WO2008107367A1 - Arrangement and method for forming a temperature-time product - Google Patents

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WO2008107367A1
WO2008107367A1 PCT/EP2008/052427 EP2008052427W WO2008107367A1 WO 2008107367 A1 WO2008107367 A1 WO 2008107367A1 EP 2008052427 W EP2008052427 W EP 2008052427W WO 2008107367 A1 WO2008107367 A1 WO 2008107367A1
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WO
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temperature
unit
arrangement
time product
time
Prior art date
Application number
PCT/EP2008/052427
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German (de)
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Inventor
Klaus Preiser
Joerg Eichler
Original Assignee
Zentrum Mikroelektronik Dresden Ag
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K3/00—Thermometers giving results other than momentary value of temperature
    • G01K3/02—Thermometers giving results other than momentary value of temperature giving means values; giving integrated values
    • G01K3/04—Thermometers giving results other than momentary value of temperature giving means values; giving integrated values in respect of time
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K1/00—Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
    • G01K1/02—Means for indicating or recording specially adapted for thermometers
    • G01K1/022—Means for indicating or recording specially adapted for thermometers for recording

Definitions

  • the invention relates to an arrangement for forming a temperature-time product, comprising a temperature sensor, a control and evaluation unit, a power supply unit and an output for outputting an output signal.
  • the invention also relates to a method for forming a temperature-time product.
  • a so-called maximum temperature load is specified for such goods. This indicates how long the product can be exposed to a higher temperature load, ie a temperature above the above-mentioned temperature threshold, before the product deteriorates and becomes unusable.
  • TTP temperature-time product
  • TTI temperature-time integral
  • This prior art describes a label (electronic label) which contains a battery and an electrical arrangement for forming a temperature-time product as well as a display ⁇ possibility in excess of a set threshold for the temperature-time product.
  • the invention is therefore based on the object to provide an arrangement and a method for forming a temperature-time product, whereby a simple, flexible formation and Speiche ⁇ tion of a temperature-time product is achieved.
  • the object in an arrangement for forming a temperature-time product of the aforementioned Art solved in that the arrangement is a temperature-time product calculating and storing datalogger unit, which includes a temperature measuring unit, the temperature ⁇ measurement, temperature-time product calculation and storage of the datalogger unit controlling timer unit and the Be ⁇ operating voltage by means of control by the timer unit to the data logger unit supplying operating voltage control unit.
  • the inventive arrangement comprises a data logger unit for temperature measurement, calculation TTP TTP evaluation and generation of an output signal, which is a battery voltage can be switched on only for a period of time not ⁇ manoeuvrable by means of an operation ⁇ voltage control unit.
  • a timer unit is provided for internally generating a time base and for timing control.
  • the arrangement has a power supply unit including a battery and a Batteriemana ⁇ ABERGEMENT unit is checked by means of which if a bat ⁇ terie is connected and which comprises state of charge the battery.
  • the arrangement according to the invention also includes a non-volatile memory for storing parameters or measured values which are retained even without the application of a voltage and can thus be read out
  • a single memory may be divided into various functional areas such as data memory and parameter memory, or multiple nonvolatile memories may be provided.
  • the data logger unit has a first nonvolatile memory for storing calibration data, a second nonvolatile memory for storing log parameters, a third nonvolatile memory for storing user data, a temperature measurement unit and a data logger controller.
  • a temperature measurement by means of an internal temperature ⁇ tursensors is determined by the data logger unit controlled by the timer unit, made and storage of the measured Temperature value and an associated time value in a non-volatile memory (EPROM) realized.
  • EPROM non-volatile memory
  • the data logger unit includes an assembly for TTP calculation and evaluation, which output signal generates also be output from ⁇ .
  • the timer means comprises a programmable oscillator, a programmable counter, a time comparison unit with a compare register, a timer control unit, and a non ⁇ volatile memory array.
  • the timer unit includes a programmable timer and counter. These are preset by parameters which are transmitted via the RFID interface in such a way that they generate a desired time base (time value).
  • the written into the same register Ver ⁇ comparison value is compared by the comparison unit with the signal generated by the timer unit value. If coincidence, a predetermined period of time delta t has expired and a start signal is generated. By means of this start signal, a control signal for controlling the operating voltage control unit is generated by the timer control unit.
  • the operating voltage control unit by means of a first output to the timer unit, and by a second off ⁇ is gear connected to the data logger unit input side to the power supply unit and the output side and that the operating voltage control unit connected by control lines to the timer unit and the data logger unit is.
  • the operating voltage control unit By the operating voltage control unit, the erfindungsge ⁇ Permitted arrangement is set, for example, at the beginning of a logistics chain in operation. For this purpose, the arrangement via RFID, a switch-on command and operating parameters is transmitted and the switch Sl is switched on.
  • the timer unit connected to the first output of the operating voltage control unit starts time counting.
  • the switch S2 is turned on. This supplies the data logger unit with the operating voltage and starts to work. For the purpose of saving energy, the switch S2 is switched off again after a predetermined duration or event-controlled.
  • the switch S1 can be switched off and the battery spared. Thus, the service life of the arrangement is extended.
  • the arrangement has an interface for data exchange and programming.
  • the interface for data exchange by an RFID unit with an antenna and an RFID control and control unit is gebil ⁇ det and that the RFID control and control unit with the power supply unit, the operating voltage control unit and the Datalogger unit is connected.
  • the arrangement according to the invention can be programmed by the user - not only at the factory. Thus, an individual adaptation to different goods and logistics chains by the user of the arrangement itself is possible. To this end, a data connection to the arrangement will be ⁇ builds using a corresponding arrangement for example via an RFID interface. About these control commands or parameters for the Pro ⁇ programming of the device can be transferred. A control command is understood, for example, as the command for switching the arrangement on or off. Examples of possible parameters are the delta time duration t, the start time point of the data onto ⁇ drawing, the temperature threshold and the TTP threshold.
  • the recorded data (temperature values with associated time values and the current TTP) are also read out via this air interface (RFID).
  • the method according to the invention does not carry out permanent TTP formation, but rather performs a temperature measurement in equidistant time steps. After this, a comparison with the predetermined, adjustable temperature threshold is performed and only if the temperature threshold is exceeded or undershot is the TTP calculated.
  • the part of the arrangement which carries out the temperature measurement and TTP calculation as well as the TTP evaluation, can be de-energized in the unneeded time and energy can be saved.
  • the arrangement can, depending on the parameters passed to it, exceed or else fall below a temperature which is likewise passed as a parameter. Check threshold and is therefore flexible.
  • Fig. 1 shows an inventive arrangement for forming a temperature-time product
  • Fig. 2 is a graphical representation of the inventive method for forming a temperature-time product.
  • the inventive arrangement comprises, as shown in Figure 1 Darge ⁇ represents the components datalogger unit 1, timer unit 2, operating voltage control unit 3, RFID unit 4, RFID control and control unit 5 with antenna 6 and Stromversor ⁇ supply unit 7, which from the battery and the associated battery management unit 9.
  • the arrangement also has an output 10 for outputting an output signal.
  • the data logger unit 1 is supplied by a by means of the operating voltage control unit 3 separately switchable operating voltage.
  • Unit 1 contains the sub-components listed below:
  • TTP calculation and evaluation 16 by means of which, after each temperature measurement, the comparison with the predetermined temperature threshold takes place and, depending on the result of this comparison, a TTP calculation and storage is carried out.
  • This subassembly 16 also generates the output ⁇ signal of the overall arrangement according to the invention, which is output at the output 10.
  • Non-volatile memory for storing calibration data 11. This also contains the control law of the programmable oscillator 17 ⁇ .
  • Non-volatile memory for storing log parameters 12. This contains the tax code for the Data logger unit 1 as time interval for the tempera ⁇ turunk, temperature thresholds, TTP thresholds and other parameters.
  • Non-volatile memory for user data 13 which occur during operation, such as temperature and associated periods of time.
  • Temperature measuring unit 14 which is started by the loggersteue ⁇ tion 15. The result is written on the one hand in the user data memory 13 and on the other hand the sub-assembly for TTP calculation and evaluation 16 provided ⁇ .
