境溫度中，并接收到保存溫度是否發(fā)生變化的查詢，測量所述至少一個溫度傳感器的兩個電容器極板間的第二電容值；通過比較所述至少一個溫度傳感器的兩個電容器極板間的第一電容值和第二電容值的變化是否超過給定的閾值范圍來確定該射頻標(biāo)簽的保存溫度變化是否超出許可范圍。上述方案中，所述第一電容值和第二電容值通過多協(xié)振蕩電路或者交流橋路法來測量。上述方案中，所述溫度感知射頻標(biāo)簽包括多個溫度傳感器，確定該射頻標(biāo)簽的保存溫度變化是否超出許可范圍根據(jù)規(guī)定的策略來確定。上述方案中，所述規(guī)定的策略包含指定的溫度傳感器的第一電容值和第二電容值的變化超過給定的閾值范圍，則確定該射頻標(biāo)簽的保存溫度變化超出許可范圍。為達(dá)到上述目的的再一個方面，本發(fā)明提供了一種確定溫度感知射頻標(biāo)簽的保存溫度變化是否超出許可范圍的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括去除裝置，用于響應(yīng)于該射頻標(biāo)簽被冷卻至保存溫度，介質(zhì)材料成為固態(tài)后，去除所述至少一個溫度傳感器的可去除結(jié)構(gòu)的裝置；第一測量裝置，用于測量去除可去除結(jié)構(gòu)后所述至少一個溫度傳感器的兩個電容器極板間的第一電容值的裝置；
第二測量裝置，用于響應(yīng)于該射頻標(biāo)簽被置于與保存溫度相近的環(huán)境溫度中，并接收到保存溫度是否發(fā)生變化的查詢，測量此時所述至少一個溫度傳感器的兩個電容器極板間的第二電容值的裝置；比較裝置，用于通過比較所述至少一個溫度傳感器的兩個電容器極板間的第一電容值和第二電容值的變化是否超過給定的閾值范圍來確定該射頻標(biāo)簽的保存溫度變化是否超出許可范圍。上述方案中，所述第一電容值和第二電容值通過多協(xié)振蕩電路或者交流橋路法來測量。上述方案中，所述溫度感知射頻標(biāo)簽包括多個溫度傳感器，所述比較裝置確定該射頻標(biāo)簽的保存溫度變化是否超出許可范圍根據(jù)規(guī)定的策略來確定。上述方案中，所述規(guī)定的策略包含指定的規(guī)定多少溫度傳感器的第一電容值和第二電容值的變化超過給定的閾值范圍，則確定該射頻標(biāo)簽的保存溫度變化是否超出許可范圍。(三)有益效果本發(fā)明提供的這種低成本的射頻標(biāo)簽，能夠監(jiān)控到物品保存過程中環(huán)境溫度有沒有超出許可的范圍，而且在檢測到環(huán)境溫度超標(biāo)的情況下，記錄結(jié)果無法通過射頻識別標(biāo)簽的閱讀器系統(tǒng)或其它系統(tǒng)更改，來保證結(jié)果不被篡改，從而保證了在保存過程中環(huán)境溫度變化超過標(biāo)準(zhǔn)的物品能夠被識別出來作進(jìn)一步處理，保障了公共衛(wèi)生安全。


通過對附圖中本發(fā)明示例實施例方式的更詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述、以及其它目的、特征和優(yōu)勢將變得更加明顯，其中，相同的參考標(biāo)號通常代表本發(fā)明示例實施例方式中的相同部件。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的溫度感知射頻標(biāo)簽的溫度傳感器的結(jié)構(gòu)示意的剖面圖和頂視圖；圖2示出了溫度感知射頻標(biāo)簽的溫度傳感器和標(biāo)簽電路的電聯(lián)接信號；圖3示出了一個由充放電電路構(gòu)成的測量電容值的多諧振蕩電路；圖4示出了圖3的被測電容兩端的電壓信號Vc和電路輸出的振蕩波形；圖5示出了交流橋路法測量電容的電路；圖6a和圖6b示出了兩種可以去除熔絲的電路結(jié)構(gòu)；圖7示出了去除可去除結(jié