[go: up one dir, main page]

WO2010027297A1 - Radio frequency sensor - Google Patents

Radio frequency sensor Download PDF

Info

Publication number
WO2010027297A1
WO2010027297A1 PCT/RU2009/000452 RU2009000452W WO2010027297A1 WO 2010027297 A1 WO2010027297 A1 WO 2010027297A1 RU 2009000452 W RU2009000452 W RU 2009000452W WO 2010027297 A1 WO2010027297 A1 WO 2010027297A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
sensor
radio frequency
change
antenna
response signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/RU2009/000452
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Борис Алексеевич ХОЗЯИНОВ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of WO2010027297A1 publication Critical patent/WO2010027297A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q9/00—Arrangements in telecontrol or telemetry systems for selectively calling a substation from a main station, in which substation desired apparatus is selected for applying a control signal thereto or for obtaining measured values therefrom
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q2209/00—Arrangements in telecontrol or telemetry systems
    • H04Q2209/40—Arrangements in telecontrol or telemetry systems using a wireless architecture
    • H04Q2209/47—Arrangements in telecontrol or telemetry systems using a wireless architecture using RFID associated with sensors

Definitions

  • the present invention relates to techniques for transmitting data and can be applied in various fields of national economy.
  • Radio frequency (RFID) sensors for various purposes are widely known.
  • RFID Radio frequency
  • an RFID sensor is provided that stores information from various types of sensors (temperature, short-circuit, etc.) in the memory of the transponder chip, and then the radio frequency reader receives this data.
  • the disadvantage of this solution is the need to save data in the memory of the chip.
  • the present invention is the development of such a radio frequency sensor, with which you can remotely wirelessly determine the status of the sensor (s) without storing the state of the sensor in the memory of the radio frequency chip.
  • a radio frequency sensor comprising a radio frequency chip; an antenna; an environmental parameter sensor whose state changes the response signal of the radio frequency microcircuit, perceived by the radio frequency reader; characterized in that the sensor changes its shape due to a change in the environmental parameter, and the change in the response signal occurs due to the approach or removing part of the sensor to the antenna or microcircuit, or destroying the sensor of the antenna, microcircuit, or the connection between them.
  • the sensor may comprise a bimetallic element, a swellable element, or a liquid that expands as a result of freezing.
  • a change in the response signal occurs due to the approach or removal of the metal located on the sensor to the antenna.
  • a change in the response signal occurs due to a change in at least one electrical characteristic of the antenna caused by the electrical contact of the sensor portion and said antenna.
  • the senor changes the response signal after one of its parts has increased its size, and then reduced it.
  • the senor can change appearance when the environmental parameter changes.
  • FIG. Figure 1 shows an example implementation of a sensor with a liquid expanding upon freezing.
  • FIG. Figure 2 shows an example implementation of a sensor when it changes the response signal after one of its parts has increased its size, and then reduced it.
  • the sensor of the present invention can be implemented in several versions, which, however, are implemented in a similar way.
  • RFID tags can be applied. Their thickness is measured in microns.
  • the working element of the sensor can be a bimetallic plate, a swellable substance or an aqueous solution of salt.
  • RFID radio frequency
  • a bimetallic plate can be used as a sensor. It can be installed so that when a certain temperature is reached, an electrical contact occurs between the conductive plate and the antenna tag. Since the characteristics of the antenna will change at the moment of touching, the RSSI will change, or the label will become inaccessible for reading.
  • water or a swellable substance with a conductor can also be used.
  • FIG. 1 This sensor is a rigid plastic cylinder 1, most of which is filled with a liquid 2 expanding during freezing: water or saline water.
  • the cylinder has a piston 3 or a flexible membrane to which a metal needle 4 is attached. When water 2 freezes, it expands and moves the piston 3 down.
  • the sensor of FIG. 2 Its body 1 is also made of hard plastic, and the piston 3 is held by beveled protrusions 5, dividing the sensor into two sections.
  • the piston 3 is connected by an uncompressed spring 6 with the plate 7, on which the needle 4 or the blade is located.
  • the spring 6 will be compressed, since the lower water 2 will also freeze and will not allow the plate 7. to move. After the water 2 has melted, the spring will be unclenched , and the needle 4 will destroy, for example, the junction of the antenna and the chip.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

The invention relates primarily to data transmission technology. The use of the invention makes it possible to determine, by means of a wireless radio frequency method, the state of a sensor without recording that state in the memory of a radio frequency microcircuit. The level of the RFID tag response signal changes as a result of a part of the sensor, the size of which changes in accordance with a change in the surrounding medium (a bimetallic element, a swelling element or a liquid that expands when frozen), approaching a standard RFID tag. As the sensor approaches, the tag is destroyed or the characteristics of the tag antenna change.