  • Data logger control 15 for generating all internal and external control signals, so the control signals for the Da ⁇ tenloggerizi 1 itself and for the timer unit 2, the operating voltage control unit 3 and the RFID control and control unit 5.
  • the assembly 15 starts and stops the timer unit 2 and receives on the other hand, after a time interval has passed through the timer unit 2, a start signal for temperature measurement.
  • the timer unit 2 is also supplied by a separately selectable by means of the loading ⁇ operating voltage control unit 3 ⁇ operation voltage.
  • the timer unit 2 consists of the nachfol ⁇ quietly listed sub-components:
  • Programmable oscillator 17 which receives from the nonvolatile memory 11 for balancing the oscillator Kalibrierparame ⁇ ter.
  • the oscillator itself generates an oscillator frequency with a low tolerance.
  • Time comparison unit 19 with a comparison register, which generates a start signal for temperature measurement and TTP calculation and storage, if the values of the comparison register and the counter match.
  • Timer control unit 20 for controlling the operation of the timer unit 2 and the operating voltage control unit 3rd
  • the timer unit 2 is either assigned a nonvolatile memory for storing parameters such as the value for the comparison register of the time comparison unit 19, or the unit 2 uses a memory area within another nonvolatile memory contained in the arrangement according to the invention, for example within the data logger unit 1.
  • the RFID unit 4, the RFID control and control unit 5 and the antenna 6 are provided according to the invention for receiving and transmitting RFID commands and thus form a possible interface 21 of the arrangement for forming a temperature-time product.
  • Other interface variants as in ⁇ example, a wired data exchange via plug contacts or contact surfaces and a contactless data exchange by means of an optical interface (IRDA) or an electrical interface (Bluetooth) are also possible.
  • both a programming of the inventive arrangement as well as the reading of the stored data can be the temperature profile recorded by the arrangement itself as well as an individual identification of the goods by means of an ID.
  • the RFID unit 4 which generates for example a profiled amplitudenmodu ⁇ 13.56 MHz carrier frequency allows the extra ⁇ transact data and clock signal and produces at the same time of the coil current via a rectifier arrangement, a supply voltage Versor-.
  • the RFID monitoring and control unit 5 interprets the data and clock signals and generates control signals for the battery management unit 9, which Radios Trustein ⁇ unit 3 and the data logger unit. 1 Both the programming of the arrangement according to the invention and the readout of the measured data (temperature values, time values and TTP) as well as an ID of the goods are carried out via the RFID interface.
  • Programmable parameters include, for example:
  • Time interval delta t which determines the time interval between two consecutive temperature measurements
  • Temperature threshold TDO or TDU for the adjustable upper or unte ⁇ re temperature threshold
  • a TTP flag by means of which it is determined whether a temperature overshoot or a temperature undershoot of an upper or lower temperature threshold is to trigger a TTP calculation
  • the operation of the arrangement should be ended or an overwriting of the oldest memory values should take place.
  • the end of the operation of the arrangement can also be signaled to the outside. If the memory values are overwritten, the initial data of the measurement is lost, but the last x measured values remain in the memory for subsequent evaluation.
  • the calculated TTP is of this rewriting ⁇ ben of measurement and time values unaffected because the TTP value is stored in a separate memory, which is only need to record a single (last / current) TTP value.
  • switch S Upon reaching the destination perishable goods, at the end of the supply chain, and after reading the data drawn on ⁇ the arrangement of the operating voltage control unit 3, switch S can be turned off.
  • the device for forming a temperature-time product can thus be brought into a de-energized, battery-saving state during the time in which it is not intended to measure and record data and can be stored temporarily and subsequently used for a new monitoring of perishable goods.
  • the data logger unit 1 controlled by the Ti ⁇ merashi 2, only connected to the operating voltage Vbat via the switch S2, when a temperature measurement and processing by the data logger unit 1 is to be performed.
  • the switch S2 is turned on via the RFID control and control unit 5 and on closing ⁇ the non-volatile memory for storing log parameters 12 with programmable parameters from the RFID control and control unit 5 via the data logger control 15 loaded.
  • the temperature-time product is only recalculated if the measured temperature has exceeded an adjustable temperature threshold, as shown in FIG.
  • TTP ⁇ ⁇ (Tmess T threshold) * delta _t ⁇ where TTP must be considered as a normalized product of a programmable time interval and a temperature overrun.
  • t tN
  • TTP delta _t * ⁇ (Tmess threshold)
  • the calculated TTP thus has, for example, as shown in Figure 2, the unit degrees second.
  • the temperature is measured for a short moment and then decided by means of a comparison with the predetermined temperature threshold, whether a temperature-time product is formed.
  • the operating voltage Vbat is supplied scarf ⁇ tet for the data logger unit.
  • the data logger controller 15 starts a temperature measurement are stored after their completion the temperature measured value and a value supplied ⁇ impaired in non-volatile memory 13 for user data.
  • This newly created TTP is compared with the adjustable TTP threshold in the module for TTP calculation and evaluation 16.
  • Exceeding a threshold TTP at the output 10 of the arrangement a corresponding output signal will be ⁇ .
  • the signaling takes place by changing the logic state of the output 10 from the state "0" to the state "1".
  • a connected display element is turned on and displayed that the product is spoiled.
  • the data logger unit 1 is turned off. All wichti ⁇ gen parameters are stored in appropriate non-volatile memories. Thus saving power, as Zvi ⁇ rule in the times of two consecutive temperature measurements is only on the timer.
  • FIG. 2 shows a recorded measurement series of temperature values in 0 C in the lower diagram.
  • the measured value acquisition always takes place after the elapse of the time period "del ta" of, for example, one second.
  • the first measured temperature value lies with a temperature of 9 0 C below the temperature threshold of 10 0 C. Thus becomes no TTP calculation triggered.
  • the second measured temperature is 11 0 C, and thus 1 DEGC above the temperature threshold of 10 0 C.
  • This over ⁇ underflow results in a TTP-calculation according to the above angege- surrounded calculation equation. The result of this calculation is shown in the diagram above and has the value of 1 degree second.
  • the following eight temperature readings are also above the temperature threshold and, as explained, lead to a recalculation of the TTP, which thus increases to about 20 degrees seconds.
  • the TTP is recalculated and increases to a value above the TTP threshold of 27 degrees seconds.
  • Non-volatile memory for storing log parameters

Abstract

The invention, which relates to an arrangement and a method for forming a temperature-time product, is aimed at providing an arrangement and a method for forming a temperature-time product, whereby simple, flexible formation and memorization of a temperature-time product is achieved. According to the invention, the aim is achieved in that the arrangement comprises a data logger unit, which computes and memorizes the temperature-time product and has a temperature measuring unit, and further comprises a timer unit controlling the temperature measurement, computation of the temperature-time product and memorization of the data logger unit, and an operating voltage control unit supplying the operating voltage to the data logger unit by control via the timer unit. According to the invention, the aim is achieved with respect to the method in that a temperature measurement is performed at adjustable equidistant time intervals, that subsequently a comparison is performed of the measured temperature to an adjustable temperature threshold, that if the temperature threshold is exceeded a temperature-time product (TTP) is formed, that the temperature-time product following computation thereof is memorized in a nonvolatile memory and that if an adjustable TTP threshold is exceeded an output signal is produced and emitted for indicating that the threshold has been exceeded.

Description

Anordnung und Verfahren zur Bildung eines Temperatur-Zeit- Produktes Arrangement and method for forming a temperature-time product
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Bildung eines Temperatur-Zeit-Produkts, bestehend aus einem Temperatursensor, einer Steuer- und Auswerteeinheit, einer Stromversorgungseinheit und einem Ausgang zur Ausgabe eines Ausgangssignals.The invention relates to an arrangement for forming a temperature-time product, comprising a temperature sensor, a control and evaluation unit, a power supply unit and an output for outputting an output signal.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Bildung eines Temperatur-Zeit-Produkts .The invention also relates to a method for forming a temperature-time product.