)構(gòu)后的溫度傳感器的示意圖；圖8示出了保存溫度超出許可范圍時溫度傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的確定溫度感知射頻標(biāo)簽的保存溫度變化是否超出許可范圍的方法流程；以及圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的確定溫度感知射頻標(biāo)簽的保存溫度變化是否超出許可范圍的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下將參照附圖更加詳細(xì)地描述本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，在附圖中顯示了本發(fā)明的優(yōu)選實施例。然而，本發(fā)明可以以各種形式實現(xiàn)而不應(yīng)該理解為被這里闡述的實施例所限制。相反，提供這些實施例是為了使本發(fā)明更加透徹和完整，并且，完全將本發(fā)明的范圍傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。對于特殊物品在保存過程中的溫度歷史，可以通過在射頻標(biāo)簽上集成半導(dǎo)體溫度傳感器，將測量電路輸出的對應(yīng)環(huán)境溫度的電信號數(shù)字化，利用射頻標(biāo)簽識別系統(tǒng)私有的擴(kuò)展命令將數(shù)字化的溫度信息傳輸給射頻標(biāo)簽閱讀器系統(tǒng)，來實現(xiàn)在物品識別的同時獲取物品存儲的溫度信息。但是，上述帶有溫度測量功能的溫度標(biāo)簽在這些物品標(biāo)識和溫度測量應(yīng)用中有如下問題1)如果使用沒有電池的無源標(biāo)簽，由于射頻標(biāo)簽上的電路只有在閱讀器訪問的時候才能工作，因此，除非閱讀器始終在訪問射頻標(biāo)簽，否則，不可能檢測到物品存儲和轉(zhuǎn)移過程中的環(huán)境溫度超出許可的情況；幻如果使用帶電池的有源標(biāo)簽，雖然可以實現(xiàn)全過程的物品保存溫度環(huán)境，但是有源標(biāo)簽的價格較高，會對物品的成本帶來很大的影響；并且標(biāo)簽的電池還可能污染物品；幻無論是使用有源標(biāo)簽、還是使用無源標(biāo)簽，從理論上都不能杜絕造假，因為二者都是采用電可改寫的存儲器記錄溫度測量結(jié)果，造假者可以使用能夠訪問溫度信息存儲區(qū)的設(shè)備來修改測量結(jié)果，這樣就會可能造成已經(jīng)應(yīng)該廢棄的特殊物品被公眾錯誤使用的問題。實際上，只需要監(jiān)控到物品保存過程中環(huán)境溫度變化有沒有超出許可的范圍，對于在保存過程中存在環(huán)境溫度超過標(biāo)準(zhǔn)的物品報廢處理即可，而不需要記錄全程的溫度細(xì)節(jié)。因此，需要一種低成本的射頻標(biāo)簽，能夠監(jiān)控到物品保存過程中環(huán)境溫度變化有沒有超出許可的范圍，而且在檢測到環(huán)境溫度超標(biāo)的情況下，記錄結(jié)果無法通過射頻標(biāo)簽的閱讀器系統(tǒng)或其它系統(tǒng)更改，來保證結(jié)果不被篡改，從而保證在保存過程中存在環(huán)境溫度超過標(biāo)準(zhǔn)的物品能夠被識別出來作進(jìn)一步處理，保障公共衛(wèi)生安全。本發(fā)明提供了一種溫度感知射頻標(biāo)簽的結(jié)構(gòu)和確定該射頻標(biāo)簽的保存溫度變化是否超出許可范圍的方法和系統(tǒng)，在本發(fā)明中的射頻標(biāo)簽中，通過將具有固態(tài)和液態(tài)兩態(tài)的易揮發(fā)的介質(zhì)在液態(tài)時封裝在溫度傳感器的具有可去除結(jié)構(gòu)體的介質(zhì)封裝材料與兩個極板組成的空間中，制成溫度傳感器，并將溫度傳感器的兩個極板與射頻標(biāo)簽電路相連。