Description

РАДИОЧАСТОТНЫЙ ДАТЧИК RADIO FREQUENCY SENSOR

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к технике передачи данных и может быть применено в различных областях народного хозяйства.The present invention relates to techniques for transmitting data and can be applied in various fields of national economy.

Уровень техникиState of the art

Радиочастотные (RFID) датчики различного назначения широко известны. Например, в патенте US6720866 представлен RFID датчик, который сохраняет информацию с различного типа сенсоров (температурных, замыкания-размыкания и т.п.) в памяти микросхемы транспондера, а затем радиочастотный считыватель получает эти данные. Недостатком такого решения является необходимость сохранять данные в памяти микросхемы.Radio frequency (RFID) sensors for various purposes are widely known. For example, in the patent US6720866, an RFID sensor is provided that stores information from various types of sensors (temperature, short-circuit, etc.) in the memory of the transponder chip, and then the radio frequency reader receives this data. The disadvantage of this solution is the need to save data in the memory of the chip.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Таким образом, задачей настоящего изобретения является разработка такого радиочастотного датчика, с помощью которого можно удаленно беспроводным способом определить состояние сенсора (чувствительного элемента) без запоминания состояния сенсора в памяти радиочастотной микросхемы.Thus, the present invention is the development of such a radio frequency sensor, with which you can remotely wirelessly determine the status of the sensor (s) without storing the state of the sensor in the memory of the radio frequency chip.

Для достижения указанного технического результата предлагается радиочастотный датчик содержащий радиочастотную микросхему; антенну; сенсор параметра окружающей среды, состояние которого изменяет ответный сигнал радиочастотной микросхемы, воспринимаемый радиочастотным считывателем; отличающийся тем, что сенсор изменяет свою форму вследствие изменения параметра окружающей среды, и изменение ответного сигнала происходит вследствие приближения или удаления части сенсора к антенне или микросхеме, или разрушения сенсором антенны, микросхемы или соединения между ними.To achieve the technical result, a radio frequency sensor is proposed comprising a radio frequency chip; an antenna; an environmental parameter sensor whose state changes the response signal of the radio frequency microcircuit, perceived by the radio frequency reader; characterized in that the sensor changes its shape due to a change in the environmental parameter, and the change in the response signal occurs due to the approach or removing part of the sensor to the antenna or microcircuit, or destroying the sensor of the antenna, microcircuit, or the connection between them.

Сенсор может содержать биметаллический элемент, набухающий элемент или жидкость, расширяющуюся в результате замерзания.The sensor may comprise a bimetallic element, a swellable element, or a liquid that expands as a result of freezing.

В некоторых случаях изменение ответного сигнала происходит вследствие приближения или удаления металла, расположенного на сенсоре к антенне.In some cases, a change in the response signal occurs due to the approach or removal of the metal located on the sensor to the antenna.

В других случаях изменение ответного сигнала происходит вследствие изменения по крайней мере одной электротехнической характеристики антенны, вызванного электрическим контактом части сенсора и упомянутой антенны.In other cases, a change in the response signal occurs due to a change in at least one electrical characteristic of the antenna caused by the electrical contact of the sensor portion and said antenna.

В некоторых случаях сенсор изменяет ответный сигнал после того, как одна из его частей увеличила свой размер, а затем его уменьшила.In some cases, the sensor changes the response signal after one of its parts has increased its size, and then reduced it.

Кроме того сенсор может изменять внешний вид при изменении параметра окружающей среды.In addition, the sensor can change appearance when the environmental parameter changes.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На всех чертежах одинаковые ссылочные позиции относятся к одним и тем же или сходным элементам.In all the drawings, the same reference numerals refer to the same or similar elements.

На фиг. 1 приведен пример реализации сенсора с жидкостью, расширяющейся при замерзании.In FIG. Figure 1 shows an example implementation of a sensor with a liquid expanding upon freezing.

На фиг. 2 приведен пример реализации сенсора, когда он изменяет ответный сигнал после того, как одна из его частей увеличила свой размер, а затем его уменьшила. Подробное описание изобретенияIn FIG. Figure 2 shows an example implementation of a sensor when it changes the response signal after one of its parts has increased its size, and then reduced it. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Датчик по настоящему изобретению может быть реализован в нескольких вариантах, которые, тем не менее, осуществляются сходным образом.The sensor of the present invention can be implemented in several versions, which, however, are implemented in a similar way.