Beim Transport verderblicher Güter über eine längere Logistik- kette ist es meist notwendig, die Temperatur der Produkte zu kontrollieren. Hersteller derartiger verderblicher Güter geben beispielsweise eine Temperaturschwelle an, bei deren Über¬ schreitung die Ware einem fortschreitenden Verderblichkeitspro- zess unterliegt.When transporting perishable goods over a longer logistical chain, it is usually necessary to control the temperature of the products. Manufacturers of such perishable goods, say, to a temperature threshold above which the goods over ¬ underrange a progressive process Verderblichkeitspro- subject.
Weiterhin wird für derartige Güter eine so genannte maximale Temperaturbelastung angegeben. Diese zeigt an, wie lange das Produkt einer höheren Temperaturbelastung, also einer Temperatur oberhalb der oben genannten Temperaturschwelle, ausgesetzt werden kann, bevor die Ware verdirbt und unbrauchbar wird.Furthermore, a so-called maximum temperature load is specified for such goods. This indicates how long the product can be exposed to a higher temperature load, ie a temperature above the above-mentioned temperature threshold, before the product deteriorates and becomes unusable.
Bereits beim Empfänger der Waren ist es wünschenswert, mit einem Anzeigeelement an der Warenverpackung zu signalisieren, dass die Ware verdorben ist und eine Warenannahme verweigert werden kann.Already at the recipient of the goods, it is desirable to signal with a display element on the product packaging that the goods are spoiled and a goods receipt can be denied.
Die Bildung und Anzeige des Temperatur-Zeit-Produktes (TTP oder auch temperature-time-product ) , welches auch als Temperatur- Zeit-Integral (TTI) bezeichnet wird, mittels einer elektroni¬ schen Anordnung ist beispielsweise aus der US 2004/0156418 Al bekannt .The formation and display of the temperature-time product (TTP or Also temperature-time-product), which is also referred to as temperature-time integral (TTI), by means of an electronic ¬ rule arrangement is known for example from US 2004/0156418 Al.
Dieser Stand der Technik beschreibt ein Label (elektronisches Etikett) , welches eine Batterie und eine elektrische Anordnung zur Bildung eines Temperatur-Zeit-Produktes sowie eine Anzeige¬ möglichkeit bei einer Überschreitung eines gesetzten Schwellwertes für das Temperatur-Zeit-Produkt enthält.This prior art describes a label (electronic label) which contains a battery and an electrical arrangement for forming a temperature-time product as well as a display ¬ possibility in excess of a set threshold for the temperature-time product.
Weiterhin sind auch chemische Farbstreifen bekannt, welche ein Temperatur-Zeit-Produkt dadurch nachbilden, dass sie mit Tempe¬ raturbelastung über der Zeit ihre Farbeigenschaften ändern.Furthermore, chemical color strips are known that reproduce by a temperature-time product that they change with Tempe ¬ perature over time its color characteristics.
Ferner existieren eine Reihe von chemischen oder biologischen Sensoren, die mit Temperaturbelastung über der Zeit ihre elekt- rischen Eigenschaften ändern, basierend auf physikalischen, chemischen, enzymischen oder mikrobiologischen Prozessen.There are also a number of chemical or biological sensors that change their electrical properties over time, based on physical, chemical, enzymic or microbiological processes.
Beispiele hierfür sind aus der WO 2006/048412 Al und der US 05,709,472 bekannt.Examples of this are known from WO 2006/048412 A1 and US Pat. No. 5,709,472.
Diese aus dem Stand der Technik bekannten Möglichkeiten zur Bildung eines Temperatur-Zeit-Produkts sind teilweise auf ein bestimmtes Produkt zugeschnitten oder nur durch den Hersteller programmierbar. Außerdem bieten die Lösungen aus dem Stand der Technik keine Möglichkeit der Messdatenspeicherung und Auswertung, welche beispielsweise dann erforderlich ist, wenn die Ursache und/oder der genaue Zeitpunkt bestimmt werden soll zu welchem die Ware einer unzulässigen Temperaturbelastung ausgesetzt gewesen ist.These known from the prior art ways to form a temperature-time product are partially tailored to a particular product or programmable only by the manufacturer. In addition, the solutions of the prior art offer no possibility of measurement data storage and evaluation, which is required, for example, when the cause and / or the exact time is to be determined to which the goods has been exposed to an inadmissible temperature load.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung und ein Verfahren zur Bildung eines Temperatur-Zeit-Produkts anzugeben, womit eine einfache, flexible Bildung und Speiche¬ rung eines Temperatur-Zeit-Produkts erreicht wird.The invention is therefore based on the object to provide an arrangement and a method for forming a temperature-time product, whereby a simple, flexible formation and Speiche ¬ tion of a temperature-time product is achieved.
Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe bei einer Anordnung zur Bildung eines Temperatur-Zeit-Produkts der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Anordnung eine das Temperatur- Zeit-Produkt berechnende und speichernde Datenloggereinheit , welche eine Temperaturmesseinheit umfasst, eine die Temperatur¬ messung, Temperatur-Zeit-Produkt Berechnung und Speicherung der Datenloggereinheit steuernde Timereinheit und eine die Be¬ triebsspannung mittels Steuerung durch die Timereinheit an die Datenloggereinheit liefernde Betriebsspannungssteuereinheit aufweist .According to the invention, the object in an arrangement for forming a temperature-time product of the aforementioned Art solved in that the arrangement is a temperature-time product calculating and storing datalogger unit, which includes a temperature measuring unit, the temperature ¬ measurement, temperature-time product calculation and storage of the datalogger unit controlling timer unit and the Be ¬ operating voltage by means of control by the timer unit to the data logger unit supplying operating voltage control unit.
Die erfindungsgemäße Anordnung umfasst eine Datenloggereinheit zur Temperaturmessung, TTP-Berechnung, TTP-Auswertung und Generierung eines Ausgangssignals, welcher mittels einer Betriebs¬ spannungssteuereinheit eine Batteriespannung nur für eine not¬ wendige Zeitdauer zugeschaltet werden kann. Zur internen Erzeugung einer Zeitbasis und zur Zeitablaufsteuerung ist eine Ti- mereinheit vorgesehen. Die Anordnung verfügt über eine Stromversorgungseinheit, welche eine Batterie und eine Batteriemana¬ gementeinheit umfasst, mittels derer geprüft wird ob eine Bat¬ terie angeschlossen ist und welchen Ladezustand die Batterie aufweist. Mittels dieser Prüfung kann beispielsweise beim Start der Anordnung ein Fehlersignal „Batteriespannung zu klein" generiert werden. Die erfindungsgemäße Anordnung beinhaltet auch einen nichtflüchtigen Speicher zum Speichern von Parametern oder Messwerten, welche auch ohne das Anliegen einer Spannung erhalten bleiben und somit ausgelesen werden können. Dabei kann ein einzelner Speicher in verschiedene Funktionsbereiche wie Datenspeicher und Parameterspeicher unterteilt oder mehrere nichtflüchtige Speicher vorgesehen werden.The inventive arrangement comprises a data logger unit for temperature measurement, calculation TTP TTP evaluation and generation of an output signal, which is a battery voltage can be switched on only for a period of time not ¬ manoeuvrable by means of an operation ¬ voltage control unit. A timer unit is provided for internally generating a time base and for timing control. The arrangement has a power supply unit including a battery and a Batteriemana ¬ ABERGEMENT unit is checked by means of which if a bat ¬ terie is connected and which comprises state of charge the battery. By means of this test, for example, an error signal "battery voltage too low" can be generated at the start of the arrangement The arrangement according to the invention also includes a non-volatile memory for storing parameters or measured values which are retained even without the application of a voltage and can thus be read out For example, a single memory may be divided into various functional areas such as data memory and parameter memory, or multiple nonvolatile memories may be provided.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Datenloggereinheit einen ersten nichtflüchtigen Speicher zum Speichern von Kalibrierungsdaten, einen zweiten nichtflüchtigen Speicher zum Speichern von Log-Parametern, einen dritten nichtflüchtigen Speicher zum Speichern von Nutzdaten, eine Temperaturmesseinheit und eine Datenloggersteuerung aufweist.In one embodiment of the invention, it is provided that the data logger unit has a first nonvolatile memory for storing calibration data, a second nonvolatile memory for storing log parameters, a third nonvolatile memory for storing user data, a temperature measurement unit and a data logger controller.