當(dāng)標(biāo)簽和物品冷卻到指定的保存溫度的時候，該介質(zhì)材料呈固態(tài)，這時物品管理系統(tǒng)可以通過射頻標(biāo)簽的閱讀器訪問射頻標(biāo)簽，去除介質(zhì)材料和空氣之間可去除的封裝裝置，記錄溫度傳感器的電容值；在物品保存期間，如果存儲的環(huán)境溫度超出規(guī)定的保存溫度限值，則介質(zhì)的物態(tài)發(fā)生變化并揮發(fā)到環(huán)境中。此后，當(dāng)使用射頻標(biāo)簽閱讀器再次檢測物品的時候，可以通過檢測射頻標(biāo)簽溫度傳感器的電容變化來獲得物品保存期間環(huán)境溫度有無超標(biāo)的信息。由于該溫度傳感器的電容值和極板之間的介質(zhì)材料相關(guān)，而介質(zhì)的揮發(fā)是一個不可逆的過程，因此該記錄結(jié)果的檢測過程具有一次性、不可逆性的特性。具體來說，圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的溫度感知射頻標(biāo)簽的溫度傳感器的結(jié)構(gòu)示意的剖面圖和頂視圖。根據(jù)圖1，該溫度感知射頻標(biāo)簽溫度傳感器包括兩個電容器極板22、介質(zhì)材料25、介質(zhì)封裝材料21、結(jié)構(gòu)體材料23和可去除結(jié)構(gòu)體 M，其中，所述介質(zhì)材料是具有具有固態(tài)和液態(tài)兩態(tài)的易揮發(fā)的介質(zhì)，該介質(zhì)材料在液態(tài)時通過位于可去除結(jié)構(gòu)體M上的介質(zhì)封裝材料21被封裝在由兩個電容器極板22和溫度傳感器結(jié)構(gòu)體材料23組成的封閉空間。本發(fā)明的該溫度傳感器需要和射頻標(biāo)簽的電線及集成電路結(jié)合在一起使用，因此需要從射頻標(biāo)簽的集成電路引出必要的電聯(lián)接信號，這里射頻標(biāo)簽的集成電路與現(xiàn)有的射頻標(biāo)簽集成電路相比，還包含一個電容測量電路，用來測量兩個電極板間的電容值。圖2 示出了溫度感知射頻標(biāo)簽的溫度傳感器和射頻標(biāo)簽集成電路的電聯(lián)接信號，其中該信號包括該溫度傳感器的兩個電容器極板引出兩個極板聯(lián)接信號(1和2，與圖1中的1和2為相同標(biāo)號)與射頻標(biāo)簽的集成電路的PAD(1和2、通過金絲鍵合的方式相連，集成電路的 PAD(1和2)為電容測量電路的輸入端，金絲使用環(huán)氧樹脂保護(hù)。所述可去除結(jié)構(gòu)體可以被去除。這里，天線用于集成電路與外界的(例如讀卡器等設(shè)備)通信、接收外界通過無線信號耦合的能量作為集成電路工作的電源等。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以知道，任何一種合適的電容測量電路都可以在本發(fā)明中使用，在一種實施方式中，可以采用充放電的方法測量電容值，圖3示出了一個由充放電電路構(gòu)成的測量電容值的多諧振蕩電路。其中，Cref是和被測電容容值相近的電容，圖4示出了圖3的被測電容兩端的電壓信號Vc和電路輸出的振蕩波形。通過測量輸出信號Vo的頻率，可以獲得被測電容的電容值。在另外一種實施方式中，電容值可以通過交流橋路法來考察第一、第二電容值的變化，圖5示出了交流橋路法測量電容的電路，其中，Vac為交流信號源，Rl和R2為阻值相等的電阻，Cr為參考電容，Cx為待測電容。當(dāng)Cx = Cr的時候，交流電橋是平衡的，輸出電壓Vo為O ；當(dāng)Cx偏離Cr的時候，電橋失衡，Vo輸出非零電壓。對于本發(fā)明的傳感器，采用同種方法加工2個一樣的傳感器電容，其中一個進(jìn)行初始化，另一個保持原來的狀態(tài)。