В одном вариантов осуществления настоящего изобретения можно применять стандартные радиочастотные (RFID) метки (iпlау). Их толщина измеряется микронами. Рабочим элементом сенсора может быть биметаллическая пластина, набухающее вещество или водный раствор соли. Вот несколько примеров осуществления.In one embodiment of the present invention, standard radio frequency (RFID) tags (iplau) can be applied. Their thickness is measured in microns. The working element of the sensor can be a bimetallic plate, a swellable substance or an aqueous solution of salt. Here are some examples of implementation.

Известно, что обычные RFID метки не читаются на металле. Если взять параллелепипед из набухающего пластика (есть такие, размеры которых при набухании изменяются в разы), к одной из его сторон по площади сопоставимой с площадью метки прикрепить фольгу, и поместить фольгу на некотором расстоянии (более 1 см) от метки , то метка будет пригодна для считывания. Но в случае возникновения протечки, параллелепипед набухнет и прижмет фольгу к метке (электрический контакт не обязателен) — метка будет недоступна для чтения. Кроме того по мере постепенного (набухание - процесс не мгновенный) приближения металла к метке будет изменяться уровень ответного сигнала (RSSI), на основании которого можно оценивать время нахождения сенсора в воде.It is known that conventional RFID tags are not readable on metal. If we take a parallelepiped from a swellable plastic (there are those whose dimensions change several times during swelling), attach a foil to one of its sides with an area comparable to the area of the mark, and place the foil at a certain distance (more than 1 cm) from the mark, then the mark will be suitable for reading. But in the event of a leak, the box will swell and press the foil to the mark (electrical contact is not necessary) - the mark will not be readable. In addition, as the metal approaches the mark gradually (swelling is not an instant process), the level of the response signal (RSSI) will change, based on which the time spent by the sensor in the water can be estimated.

В другом случае можно использовать в качестве сенсора биметаллическую пластину. Ее можно установить так, чтобы при достижении определенной температуры между проводящей пластиной и антенной метки возникал электрический контакт. Так как в момент касания изменятся характеристики антенны, то измениться RSSI, или же метка станет недоступной для считывания. В таком типе сенсора можно использовать также воду или набухающее вещество с проводником. В предпоследнем варианте датчика к метке можно прикрепить конструкцию, показанную на фиг. 1. Этот сенсор представляет собой жесткий пластиковый цилиндр 1, большая часть которого наполнена расширяющейся при замерзании жидкостью 2: водой или солевым водным раствором. Цилиндр имеет поршень 3 или гибкую мембрану, к которому прикреплена металлическая игла 4. Когда вода 2 замерзнет, она расширится и сдвинет поршень 3 вниз. Если перед этим расположить иглу 4 напротив микросхемы стандартной RFID метки, то микросхема будет разрушена, и метка не сможет быть прочитана. Если вместо иглы 4 установить лезвие, то оно сможет перерезать фольгу антенны метки с тем же конечным результатом. Очевидно, что вместо воды можно использовать набухающее вещество.In another case, a bimetallic plate can be used as a sensor. It can be installed so that when a certain temperature is reached, an electrical contact occurs between the conductive plate and the antenna tag. Since the characteristics of the antenna will change at the moment of touching, the RSSI will change, or the label will become inaccessible for reading. In this type of sensor, water or a swellable substance with a conductor can also be used. In the penultimate embodiment of the sensor, the structure shown in FIG. 1. This sensor is a rigid plastic cylinder 1, most of which is filled with a liquid 2 expanding during freezing: water or saline water. The cylinder has a piston 3 or a flexible membrane to which a metal needle 4 is attached. When water 2 freezes, it expands and moves the piston 3 down. If before this, place the needle 4 opposite the chip of the standard RFID tag, then the chip will be destroyed, and the tag cannot be read. If a blade is installed instead of the needle 4, then it will be able to cut the foil of the tag antenna with the same final result. Obviously, instead of water, a swellable substance can be used.