Durch die Datenloggereinheit wird, gesteuert durch die Timer- einheit, eine Temperaturmessung mittels eines internen Tempera¬ tursensors vorgenommen und eine Speicherung des gemessenen Temperaturwertes und eines zugehörigen Zeitwertes in einem nichtflüchtigen Speicher (EPROM) realisiert. Durch die Kopplung der Datenloggereinheit an eine Schnittstelle, beispielsweise eine RFID-Schnittstelle, wird die Programmierung der erfin- dungsgemäßen Anordnung sowie eine Übertragung der aufgezeichneten Messwerte und des aktuellen TTP an eine externe Station möglich. Die zum Betrieb der Anordnung notwendigen Parameter werden in nichtflüchtigen Speichern gespeichert und bleiben somit auch ohne das Anliegen einer Spannung erhalten.A temperature measurement by means of an internal temperature ¬ tursensors is determined by the data logger unit controlled by the timer unit, made and storage of the measured Temperature value and an associated time value in a non-volatile memory (EPROM) realized. By coupling the data logger unit to an interface, for example an RFID interface, programming of the arrangement according to the invention as well as transmission of the recorded measured values and the current TTP to an external station becomes possible. The parameters necessary for the operation of the arrangement are stored in nonvolatile memories and thus remain preserved even without the application of a voltage.
Die Datenloggereinheit beinhaltet auch eine Baugruppe zur TTP- Berechnung und Auswertung, welche auch das auszugebende Aus¬ gangssignal generiert.The data logger unit includes an assembly for TTP calculation and evaluation, which output signal generates also be output from ¬.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Timereinheit einen programmierbaren Oszillator, einen programmierbaren Zähler, eine Zeitvergleichseinheit mit einem Vergleichsregister, eine Timer-Steuereinheit und eine nicht¬ flüchtige Speicheranordnung aufweist.In a further embodiment of the invention it is provided that the timer means comprises a programmable oscillator, a programmable counter, a time comparison unit with a compare register, a timer control unit, and a non ¬ volatile memory array.
Die Timereinheit beinhaltet einen programmierbaren Timer und Zähler. Diese werden durch Parameter, welche über die RFID- Schnittstelle übertragen werden, so voreingestellt, dass sie eine gewünschte Zeitbasis (Zeitwert) erzeugen. Der in das Ver¬ gleichsregister eingeschriebene Vergleichswert wird mittels der Vergleichseinheit mit dem durch die Timereinheit erzeugten Zeitwert verglichen. Bei Übereinstimmung ist eine vorgegebene Zeitdauer delta t abgelaufen und ein Startsignal wird erzeugt. Mittels dieses Startsignals wird durch die Timer-Steuereinheit ein Steuersignal zur Steuerung der Betriebsspannungssteuereinheit erzeugt .The timer unit includes a programmable timer and counter. These are preset by parameters which are transmitted via the RFID interface in such a way that they generate a desired time base (time value). The written into the same register Ver ¬ comparison value is compared by the comparison unit with the signal generated by the timer unit value. If coincidence, a predetermined period of time delta t has expired and a start signal is generated. By means of this start signal, a control signal for controlling the operating voltage control unit is generated by the timer control unit.
In einer besonderen Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Betriebsspannungssteuereinheit eingangsseitig mit der Stromversorgungseinheit und ausgangsseitig mittels eines ersten Ausgangs mit der Timereinheit und mittels eines zweiten Aus¬ gangs mit der Datenloggereinheit verbunden ist und dass die Betriebsspannungssteuereinheit durch Steuerleitungen mit der Timereinheit und der Datenloggereinheit verbunden ist. Durch die Betriebsspannungssteuereinheit wird die erfindungsge¬ mäße Anordnung beispielsweise am Beginn einer Logistikkette in Betrieb gesetzt. Hierfür wird der Anordnung via RFID ein Einschaltbefehl und Betriebsparameter übermittelt und der Schalter Sl zugeschaltet. Die mit dem ersten Ausgang der Betriebsspannungssteuereinheit verbundene Timereinheit beginnt mit der Zeitzählung.In a particular embodiment of the invention it is provided that the operating voltage control unit by means of a first output to the timer unit, and by a second off ¬ is gear connected to the data logger unit input side to the power supply unit and the output side and that the operating voltage control unit connected by control lines to the timer unit and the data logger unit is. By the operating voltage control unit, the erfindungsge ¬ Permitted arrangement is set, for example, at the beginning of a logistics chain in operation. For this purpose, the arrangement via RFID, a switch-on command and operating parameters is transmitted and the switch Sl is switched on. The timer unit connected to the first output of the operating voltage control unit starts time counting.
Gesteuert durch die Timereinheit erfolgt das Einschalten des Schalters S2. Hiermit wird die Datenloggereinheit mit der Be- triebsspannung versorgt und beginnt zu arbeiten. Zum Zweck der Energieeinsparung wird der Schalter S2 nach einer vorgegebenen Dauer oder ereignisgesteuert wieder abgeschaltet.Controlled by the timer unit, the switch S2 is turned on. This supplies the data logger unit with the operating voltage and starts to work. For the purpose of saving energy, the switch S2 is switched off again after a predetermined duration or event-controlled.
Soll die Arbeit der erfindungsgemäßen Anordnung beendet werden kann der Schalter Sl, wie oben beschrieben, abgeschaltet und die Batterie geschont werden. Somit wird die Betriebsdauer der Anordnung verlängert.If the work of the arrangement according to the invention is to be terminated, the switch S1, as described above, can be switched off and the battery spared. Thus, the service life of the arrangement is extended.
In einer Ausgestaltungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Anordnung eine Schnittstelle zum Datenaustausch und zur Programmierung aufweist.In one embodiment of the invention it is provided that the arrangement has an interface for data exchange and programming.
In einer Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Schnittstelle zum Datenaustausch durch eine RFID-Einheit mit einer Antenne und eine RFID-Kontroll- und Steuereinheit gebil¬ det wird und dass die RFID-Kontroll- und Steuereinheit mit der Stromversorgungseinheit, der Betriebsspannungssteuereinheit und der Datenloggereinheit verbunden ist.In one embodiment of the invention, it is provided that the interface for data exchange by an RFID unit with an antenna and an RFID control and control unit is gebil ¬ det and that the RFID control and control unit with the power supply unit, the operating voltage control unit and the Datalogger unit is connected.
Die erfindungsgemäße Anordnung kann vom Nutzer - also nicht nur werksseitig - programmiert werden. Somit ist eine individuelle Anpassung an verschiedene Waren und Logistikketten durch den Nutzer der Anordnung selbst möglich. Zu diesem Zweck wird unter Nutzung einer entsprechenden Anordnung beispielsweise über eine RFID-Schnittstelle eine Datenverbindung zur Anordnung aufge¬ baut. Über diese können Steuerbefehle oder Parameter zur Pro¬ grammierung der Anordnung übertragen werden. Unter einem Steuerbefehl wird beispielsweise der Befehl zu Ein- oder Ausschal- ten der Anordnung verstanden. Beispiele für mögliche Parameter sind die Zeitdauer delta t, der Startzeitpunkt der Datenauf¬ zeichnung, die Temperaturschwelle und die TTP-Schwelle .The arrangement according to the invention can be programmed by the user - not only at the factory. Thus, an individual adaptation to different goods and logistics chains by the user of the arrangement itself is possible. To this end, a data connection to the arrangement will be ¬ builds using a corresponding arrangement for example via an RFID interface. About these control commands or parameters for the Pro ¬ programming of the device can be transferred. A control command is understood, for example, as the command for switching the arrangement on or off. Examples of possible parameters are the delta time duration t, the start time point of the data onto ¬ drawing, the temperature threshold and the TTP threshold.
Über diese Luftschnittstelle (RFID) erfolgt auch das Auslesen der aufgezeichneten Daten (Temperaturwerte mit zugehörigen Zeitwerten und das aktuelle TTP) .The recorded data (temperature values with associated time values and the current TTP) are also read out via this air interface (RFID).
Somit kann exakt nachvollzogen werden zu welchem Zeitpunkt die Ware welcher Temperatur ausgesetzt war und ob die TTP-Schwelle bereits überschritten und die Ware somit als verdorben einzu¬ stufen ist.Thus can be traced exactly at what time the goods which temperature has been exposed and whether the TTP threshold already passed and thus einzu the goods as spoiled ¬ step is.
Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe bei einem Verfahren zur Bildung eines Temperatur-Zeit-Produkts der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass in einstellbaren äquidistanten Zeitabschnitten eine Temperaturmessung erfolgt, dass nachfolgend ein Vergleich der gemessenen Temperatur mit einer einstellbaren Temperaturschwelle erfolgt, dass bei einem Überschreiten der Temperaturschwelle ein Temperatur-Zeit-Produkt (TTP) gemäß t=tNAccording to the invention, the object is achieved in a method for forming a temperature-time product of the type mentioned in that in adjustable equidistant time intervals, a temperature measurement is carried out, that subsequently a comparison of the measured temperature with an adjustable temperature threshold that when exceeded the temperature threshold a temperature-time product (TTP) according to t = tN
TTP = ∑{(Tmess -Tschwelle)* delta _t} gebildet wird, dass t=t\ das Temperatur-Zeit-Produkt nach seiner Berechnung in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert wird und dass bei einem Überschreiten einer einstellbaren TTP-Schwelle ein Ausgangssignal zur Anzeiger der Überschreitung erzeugt und ausgegeben wird.TTP = Σ {(Tmess -Tschwelle) * delta _t} is formed, that t = t \ the temperature-time product is stored after its calculation in a non-volatile memory and that when an adjustable TTP threshold is exceeded, an output signal to the indicator the excess is generated and output.
Im Gegensatz zum Stand der Technik führt das erfindungsgemäße Verfahren keine permanente TTP-Bildung durch, sondern führt in äquidistanten Zeitschritten eine Temperaturmessung durch. Nach dieser wird ein Vergleich mit der vorgegebnen, einstellbaren Temperaturschwelle durchgeführt und nur bei einem Überschreiten oder Unterschreiten der Temperaturschwelle wird das TTP berechnet. Somit kann der Teil der Anordnung, welcher die Temperatur- messung und TTP-Berechnung sowie die TTP-Auswertung durchführt, in der nicht benötigten Zeit stromlos geschaltet und Energie eingespart werden. Die Anordnung kann in Abhängigkeit der an sie übergebenen Parameter ein Überschreiten oder aber ein Unterschreiten einer ebenfalls als Parameter übergebenen Tempera- turschwelle prüfen und ist somit flexibel einsetzbar.In contrast to the prior art, the method according to the invention does not carry out permanent TTP formation, but rather performs a temperature measurement in equidistant time steps. After this, a comparison with the predetermined, adjustable temperature threshold is performed and only if the temperature threshold is exceeded or undershot is the TTP calculated. Thus, the part of the arrangement, which carries out the temperature measurement and TTP calculation as well as the TTP evaluation, can be de-energized in the unneeded time and energy can be saved. The arrangement can, depending on the parameters passed to it, exceed or else fall below a temperature which is likewise passed as a parameter. Check threshold and is therefore flexible.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungs¬ beispiels näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigtThe invention will be explained in more detail with reference to an embodiment ¬ example. In the accompanying drawings shows
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Anordnung zur Bildung eines Temperatur-Zeit-Produkts undFig. 1 shows an inventive arrangement for forming a temperature-time product and
Fig. 2 eine graphische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bildung eines Temperatur-Zeit- Produkts.Fig. 2 is a graphical representation of the inventive method for forming a temperature-time product.
Die erfindungsgemäße Anordnung umfasst, wie in Figur 1 darge¬ stellt, die Komponenten Datenloggereinheit 1, Timereinheit 2, Betriebsspannungssteuereinheit 3, RFID-Einheit 4, RFID- Kontroll- und Steuereinheit 5 mit Antenne 6 sowie Stromversor¬ gungseinheit 7, welche aus der Batterie 8 und der zugehörigen Batteriemanagementeinheit 9 besteht. Die Anordnung weist auch einen Ausgang 10 zur Ausgabe eines Ausgangssignals auf.The inventive arrangement comprises, as shown in Figure 1 Darge ¬ represents the components datalogger unit 1, timer unit 2, operating voltage control unit 3, RFID unit 4, RFID control and control unit 5 with antenna 6 and Stromversor ¬ supply unit 7, which from the battery and the associated battery management unit 9. The arrangement also has an output 10 for outputting an output signal.
Die Datenloggereinheit 1 wird von einer mittels der Betriebs- Spannungssteuereinheit 3 separat zuschaltbaren Betriebsspannung versorgt. Die Einheit 1 beinhaltet die nachfolgend aufgeführten Teilkomponenten :The data logger unit 1 is supplied by a by means of the operating voltage control unit 3 separately switchable operating voltage. Unit 1 contains the sub-components listed below:
TTP-Berechnung und Auswertung 16, mittels welcher nach jeder Temperaturmessung der Vergleich mit der vorgegebenen Temperaturschwelle erfolgt und je nach Ergebnis dieses Vergleichs eine TTP Berechnung und Speicherung vorgenommen wird. Diese Teilbaugruppe 16 generiert auch das Ausgangs¬ signal der erfindungsgemäßen Gesamtanordnung, welches am Ausgang 10 ausgegeben wird.TTP calculation and evaluation 16, by means of which, after each temperature measurement, the comparison with the predetermined temperature threshold takes place and, depending on the result of this comparison, a TTP calculation and storage is carried out. This subassembly 16 also generates the output ¬ signal of the overall arrangement according to the invention, which is output at the output 10.
- Nichtflüchtiger Speicher zur Speicherung von Kalibrierdaten 11. Dieser enthält auch die Steuervorschrift des pro¬ grammierbaren Oszillators 17.- Non-volatile memory for storing calibration data 11. This also contains the control law of the programmable oscillator 17 ¬ .
Nichtflüchtiger Speicher zur Speicherung von Log- Parametern 12. Dieser enthält die Steuervorschrift für die Datenloggereinheit 1, wie Zeitintervall für die Tempera¬ turmessung, Temperaturschwellen, TTP-Schwellen und andere Parameter .Non-volatile memory for storing log parameters 12. This contains the tax code for the Data logger unit 1 as time interval for the tempera ¬ turmessung, temperature thresholds, TTP thresholds and other parameters.
Nichtflüchtiger Speicher für Nutzdaten 13, welche während des Betriebs anfallen, wie Temperatur und zugehöriger Zeitabschnitte .Non-volatile memory for user data 13, which occur during operation, such as temperature and associated periods of time.
Temperaturmesseinheit 14, welche von der Datenloggersteue¬ rung 15 gestartet wird. Das Ergebnis wird einerseits in den Nutzdatenspeicher 13 geschrieben und andererseits der Teilbaugruppe zur TTP-Berechnung und Auswertung 16 bereit¬ gestellt .Temperature measuring unit 14, which is started by the Datenloggersteue ¬ tion 15. The result is written on the one hand in the user data memory 13 and on the other hand the sub-assembly for TTP calculation and evaluation 16 provided ¬ .
Datenloggersteuerung 15 zur Generierung aller internen und externen Steuersignale, also der Steuersignale für die Da¬ tenloggereinheit 1 selbst sowie für die Timereinheit 2, die Betriebsspannungssteuereinheit 3 sowie die RFID- Kontroll- und Steuereinheit 5. Die Baugruppe 15 startet und stoppt die Timereinheit 2 und erhält andererseits nach Ablauf eines Zeitintervalls durch die Timereinheit 2 ein Startsignal zur Temperaturmessung.Data logger control 15 for generating all internal and external control signals, so the control signals for the Da ¬ tenloggereinheit 1 itself and for the timer unit 2, the operating voltage control unit 3 and the RFID control and control unit 5. The assembly 15 starts and stops the timer unit 2 and receives on the other hand, after a time interval has passed through the timer unit 2, a start signal for temperature measurement.