由于這兩個電容的一致性很高，因此，當(dāng)電橋輸出不為零的時候，可以判斷被初始化的傳感器電容發(fā)生了變化。在溫度感知射頻標(biāo)簽的一種實施方式中，可去除結(jié)構(gòu)體為熔絲材料，可去除結(jié)構(gòu)體M上的兩個檢測信號(3和4)與射頻標(biāo)簽的電路相連，如圖3所示，所述可去除結(jié)構(gòu)體 M能夠通過對所述兩個檢測信號(3和4)通一定電流而被去除。其中熔絲材料為金屬熔絲或者多晶硅熔絲。具體來說，圖6a和圖6b示出了兩種可以去除熔絲的電路結(jié)構(gòu)，在圖6a 中，電源VdcU* GND、控制信號Vi、為射頻標(biāo)簽集成電路片上輸出信號；電流電阻R和NMOS 開關(guān)管為射頻標(biāo)簽內(nèi)部器件；這些信號和熔絲構(gòu)成熔斷電路。當(dāng)控制信號Vi為高的時候， Nl打開，熔絲Fuse被熔斷。也可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員了解的其它電路結(jié)構(gòu)去除熔絲，例如，圖6b所示的受控的電流源電路。在一個實施例中，可以使用環(huán)氧樹脂或者低溫陶瓷作為溫度傳感器的結(jié)構(gòu)體23 材料；在另外一個實施例中，可以使用金屬鋁，或者金屬銅，或者其它金屬，或者導(dǎo)體材料作為電容器極板的材料。在優(yōu)選的實施方式中，溫度傳感器的結(jié)構(gòu)體兩側(cè)有通孔，在一個實施例中，電容器極板之間介質(zhì)材料被封裝后，無論環(huán)境溫度如何，是不能揮發(fā)的。介質(zhì)封裝材料21使用環(huán)氧樹脂或者環(huán)氧樹脂；低溫陶瓷或者其他非導(dǎo)體材料。在另外的實施例中，介質(zhì)材料為水，固體醋酸，石蠟，或者煤油之一，如表1所示。表1部分介質(zhì)材料
8物質(zhì)熔點。C介電常數(shù)石蠟402. 4 6. 5固體醋酸164. 1水076. 5 80煤油-302 4上述由兩個電容器極板和溫度傳感器結(jié)構(gòu)體材料組成的封閉空間可以為長方體， 也可以為兩個電容器極板組成平行面，溫度傳感器結(jié)構(gòu)體材料呈包圍狀的任意形狀空間。該溫度傳感器可以在射頻標(biāo)簽集成電路片基上采用類似的工藝過程加工，也可以采用獨立的方式加工，使用金絲鍵合的方式與射頻標(biāo)簽裝配在一起。上述可去除結(jié)構(gòu)在溫度傳感器沒有用于物品標(biāo)識的時候是完整的。以下考慮射頻標(biāo)簽感知保存溫度變化的動態(tài)工作過程。該動態(tài)工作過程包含兩三個階段溫度傳感器的初始化過程、溫度傳感器感知溫度的變化過程、以及射頻標(biāo)簽對于溫度傳感器感知溫度的變化前后的檢測過程。對于沒有初始化的溫度傳感器，在一種實施方式中，對于采用熔絲材料作為可去除結(jié)構(gòu)，射頻標(biāo)簽可以通過電路檢測到可去除結(jié)構(gòu)的完整性，從而了解溫度傳感器有沒有被使用過，其檢測過程非常簡單，例如對于沒有進(jìn)行初始化的溫度傳感器，檢測信號3和4 之間可以通過可去除結(jié)構(gòu)導(dǎo)通。溫度傳感器的初始化過程如果包含溫度傳感器的射頻標(biāo)簽放置到物品上并冷卻至保存溫度之后，介質(zhì)材料25成為固態(tài)，此時去除可去除結(jié)構(gòu)，此后固態(tài)的介質(zhì)材料25通過可去除結(jié)構(gòu)去除后留下的小孔和外界環(huán)境直接相通。圖7示出了去除可去除結(jié)構(gòu)后的溫度傳感器的示意圖。這個過程稱為溫度傳感器的初始化。完成初始化的溫度傳感器上的檢測信號3和4導(dǎo)電不連通。此時的傳感器電容值為第一電容值。