В некоторых случаях удобно применение сенсора представленного на фиг. 2. Его корпус 1 изготовлен так же из жестокого пластика, а поршень 3 удерживается скошенными выступами 5, разделяя сенсор на две секции. Поршень 3 соединен несжатой пружиной 6 с пластиной 7, на которой находится игла 4 или лезвие. Когда вода 2 замерзнет и увеличит свой объем, то верхняя на рисунке вода вытолкнет поршень 3 через скошенные выступы 5. Пружина 6 сожмется, так как нижняя вода 2 тоже замерзнет и не даст сдвинуться пластине 7. После того, как вода 2 растает, пружина разожмется, и игла 4 разрушит, например, место соединения антенны и микросхемы. Можно сделать сенсор иначе, где уже сжатая пружина удерживается мягкой не расширяемой емкостью с водой. В момент замерзания вода разорвет емкость, но будет удерживать пружину. Когда вода растает, она вытечет из емкости и освободит пружину.In some cases, it is convenient to use the sensor of FIG. 2. Its body 1 is also made of hard plastic, and the piston 3 is held by beveled protrusions 5, dividing the sensor into two sections. The piston 3 is connected by an uncompressed spring 6 with the plate 7, on which the needle 4 or the blade is located. When the water 2 freezes and increases its volume, the upper water in the figure will push the piston 3 through the beveled protrusions 5. The spring 6 will be compressed, since the lower water 2 will also freeze and will not allow the plate 7. to move. After the water 2 has melted, the spring will be unclenched , and the needle 4 will destroy, for example, the junction of the antenna and the chip. You can make the sensor differently, where an already compressed spring is held by a soft, non-expandable water tank. At the moment of freezing, water will break the tank, but will hold the spring. When the water melts, it will flow out of the tank and release the spring.

Кроме того в жидкость 2 можно добавить крахмал и герметичные хрупкие шарики с йодом. После замерзания шарики треснут и жидкость поменяет внешний вид — цвет. Таким образом с помощью предложенных радиочастотных датчиков удаленно беспроводным способом можно определить состояние сенсора без запоминания состояния сенсора в памяти радиочастотной микросхемы. In addition, starch and sealed fragile balls with iodine can be added to liquid 2. After freezing, the balls crack and the liquid changes its appearance - color. Thus, using the proposed RF sensors remotely wirelessly, you can determine the state of the sensor without storing the state of the sensor in the memory of the radio frequency chip.

Claims

Формула изобретения Claim 1. Радиочастотный датчик, содержащий:1. An RF sensor comprising: - радиочастотную микросхему;- radio frequency microcircuit; - антенну;- antenna; - сенсор параметра окружающей среды, состояние которого изменяет ответный сигнал упомянутой радиочастотной микросхемы, воспринимаемый радиочастотным считывателем; отличающийся тем, что:- an environmental parameter sensor, the state of which changes the response signal of the aforementioned radio frequency microcircuit, perceived by the radio frequency reader; characterized in that: - упомянутый сенсор изменяет свою форму вследствие изменения упомянутого параметра окружающей среды;- said sensor changes its shape due to a change in said environmental parameter; - упомянутое изменение ответного сигнала происходит вследствие приближения или удаления части упомянутого сенсора к упомянутой антенне или упомянутой микросхеме, или разрушения упомянутым сенсором упомянутой антенны, упомянутой микросхемы или соединения между ними.- said change in the response signal occurs due to the approach or removal of a portion of said sensor to said antenna or said microcircuit, or the destruction by said sensor of said antenna, said microcircuit, or the connection between them. 2. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что упомянутый сенсор содержит биметаллический элемент, набухающий элемент или жидкость, расширяющуюся в результате замерзания.2. The sensor according to claim 1, characterized in that said sensor comprises a bimetallic element, a swelling element or a liquid expanding as a result of freezing. 3. Датчик по п. 1, отличающийся тем, упомянутое изменение ответного сигнала происходит вследствие приближения или удаления металла, расположенного на упомянутом сенсоре, к антенне.3. The sensor according to claim 1, characterized in that said change in the response signal occurs due to the approach or removal of the metal located on the sensor to the antenna. 4. Датчик по п. 1, отличающийся тем, упомянутое изменение ответного сигнала происходит вследствие изменения по крайней мере одной электротехнической характеристики упомянутой антенны, вызванного электрическим контактом части упомянутого сенсора и упомянутой антенны. 4. The sensor according to claim 1, characterized in that said change in the response signal occurs due to a change in at least one electrical characteristic of said antenna caused by electrical contact of a portion of said sensor and said antenna. 5. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что упомянутый сенсор изменяет упомянутый ответный сигнал после того, как одна из его частей увеличила свой размер, а затем его уменьшила.5. The sensor according to claim 1, characterized in that said sensor changes said response signal after one of its parts has increased its size and then reduced it. 6. Датчик по п. 1, отличающийся тем, упомянутый сенсор изменяет внешний вид при изменении упомянутого параметра окружающей среды. 6. The sensor according to claim 1, characterized in that said sensor changes appearance when the said environmental parameter changes.
PCT/RU2009/000452 2008-09-08 2009-09-07 Radio frequency sensor Ceased WO2010027297A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008135940/07A RU2413342C2 (en) 2008-09-08 2008-09-08 Radio frequency sensor (versions)
RU2008135940 2008-09-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010027297A1 true WO2010027297A1 (en) 2010-03-11