Die Timereinheit 2 wird ebenfalls von einer mittels der Be¬ triebsspannungssteuereinheit 3 separat zuschaltbaren Betriebs¬ spannung versorgt. Die Timereinheit 2 besteht aus den nachfol¬ gend aufgeführten Teilkomponenten:The timer unit 2 is also supplied by a separately selectable by means of the loading ¬ operating voltage control unit 3 ¬ operation voltage. The timer unit 2 consists of the nachfol ¬ quietly listed sub-components:
Programmierbarer Oszillator 17, der vom nichtflüchtigen Speicher 11 zum Abgleich des Oszillators Kalibrierparame¬ ter erhält. Der Oszillator selbst erzeugt eine Oszillatorfrequenz mit einer geringen Toleranz .Programmable oscillator 17, which receives from the nonvolatile memory 11 for balancing the oscillator Kalibrierparame ¬ ter. The oscillator itself generates an oscillator frequency with a low tolerance.
Programmierbarer Zähler 18, zum Zählen der Oszillatorperioden .Programmable counter 18, for counting the oscillator periods.
- Zeitvergleichseinheit 19 mit einem Vergleichsregister, welche ein Startsignal zur Temperaturmessung und TTP- Berechnung und Speicherung erzeugt, wenn die Werte des Vergleichsregisters und des Zählers übereinstimmen. Timer-Steuereinheit 20 zur Steuerung der Funktionsweise der Timereinheit 2 sowie der Betriebsspannungssteuereinheit 3.- Time comparison unit 19 with a comparison register, which generates a start signal for temperature measurement and TTP calculation and storage, if the values of the comparison register and the counter match. Timer control unit 20 for controlling the operation of the timer unit 2 and the operating voltage control unit 3rd
Der Timereinheit 2 ist entweder ein nichtflüchtiger Speicher zur Speicherung von Parametern wie beispielsweise der Wert für das Vergleichsregister der Zeitvergleichseinheit 19 zugeordnet oder die Einheit 2 nutzt einen Speicherbereich innerhalb eines anderen in der erfindungsgemäßen Anordnung enthaltenen nichtflüchtigen Speichers, beispielsweise innerhalb der Datenlogger- einheit 1.The timer unit 2 is either assigned a nonvolatile memory for storing parameters such as the value for the comparison register of the time comparison unit 19, or the unit 2 uses a memory area within another nonvolatile memory contained in the arrangement according to the invention, for example within the data logger unit 1.
Die RFID-Einheit 4, die RFID-Kontroll- und Steuereinheit 5 sowie die Antenne 6 sind erfindungsgemäß zum Empfang und zum Senden von RFID-Befehlen vorgesehen und bilden somit eine mögliche Schnittstelle 21 der Anordnung zur Bildung eines Tempera- tur-Zeit-Produkts . Andere Schnittstellenvarianten wie bei¬ spielsweise ein drahtgebundener Datenaustausch über Steckkontakte oder Kontaktflächen sowie ein berührungsloser Datenaustausch mittels einer optischen Schnittstelle (IRDA) oder einer elektrischen Schnittstelle (Bluetooth) sind ebenfalls möglich.The RFID unit 4, the RFID control and control unit 5 and the antenna 6 are provided according to the invention for receiving and transmitting RFID commands and thus form a possible interface 21 of the arrangement for forming a temperature-time product. Other interface variants as in ¬ example, a wired data exchange via plug contacts or contact surfaces and a contactless data exchange by means of an optical interface (IRDA) or an electrical interface (Bluetooth) are also possible.
Beispielsweise mittels der RFID-Schnittstellen erfolgt sowohl eine Programmierung der erfindungsgemäßen Anordnung als auch das Auslesen der gespeicherten Daten. Diese können der durch die Anordnung aufgezeichnete Temperaturverlauf selbst sowie auch eine individuelle Kennzeichnung der Ware mittels einer ID sein.For example, by means of the RFID interfaces both a programming of the inventive arrangement as well as the reading of the stored data. These can be the temperature profile recorded by the arrangement itself as well as an individual identification of the goods by means of an ID.
Die RFID-Einheit 4, welche beispielsweise eine amplitudenmodu¬ lierte 13,56 MHz-Trägerfrequenz erzeugt, ermöglicht das Extra¬ hieren von Daten- und Taktsignal und erzeugt gleichzeitig aus dem Spulenstrom über eine Gleichrichteranordnung eine Versor- gungsspannung.The RFID unit 4, which generates for example a profiled amplitudenmodu ¬ 13.56 MHz carrier frequency allows the extra ¬ transact data and clock signal and produces at the same time of the coil current via a rectifier arrangement, a supply voltage Versor-.
Die RFID-Kontroll- und Steuereinheit 5 interpretiert die Daten und Taktsignale und generiert daraus Steuersignale für die Batteriemanagementeinheit 9, die Betriebsspannungssteuerein¬ heit 3 sowie die Datenloggereinheit 1. Über die RFID-Schnittstelle erfolgt sowohl die Programmierung der erfindungsgemäßen Anordnung als auch das Auslesen der Messdaten (Temperaturwerte, Zeitwerte und TTP) sowie einer ID der Ware .The RFID monitoring and control unit 5 interprets the data and clock signals and generates control signals for the battery management unit 9, which Betriebsspannungssteuerein ¬ unit 3 and the data logger unit. 1 Both the programming of the arrangement according to the invention and the readout of the measured data (temperature values, time values and TTP) as well as an ID of the goods are carried out via the RFID interface.
Zu den programmierbaren Parametern zählen beispielsweise:Programmable parameters include, for example:
Zeitintervall delta t, der den zeitlichen Abstand zwischen zwei aufeinander folgenden Temperaturmessungen bestimmt,Time interval delta t, which determines the time interval between two consecutive temperature measurements,
Temperaturschwelle (TDO oder TDU für die obere- oder unte¬ re Temperaturschwelle) ,Temperature threshold (TDO or TDU for the adjustable upper or unte ¬ re temperature threshold),
- ein TTP-Flag, mittels welchem festgelegt wird, ob eine Temperaturüberschreitung oder eine Temperaturunterschrei- tung einer oberen oder unteren Temperaturschwelle eine TTP-Berechnung auslösen soll,a TTP flag, by means of which it is determined whether a temperature overshoot or a temperature undershoot of an upper or lower temperature threshold is to trigger a TTP calculation,
Kalibrierparameter, zur Umrechnung von Zählerständen in Temperaturen,Calibration parameters, for converting counter readings into temperatures,
TTP-Schwelle, bei deren Überschreitung die Ware verdorben ist und eine Anzeige erfolgen soll,TTP threshold above which the goods are spoiled and should be displayed,
Vorlaufzeit zum Start der Anordnung, mittels derer die An¬ ordnung an einem bestimmten Tag zu einer festgelegten Uhr- zeit mit der Temperaturmessung und TTP-Berechnung beginnen soll,Lead time for starting the arrangement, by means of which the on ¬ order to start on a particular day at a specified clock time with temperature measurement and calculation TTP,
Verhalten beim Erreichen der maximalen Speicherkapazität des nichtflüchtigen Speichers für Nutzdaten.Behavior when reaching the maximum storage capacity of the nonvolatile memory for user data.
Hier kann festgelegt werden, ob der Betrieb der Anordnung been- det oder ein Überschreiben der ältesten Speicherwerte erfolgen soll. Das Ende des Betriebs der Anordnung kann auch nach außen signalisiert werden. Bei einem Überschreiben der Speicherwerte kommt es zwar zum Verlust der Anfangsdaten der Messung aber die letzten x-Messwerte bleiben im Speicher zur nachfolgenden Aus- wertung erhalten. Das berechnete TTP ist von diesem Überschrei¬ ben von Mess- und Zeitwerten unbeeinflusst, da der TTP-Wert in einem eigenständigen Speicher gespeichert wird, welcher nur einen einzigen (letzten/aktuellen) TTP-Wert aufnehmen muss.Here it can be determined whether the operation of the arrangement should be ended or an overwriting of the oldest memory values should take place. The end of the operation of the arrangement can also be signaled to the outside. If the memory values are overwritten, the initial data of the measurement is lost, but the last x measured values remain in the memory for subsequent evaluation. The calculated TTP is of this rewriting ¬ ben of measurement and time values unaffected because the TTP value is stored in a separate memory, which is only need to record a single (last / current) TTP value.
Durch die Betriebsspannungssteuereinheit 3 wird überprüft, ob eine Batterie 8 angeschlossen ist und eine Überwachung des Ladezustands der Batterie 8 realisiert.By the operating voltage control unit 3 is checked whether a battery 8 is connected and realizes a monitoring of the state of charge of the battery 8.