但是由于介質(zhì)材料為固態(tài)， 不會大量揮發(fā)到環(huán)境中去，因此第一電容值不會偏離標(biāo)準(zhǔn)值，在初始化過程，可以采用電學(xué)或者機(jī)械方法去除可去除結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的去除為一次性操作，不可恢復(fù)。傳感器感知溫度的變化過程物品保存期間，由于某種原因環(huán)境溫度上升至許可的保存溫度之上的時候，介質(zhì)材料會全部或者部分融化變成液態(tài)，并通過可去除材料留下的小孔揮發(fā)到環(huán)境中去，圖8示出了保存溫度超出許可范圍時溫度傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。 當(dāng)出現(xiàn)這種情況后，傳感器的電容值稱為第二電容值，第二電容值由于介質(zhì)材料狀態(tài)以及數(shù)量的改變與第一電容值相比會產(chǎn)生較大的容值變化。射頻標(biāo)簽對于溫度傳感器感知溫度的變化前后的檢測過程當(dāng)射頻標(biāo)簽電路在溫度傳感器初始化過程中能夠測量溫度傳感器的第一電容值，在傳感器感知溫度的變化過程發(fā)生后，射頻標(biāo)簽通過閱讀器獲得電能，射頻標(biāo)簽電路可以檢測到第二電容值，如果判斷第一電容值和第二電容值發(fā)生較大的變化，例如，電容值的變化超過給定的閾值范圍，就能夠判定在物品保存期間，曾經(jīng)存在過環(huán)境溫度超出許可的情況。因此，上述根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的確定溫度感知射頻標(biāo)簽的保存溫度變化是否超出許可范圍的方法流程如圖9所示。根據(jù)圖9，在步驟S901，響應(yīng)于該射頻標(biāo)簽被冷卻至保存溫度，介質(zhì)材料成為固態(tài)后，去除所述至少一個溫度傳感器的可去除結(jié)構(gòu)；在步驟 S902，測量所述至少一個溫度傳感器的兩個電容器極板間的第一電容值；在步驟S903，響應(yīng)于該射頻標(biāo)簽被置于與保存溫度相近的環(huán)境溫度中，并接收到保存溫度是否發(fā)生變化的查詢，測量所述至少一個溫度傳感器的兩個電容器極板間的第二電容值；在步驟S904，通過比較所述至少一個溫度傳感器的兩個電容器極板間的第一電容值和第二電容值的變化是否超過給定的閾值范圍來確定該射頻標(biāo)簽的保存溫度變化是否超出許可范圍。如果在步驟S904判定超過則判定給定的閾值范圍，則該射頻標(biāo)簽放置的物品保存溫度變化超出許可范圍；否則如果判定兩個電容值的變化沒有超過給定的閾值范圍，則判定該射頻標(biāo)簽放置的物品保存溫度變化沒有超出許可范圍，可以繼續(xù)使用。其中，測量所述至少一個溫度傳感器的兩個電容器極板間的第一電容值后，如果保存溫度發(fā)生較大變化，則所述溫度感知射頻標(biāo)簽的溫度傳感器的介質(zhì)材料全部或部分變成液態(tài)，并通過可去除結(jié)構(gòu)被去除后留下的小孔全部或者部分揮發(fā)，造成所述至少一個溫度傳感器的兩個電容器極板間的電容值發(fā)生變化。在一種實施方式中，所述第一電容值和第二電容值可以通過多協(xié)振蕩電路或者交流橋路法來測量，或者通過本領(lǐng)域技術(shù)人員知道的其它方法來測量。在另外一種實施方式中，如果所述溫度感知射頻標(biāo)簽包括多個溫度傳感器，判定該射頻標(biāo)簽保存溫度變化是否超出許可范圍要根據(jù)規(guī)定的策略來判斷。其中所述規(guī)定的策略包含指定的溫度傳感器的第一電容值和第二電容值的變化超過給定的閾值范圍，則確定該射頻標(biāo)簽保存溫度變化超出許可范圍。