Family

ID=41797310

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2009/000452 Ceased WO2010027297A1 (en) 2008-09-08 2009-09-07 Radio frequency sensor

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2413342C2 (en)
WO (1) WO2010027297A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150317896A1 (en) * 2014-05-01 2015-11-05 Solvera, LLC Smart label with integrated sensor
RU2703890C1 (en) * 2018-09-19 2019-10-22 Общество с ограниченной ответственностью "ВОСХОД-2" Electronic sealing system

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2101683C1 (en) * 1996-02-29 1998-01-10 Воронежская государственная архитектурно-строительная академия High-frequency level indicator
US6720866B1 (en) * 1999-03-30 2004-04-13 Microchip Technology Incorporated Radio frequency identification tag device with sensor input
RU2249164C1 (en) * 2002-09-13 2005-03-27 Эл Джи Электроникс Инк. Refrigerator connected to the internet
US20060038684A1 (en) * 2004-08-19 2006-02-23 International Business Machines Corporation System and method for smart radio frequency identification tags
US20060208879A1 (en) * 2005-03-01 2006-09-21 Alexandre Bratkovski Monitoring an environment using a RFID assembly

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6424710B1 (en) * 1999-02-10 2002-07-23 Avaya Technology Corp. Method and device for detecting the presence of a patch cord connector in a telecommunications patch system using passive detection sensors
RU59243U1 (en) * 2004-12-28 2006-12-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежский государственный архитектурно-строительный университет - ГОУ ВПО ВГАСУ HIGH FREQUENCY LEVEL METER

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2101683C1 (en) * 1996-02-29 1998-01-10 Воронежская государственная архитектурно-строительная академия High-frequency level indicator
US6720866B1 (en) * 1999-03-30 2004-04-13 Microchip Technology Incorporated Radio frequency identification tag device with sensor input
RU2249164C1 (en) * 2002-09-13 2005-03-27 Эл Джи Электроникс Инк. Refrigerator connected to the internet
US20060038684A1 (en) * 2004-08-19 2006-02-23 International Business Machines Corporation System and method for smart radio frequency identification tags
US20060208879A1 (en) * 2005-03-01 2006-09-21 Alexandre Bratkovski Monitoring an environment using a RFID assembly

Also Published As

Publication number Publication date
RU2413342C2 (en) 2011-02-27
RU2008135940A (en) 2010-03-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5162599B2 (en) Switchable radiation enhancement and decoupling
US12406165B2 (en) Temperature indicator
CN108780514B (en) Switchable RFID Antennas Responsive to Environmental Sensors
JP6657695B2 (en) Monitoring tag
EP3393662B1 (en) Rfid system for identification of cryogenic straws
EP2182581A1 (en) Rfid tag, and system and method for detecting change of rfid tag environment
CN102110242B (en) Anti-detaching wristband type electronic tag
CN112236900A (en) RFID carrier tape with top and bottom conductors
WO2008051598A3 (en) Radio frequency identification system
WO2010027297A1 (en) Radio frequency sensor
US20080012580A1 (en) Sensor
CN103543146A (en) Electronic tag combining time-temperature indicator and radio frequency identification
US11249107B2 (en) Impact indicator
US20180180491A1 (en) Chipless rfid-based temperature threshold sensor
JP2016053874A (en) RFID tag, management system, and RFID tag manufacturing method
CN100504327C (en) Data carrier with indicating means for indicating a change in a parameter influencing the data carrier
CN118782946A (en) A battery pack temperature monitoring system
JP2011177116A (en) Rfid animal ear tag and method of manufacturing the same
JP7752679B2 (en) Temperature indicator
EP4522953A1 (en) Temperature indicator
CN205050153U (en) Observation circuit based on passive label
CN204045129U (en) Gauge seal
US20210096151A1 (en) Impact indicator
CN205106137U (en) Rat trap
CN105243347A (en) Passive-tag based monitoring circuit

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09811767

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 09811767

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1