Mittels der Betriebsspannungssteuereinheit 3 wird über den Schalter Sl beispielsweise beim Aufbringen der erfindungsgemä¬ ßen Anordnung auf die verderbliche Ware am Beginn einer Logis¬ tikkette die Anordnung in Betrieb genommen und die Temperaturmessung sowie die TTP Berechnung und Speicherung gestartet.By means of the operating voltage control unit 3 through the switch Sl, for example when applying the invention shown SEN arrangement on the perishable product at the beginning of the logis ¬ tikkette the arrangement put into operation and the temperature measurement and the calculation and storage of TTP started.
Beim Erreichen des Bestimmungsortes der verderblichen Ware, also am Ende der Logistikkette, und nach dem Auslesen der auf¬ gezeichneten Daten kann die Anordnung über die Betriebsspannungssteuereinheit 3, Schalter Sl wieder ausgeschaltet werden.Upon reaching the destination perishable goods, at the end of the supply chain, and after reading the data drawn on ¬ the arrangement of the operating voltage control unit 3, switch S can be turned off.
Die Anordnung zur Bildung eines Temperatur-Zeit-Produkts kann somit in der Zeit, in der sie keine Daten messen und aufzeichnen soll in einen stromlosen, batterieschonenden Zustand gebracht werden und kann zwischengelagert und nachfolgend für eine erneute Überwachung von verderblichen Gütern eingesetzt werden .The device for forming a temperature-time product can thus be brought into a de-energized, battery-saving state during the time in which it is not intended to measure and record data and can be stored temporarily and subsequently used for a new monitoring of perishable goods.
Die Steuerung des Ein- und Ausschaltens der Anordnung erfolgt mittels Steuerbefehlen, welche über die RFID-Schnittstelle (Baugruppen 6, 4, und 5) übertragen werden. Dabei wird der entsprechende RFID-Befehl von der RFID-Kontroll- und Steuereinheit 5 dekodiert und steuert den Zustand des Schalters Sl und zum Start auch den Schalter S2 der Betriebsspannungssteuereinheit 3.The control of switching on and off of the arrangement by means of control commands, which are transmitted via the RFID interface (modules 6, 4, and 5). In this case, the corresponding RFID command is decoded by the RFID control and control unit 5 and controls the state of the switch Sl and to start the switch S2 of the operating voltage control unit 3rd
Mittels der Betriebsspannungssteuereinheit 3 wird über den Schalter S2 die Datenloggereinheit 1, gesteuert durch die Ti¬ mereinheit 2, nur dann mit der Betriebsspannung Vbat verbunden, wenn eine Temperaturmessung und Verarbeitung durch die Datenloggereinheit 1 durchgeführt werden soll. Mittels dieser Zu- und Abschaltung der Betriebsspannung Vbat wird der Energieverbrauch der Anordnung gesenkt und somit die Betriebsdauer der Anordnung erhöht . Zum Start eines Datenlogger-Zyklus wird der Schalter S2 über die RFID-Kontroll- und Steuereinheit 5 eingeschaltet und an¬ schließend wird der nichtflüchtige Speicher zur Speicherung von Log-Parametern 12 mit programmierbaren Parametern von der RFID- Kontroll- und Steuereinheit 5 über die Datenloggersteuerung 15 geladen .By means of the operating voltage control unit 3, the data logger unit 1, controlled by the Ti ¬ mereinheit 2, only connected to the operating voltage Vbat via the switch S2, when a temperature measurement and processing by the data logger unit 1 is to be performed. By means of this connection and disconnection of the operating voltage Vbat, the power consumption of the arrangement is lowered and thus increases the operating life of the arrangement. To start a data logger cycle, the switch S2 is turned on via the RFID control and control unit 5 and on closing ¬ the non-volatile memory for storing log parameters 12 with programmable parameters from the RFID control and control unit 5 via the data logger control 15 loaded.
Im Unterschied zum Stand der Technik wird bei der erfindungsge¬ mäßen Anordnung in äquidistanten Zeitabschnitten eine Temperaturmessung gestartet. Somit ergibt sich auch ein zeitdiskretes Temperatur-Zeit-Produkt, welches immer nur nach einer abge¬ schlossenen Temperaturmessung berechnet werden kann.In contrast to the prior art, a temperature measurement is started in the erfindungsge ¬ MAESSEN arrangement in equidistant time intervals. Thus, there is also a time-discrete temperature-time product, which can be calculated only after a abge ¬ closed temperature measurement.
Das Temperatur-Zeit-Produkt wird nur dann neu berechnet, wenn die gemessene Temperatur eine einstellbare Temperaturschwelle überschritten hat, wie in Figur 2 dargestellt.The temperature-time product is only recalculated if the measured temperature has exceeded an adjustable temperature threshold, as shown in FIG.
Für den Verfahrensablauf gilt:For the procedure:
Wenn die gemessene Temperatur Tmess > Tschwelle, dann t=tNIf the measured temperature Tmess> T threshold, then t = tN
TTP = ∑{(Tmess - Tschwelle) * delta _t}
Figure imgf000014_0001
wobei TTP als normiertes Produkt eines programmierbaren Zeitintervalls und einer Temperaturüberschreitung betrachtet werden muss. t=tNTTP = Σ {(Tmess T threshold) * delta _t}
Figure imgf000014_0001
where TTP must be considered as a normalized product of a programmable time interval and a temperature overrun. t = tN
Es gilt ebenso TTP = delta _t * ∑(Tmess -Tschwelle) It also applies TTP = delta _t * Σ (Tmess threshold)
Das berechnete TTP hat somit beispielsweise, wie in Figur 2 dargestellt, die Einheit gradsekunde.The calculated TTP thus has, for example, as shown in Figure 2, the unit degrees second.
Erfindungsgemäß gibt es keine permanente Temp-Zeit-Produkt- Bildung. Diese erfolgt in äquidistanten, einstellbaren Zeitschritten. Die Temperatur wird für einen kurzen Moment gemessen und nachfolgend mittels eines Vergleichs mit der vorgegebenen Temperaturschwelle entschieden, ob ein Temperatur-Zeit-Produkt gebildet wird.According to the invention, there is no permanent temp-time product formation. This takes place in equidistant, adjustable time steps. The temperature is measured for a short moment and then decided by means of a comparison with the predetermined temperature threshold, whether a temperature-time product is formed.
Nach Ablauf eines Zeitintervalls delta t wird von der Zeitver¬ gleichseinheit 19 ein Startsignal erzeugt, welches in der Ti¬ mer-Steuereinheit 20 der Timereinheit 2 ein Steuersignal zur Steuerung der Betriebsspannungssteuereinheit 3 erzeugt.After the expiry of a time interval delta t a start signal generated by the Zeitver ¬ same unit 19 which, in the Ti ¬ mer control unit 20, the timer unit 2, a control signal for Control of the operating voltage control unit 3 generated.
Über die Betriebsspannungssteuereinheit 3, Schalter S2 wird die Betriebsspannung Vbat für die Datenloggereinheit 1 zugeschal¬ tet. Die Datenloggersteuerung 15 startet eine Temperaturmes- sung, nach deren Abschluss der Temperaturmesswert und ein zuge¬ höriger Zeitwert in einem nichtflüchtigen Speicher 13 für Nutzdaten gespeichert werden.Over the operating voltage control unit 3, switch S2, the operating voltage Vbat is supplied scarf ¬ tet for the data logger unit. 1 The data logger controller 15 starts a temperature measurement are stored after their completion the temperature measured value and a value supplied ¬ impaired in non-volatile memory 13 for user data.
Wird bei dem Vergleich mit der Temperaturschwelle entschieden, dass ein Temperatur-Zeit-Produkt gebildet wird, wird dieses mittels der oben genannten Berechnungsvorschrift durch die Baugruppe zur TTP-Berechnung und Auswertung 16 berechnet und im nichtflüchtigen Speicher zur Speicherung von Log-Parametern 12 gespeichert .If it is decided in the comparison with the temperature threshold that a temperature-time product is formed, this is calculated by the above-mentioned calculation rule by the module for TTP calculation and evaluation 16 and stored in non-volatile memory for storing log parameters 12.