例如，規(guī)定的策略可以為如果50%的溫度傳感器的第一電容值和第二電容值的變化超過給定的閾值范圍，則確定該射頻標(biāo)簽保存溫度變化超出許可范圍；或者10個溫度傳感器的第一電容值和第二電容值的變化超過給定的閾值范圍，則確定該射頻標(biāo)簽保存溫度變化超出許可范圍；或者給傳感器標(biāo)號，如果奇數(shù)標(biāo)號的溫度傳感器的第一電容值和第二電容值的變化超過給定的閾值范圍，則確定該射頻標(biāo)簽保存溫度變化超出許可范圍；等等。在同一發(fā)明構(gòu)思下，本發(fā)明還公開了一種確定溫度感知射頻標(biāo)簽的保存溫度變化是否超出許可范圍的系統(tǒng)，所述溫度感知射頻標(biāo)簽上述的射頻標(biāo)簽，圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實施實施時方式的一種溫度感知射頻標(biāo)簽的保存溫度變化是否超出許可范圍的系統(tǒng)1000的結(jié)構(gòu)框圖，根據(jù)圖10，該系統(tǒng)1000包括去除裝置1001，用于響應(yīng)于該射頻標(biāo)簽被冷卻至保存溫度，介質(zhì)材料成為固態(tài)后， 去除所述至少一個溫度傳感器的可去除結(jié)構(gòu)的裝置；第一測量裝置1002，用于測量去除可去除結(jié)構(gòu)后所述至少一個溫度傳感器的兩個電容器極板間的第一電容值的裝置；第二測量裝置1003，用于響應(yīng)于該射頻標(biāo)簽被置于與保存溫度相近的環(huán)境溫度中，并接收到保存溫度是否發(fā)生變化的查詢，測量此時所述至少一個溫度傳感器的兩個電容器極板間的第二電容值的裝置；比較裝置1004，用于通過比較所述至少一個溫度傳感器的兩個電容器極板間的第一電容值和第二電容值的變化是否超過給定的閾值范圍來確定該射頻標(biāo)簽的保存溫度變化是否超出許可范圍。在圖10所示的系統(tǒng)中，所述第一測量裝置測量所述至少一個溫度傳感器的兩個電容器極板間的第一電容值后，如果保存溫度發(fā)生較大變化，則所述溫度感知射頻標(biāo)簽的溫度傳感器的介質(zhì)材料全部或部分變成液態(tài)，并通過可去除結(jié)構(gòu)被去除后留下的小孔全部或者部分揮發(fā)，造成所述至少一個溫度傳感器的兩個電容器極板間的電容值發(fā)生變化。在一種實施方式中，所述第一電容值和第二電容值通過多協(xié)振蕩電路或者交流橋路法來測量。在另外一種實時方式重，如果所述溫度感知射頻標(biāo)簽包括多個溫度傳感器，則所述比較裝置確定該射頻標(biāo)簽保存溫度變化是否超出許可范圍要根據(jù)規(guī)定的策略來判斷。其中所述規(guī)定的策略包含指定的規(guī)定多少溫度傳感器的第一電容值和第二電容值的變化超過給定的閾值范圍，則確定該射頻標(biāo)簽保存溫度變化超出許可范圍。以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種溫度感知射頻標(biāo)簽，其特征在于，該射頻標(biāo)簽包括天線；集成電路，與所述天線相連，并且還包含一個電容測量電路；以及至少一個溫度傳感器，該溫度傳感器包括兩個電容器極板(22)、介質(zhì)材料(25)、介質(zhì)封裝材料(21)、結(jié)構(gòu)體材料03)和可去除結(jié)構(gòu)體(M)，其中，所述介質(zhì)材料05)是具有固態(tài)和液態(tài)的易揮發(fā)的介質(zhì)，該介質(zhì)材料0 在液態(tài)時通過位于所述結(jié)構(gòu)體材料上的所述介質(zhì)封裝材料被封裝在由所述兩個電容器極板0 和所述結(jié)構(gòu)體材料03)組成的封閉空間，所述可去除結(jié)構(gòu)體04)能夠被去除；其中，該至少一個溫度傳感器的兩個電容器極板0 引出兩個極板聯(lián)接信號與所述集成電路的電容測量電路相耦合，使得所述集成電路的電容測量電路能夠測量該至少一個溫度傳感器的兩個電容器極板間的電容值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度感知射頻標(biāo)簽，其特征在于，所述可去除結(jié)構(gòu)體04)采用熔絲材料，該熔絲材料的兩端與所述集成電路相連，該熔絲材料能夠通過由所述集成電路向該熔絲材料通電流而被去除。