[发明专利]水产品品质监测的多参数无源柔性传感装置及方法

说明书

本发明实施例提供一种水产品品质监测的多参数无源柔性传感装置及方法，所述装置包括：环形天线、RFID标签芯片、多参数传感模块、能量采集电路、微控制器、柔性基底、接口电路和颜色触发检测装置。本发明实施例提供的水产品品质监测的多参数无源柔性传感装置及方法，具有无源、小型化、柔性化、高精度和低能耗的特点，有效减小了监测装置体积尺寸并易附着于包装内部，通过颜色触发检测装置检测多参数传感模块中各气体传感器光学响应的RGB颜色强度，获得各气体传感器的检测数据，通过传感器节点的无线射频模块，实现微环境关键参数数据的实时传输与通信，实现了对水产品品质的实时智能监测。

技术领域

本发明涉及传感器及数据处理技术领域，更具体地，涉及一种水产品品质监测的多参数无源柔性传感装置及方法。

背景技术

水产品在冷链物流过程中容易受到腐败菌和致病菌的感染，在冷链物流过程中，除了温度波动对于品质变化产生重大影响，相对湿度、本源性气体(二氧化碳、氧气)、内生性气体(硫化氢、氨气及胺、乙醇类及有机溶剂气体)和外源性气体(氮气等保鲜作用而注入的气体)的变化都会严重影响水产品品质变化与安全，因此亟需对温度、氧气、氨气等多关键参数进行数据监测、采集、传输及处理。

市面上销售的水产品主要是气调和采用托盘包装的形式，由于其高营养、高品质易被消费者接受等特性使其作为高档产品进入消费市场，因此对于水产品的保鲜包装要求趋于小型化、精包装并能够实现实时监测，但由于传统传感器基于PCB板作为基底使得其尺寸体积较大以及功耗较高，难以满足对水产品在运输、存储、包装、销售等方面的监控。

因此，亟需提出新监测技术驱动传感器实现无源、低功耗功能，减小监测装置体积尺寸并易附着于包装内部以实现实时智能监测。

发明内容

本发明实施例提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的水产品品质监测的多参数无源柔性传感装置及方法。

第一方面，本发明实施例提供一种水产品品质监测的多参数无源柔性传感装置，包括：

环形天线、RFID标签芯片、多参数传感模块、能量采集电路、微控制器、柔性基底、接口电路和颜色触发检测装置，其中，

所述环形天线用于接收来自信息采集指令端的射频信号，实现所述RFID标签芯片与信息采集指令端之间的通信连接；

所述RFID标签芯片用于通过所述环形天线将电磁场能量转换为直流电压，并存储所述微控制器对所述多参数传感器模块采集的数据进行处理后的数据，所述直流电压用于为所述多参数传感器模块供电；

所述多参数传感模块包括一个温度传感器和多个气体传感器，每个所述气体传感器由化学方法制备，具有光学响应特性，用于采集水产品在冷链物流过程中相应气体的浓度，所述温度传感器内置于所述RFID标签芯片中；

所述能量采集电路用于在所述RFID标签芯片提供的能量不能满足所述多参数传感模块的功耗时，将所述射频信号转换为直流功率，为所述多参数传感器模块供电；

所述微控制器用于通过所述接口电路接收所述RFID标签芯片的信号，触发所述多参数传感模块进行相应气体浓度的采集，对所述多参数传感模块采集的数据进行处理并将处理后的数据传输至所述RFID标签芯片；

所述颜色触发检测装置用于检测所述多参数传感模块中各气体传感器光学响应的RGB颜色强度，获得各气体传感器的检测数据；

所述RFID标签芯片及其他组件印刷在所述柔性基底上，各组件通过导电树脂互连。

其中，所述RFID标签芯片包括EPC内存、稳压器以及解调器，所述RFID标签芯片具体用于使用ISO15693协议，通过所述环形天线在中心频率为13.56MHz时，从信息采集指令端接收射频信号，将电磁场能量转换为直流电压，并通过所述微控制器将所述多参数传感器模块采集的数据存储在所述EPC内存中。