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的溫度感知射頻標(biāo)簽，其特征在于，所述熔絲材料為金屬熔絲或者多晶硅熔絲。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的溫度感知射頻標(biāo)簽，其特征在于，所述熔絲材料與所述集成電路以金絲鍵合的方式相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的溫度感知射頻標(biāo)簽，其特征在于，所述電容傳感器的結(jié)構(gòu)體材料03)采用環(huán)氧樹脂或者低溫陶瓷。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的溫度感知射頻標(biāo)簽，其特征在于，所述電容器極板02)采用金屬鋁或者金屬銅制作而成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的溫度感知射頻標(biāo)簽，其特征在于，所述介質(zhì)封裝材料為環(huán)氧樹脂或者低溫陶瓷。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的溫度感知射頻標(biāo)簽，其特征在于，所述介質(zhì)材料 (25)為以下之一水，固體醋酸，石蠟，或者煤油。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的溫度感知射頻標(biāo)簽，其特征在于，所述電容測量電路通過多協(xié)振蕩電路或者交流橋路法來測量溫度傳感器的兩個電容器極板間的電容值。
10.一種確定溫度感知射頻標(biāo)簽的保存溫度變化是否超出許可范圍的方法，所述溫度感知射頻標(biāo)簽為權(quán)利要求1至8中任一項所述的射頻標(biāo)簽，該方法包括響應(yīng)于該射頻標(biāo)簽被冷卻至保存溫度，介質(zhì)材料成為固態(tài)后，去除所述至少一個溫度傳感器的可去除結(jié)構(gòu)；測量所述至少一個溫度傳感器的兩個電容器極板間的第一電容值；響應(yīng)于該射頻標(biāo)簽被置于與保存溫度相近的環(huán)境溫度中，并接收到保存溫度是否發(fā)生變化的查詢，測量所述至少一個溫度傳感器的兩個電容器極板間的第二電容值；通過比較所述至少一個溫度傳感器的兩個電容器極板間的第一電容值和第二電容值的變化是否超過給定的閾值范圍來確定該射頻標(biāo)簽的保存溫度變化是否超出許可范圍。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的確定溫度感知射頻標(biāo)簽的保存溫度變化是否超出許可范圍的方法，其特征在于，所述第一電容值和第二電容值通過多協(xié)振蕩電路或者交流橋路法來測量。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的確定溫度感知射頻標(biāo)簽的保存溫度變化是否超出許可范圍的方法，其特征在于，所述溫度感知射頻標(biāo)簽包括多個溫度傳感器，確定該射頻標(biāo)簽的保存溫度變化是否超出許可范圍根據(jù)規(guī)定的策略來確定。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的確定溫度感知射頻標(biāo)簽的保存溫度變化是否超出許可范圍的方法，其特征在于，所述規(guī)定的策略包含指定的溫度傳感器的第一電容值和第二電容值的變化超過給定的閾值范圍，則確定該射頻標(biāo)簽的保存溫度變化超出許可范圍。
14.一種確定溫度感知射頻標(biāo)簽的保存溫度變化是否超出許可范圍的系統(tǒng)，所述溫度感知射頻標(biāo)簽為權(quán)利要求1至9中任一項所述的射頻標(biāo)簽，該系統(tǒng)包括去除裝置，用于響應(yīng)于該射頻標(biāo)簽被冷卻至保存溫度，介質(zhì)材料成為固態(tài)后，去除所述至少一個溫度傳感器的可去除結(jié)構(gòu)的裝置；第一測量裝置，用于測量去除可去除結(jié)構(gòu)后所述至少一個溫度傳感器的兩個電容器極板間的第一電容值的裝置；第二測量裝置，用于響應(yīng)于該射頻標(biāo)簽被置于與保存溫度相近的環(huán)境溫度中，并接收到保存溫度是否發(fā)生變化的查詢，測量此時所述至少一個溫度傳感器的兩個電容器極板間的第二電容值的裝置；比較裝置，用于通過比較所述至少一個溫度傳感器的兩個電容器極板間的第一電容值和第二電容值的變化是否超過給定的閾值范圍來確定該射頻標(biāo)簽的保存溫度變化是否超出許可范圍。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的確定溫度感知射頻標(biāo)簽的保存溫度變化是否超出許可范圍的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一電容值和第二電容值通過多協(xié)振蕩電路或者交流橋路法來測量。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的確定溫度感知射頻標(biāo)簽的保存溫度變化是否超出許可范圍的系統(tǒng)，其特征在于，所述溫度感知射頻標(biāo)簽包括多個溫度傳感器，所述比較裝置確定該射頻標(biāo)簽的保存溫度變化是否超出許可范圍根據(jù)規(guī)定的策略來確定。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的確定溫度感知射頻標(biāo)簽的保存溫度變化是否超出許可范圍的系統(tǒng)，其特征在于，所述規(guī)定的策略包含指定的規(guī)定多少溫度傳感器的第一電容值和第二電容值的變化超過給定的閾值范圍，則確定該射頻標(biāo)簽的保存溫度變化是否超出許可范圍。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種溫度感知射頻標(biāo)簽及判斷其保存溫度變化是否超出許可范圍的方法和系統(tǒng)，該射頻標(biāo)簽包括天線；集成電路，與所述天線相連；以及至少一個溫度傳感器，該溫度傳感器包括兩個電容器極板、介質(zhì)材料、介質(zhì)封裝材料、結(jié)構(gòu)體材料和可去除結(jié)構(gòu)體，其中，所述介質(zhì)材料是具有固態(tài)和液態(tài)的易揮發(fā)的介質(zhì)，該介質(zhì)材料在液態(tài)時通過位于所述結(jié)構(gòu)體材料上的所述介質(zhì)封裝材料被封裝在由所述兩個電容器極板和所述結(jié)構(gòu)體材料組成的封閉空間，所述可去除結(jié)構(gòu)體能夠被去除；其中，該至少一個溫度傳感器的兩個電容器極板引出兩個極板聯(lián)接信號與射頻標(biāo)簽的集成電路相連，使得所述射頻標(biāo)簽的集成電路能夠測量溫度傳感器的兩個電容器極板間的電容值。
文檔編號G06K19/07GK102314622SQ201010227240
公開日2012年1月11日 申請日期2010年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月7日
發(fā)明者盧小冬, 張海英 申請人:中國科學(xué)院微電子研究所