Dieses neu erzeugte TTP wird mit der einstellbaren TTP-Schwelle in der Baugruppe zur TTP-Berechnung und Auswertung 16 verglichen. Bei einem Überschreiten der TTP-Schwelle wird am Ausgang 10 der Anordnung ein entsprechendes Ausgangssignal ausge¬ geben. Im Beispiel erfolgt die Signalisierung durch einen Wechsel des logischen Zustands des Ausgangs 10 vom Zustand „0" in den Zustand „1".This newly created TTP is compared with the adjustable TTP threshold in the module for TTP calculation and evaluation 16. Exceeding a threshold TTP at the output 10 of the arrangement, a corresponding output signal will be ¬. In the example, the signaling takes place by changing the logic state of the output 10 from the state "0" to the state "1".
Somit wird beispielsweise ein angeschlossenes Anzeigeelement eingeschaltet und angezeigt, dass die Ware verdorben ist.Thus, for example, a connected display element is turned on and displayed that the product is spoiled.
Danach wird die Datenloggereinheit 1 abgeschaltet. Alle wichti¬ gen Parameter sind in entsprechenden nichtflüchtigen Speichern gespeichert. Damit wird Strom gespart, da in den Zeiten zwi¬ schen zwei aufeinander folgenden Temperaturmessungen nur der Timer eingeschaltet ist.Thereafter, the data logger unit 1 is turned off. All wichti ¬ gen parameters are stored in appropriate non-volatile memories. Thus saving power, as Zvi ¬ rule in the times of two consecutive temperature measurements is only on the timer.
In der Figur 2 ist im unteren Diagramm eine aufgenommene Messreihe von Temperaturwerten in 0C dargestellt. Die Messwertauf- nähme erfolgt immer nach dem Ablauf des Zeitabschnitts „del- ta t" von beispielsweise einer Sekunde.FIG. 2 shows a recorded measurement series of temperature values in 0 C in the lower diagram. The measured value acquisition always takes place after the elapse of the time period "del ta" of, for example, one second.
Der erste gemessene Temperaturwert liegt mit einer Temperatur von 9 0C unterhalb der Temperaturschwelle von 10 0C. Somit wird keine TTP-Berechnung ausgelöst.The first measured temperature value lies with a temperature of 9 0 C below the temperature threshold of 10 0 C. Thus becomes no TTP calculation triggered.
Der zweite gemessene Temperaturwert beträgt 11 0C und liegt somit 1 grdC über der Temperaturschwelle von 10 0C. Diese Über¬ schreitung führt zu einer TTP-Berechnung gemäß der oben angege- benen Berechnungsgleichung. Das Ergebnis dieser Berechnung ist in dem darüber liegenden Diagramm dargestellt und hat den Wert von 1 gradsekunde.The second measured temperature is 11 0 C, and thus 1 DEGC above the temperature threshold of 10 0 C. This over ¬ underflow results in a TTP-calculation according to the above angege- surrounded calculation equation. The result of this calculation is shown in the diagram above and has the value of 1 degree second.
Die nachfolgenden acht Temperaturmesswerte liegen ebenfalls über der Temperaturschwelle und führen wie erläutert zu einer Neuberechnung des TTP, welches somit bis auf ca. 20 gradsekun- den ansteigt.The following eight temperature readings are also above the temperature threshold and, as explained, lead to a recalculation of the TTP, which thus increases to about 20 degrees seconds.
Nachfolgend liegen die Temperaturmesswerte wieder unterhalb der Temperaturschwelle, somit wird keine Neuberechnung des TTP durchgeführt und der Wert von ca. 20 gradsekunden bleibt im TTP-Speicher erhalten.Subsequently, the temperature readings are again below the temperature threshold, thus no recalculation of the TTP is performed and the value of about 20 degrees seconds remains in the TTP memory.
Ab dem Temperaturmesswert Nummer 24 wird das TTP wieder neu berechnet und steigt bis auf einen Wert über die TTP-Schwelle von 27 gradsekunden an.From the temperature reading number 24, the TTP is recalculated and increases to a value above the TTP threshold of 27 degrees seconds.
Beim Erreichen der TTP-Schwelle wird, wie im darüber liegenden Diagramm dargestellt, der Zustand durch einen Signalwechsel des Ausgangssignals von „0" auf „1" nach außen angezeigt. When reaching the TTP threshold, as shown in the diagram above, the state is indicated by a signal change of the output signal from "0" to "1" to the outside.
Zentrum Mikroelektronik Dresden AG 01109 DresdenCenter Microelectronics Dresden AG 01109 Dresden
Anordnung und Verfahren zur Bildung eines Temperatur-Zeit- ProduktesArrangement and method for forming a temperature-time product
BezuσszeichenlisteBezuσszeichenliste
1 Datenloggereinheit1 datalogger unit
2 Timereinheit2 timer unit
3 Betriebsspannungssteuereinheit3 operating voltage control unit
4 RFID-Einheit4 RFID unit
5 RFID-Kontroll- und Steuereinheit 6 Antenne5 RFID control and control unit 6 Antenna
7 Stromversorgungseinheit7 power supply unit
8 Batterie8 battery
9 Batteriemanagementeinheit9 battery management unit
10 Ausgang 11 Nichtflüchtiger Speicher zur Speicherung von Kalibrierdaten10 Output 11 Non-volatile memory for storing calibration data
12 Nichtflüchtiger Speicher zur Speicherung von Log- Parametern12 Non-volatile memory for storing log parameters
13 Nichtflüchtiger Speicher für Nutzdaten 14 Temperaturmesseinheit13 Non-volatile memory for user data 14 Temperature measuring unit
15 Datenloggersteuerung15 data logger control
16 TTP-Berechnung und Auswertung16 TTP calculation and evaluation
17 programmierbarer Oszillator17 programmable oscillator
18 Programmierbaren Zähler 19 Zeitvergleichseinheit mit einem Vergleichsregister18 Programmable counter 19 Time comparison unit with a comparison register
20 Timer-Steuereinheit20 timer control unit
21 Schnittstelle 21 interface

Claims

Zentrum Mikroelektronik Dresden AG 01109 DresdenAnordnung und Verfahren zur Bildung eines Temperatur-Zeit- ProduktesPatentansprüche Center for Microelectronics Dresden AG 01109 DresdenDevelopment and Process for the Formation of a Temperature-Time ProductPatent claims
1. Anordnung zur Bildung eines Temperatur-Zeit-Produkts, be¬ stehend aus einem Temperatursensor, einer Steuer- und Aus¬ werteeinheit, einer Stromversorgungseinheit und einem Aus¬ gang zur Ausgabe eines Ausgangssignals, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Anord- nung eine das Temperatur-Zeit-Produkt berechnende und speichernde Datenloggereinheit (1), welche eine Tempera¬ turmesseinheit (14) umfasst, eine die Temperaturmessung, Temperatur-Zeit-Produkt Berechnung und Speicherung der Da¬ tenloggereinheit (1) steuernde Timereinheit (2) und eine die Betriebsspannung mittels Steuerung durch die Timerein¬ heit (2) an die Datenloggereinheit (1) liefernde Betriebs¬ spannungssteuereinheit (3) aufweist.1. Arrangement for forming a temperature-time product, be ¬ standing from a temperature sensor, a control and evaluation unit, ¬ a power supply unit and an output from ¬ output to output an output signal, characterized in that the arrangement is a temperature time product calculating and storing data logger unit (1) comprising a tempera ¬ tower unit (14), a temperature measurement, the temperature-time product calculating and storing the Da ¬ tenloggereinheit (1) timer unit controlling (2) and the operating voltage by means of having control of the timer ¬ unit (2) to the data logger unit (1) supplying operation ¬ voltage control unit (3).
2. Anordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e - k e n n z e i c h n e t , d a s s die Datenlogger¬ einheit (1) einen ersten nichtflüchtigen Speicher zum Speichern von Kalibrierungsdaten (11), einen zweiten nichtflüchtigen Speicher zum Speichern von Log-Parametern (12) , einen dritten nichtfluchtigen Speicher zum Speichern von Nutzdaten (13), eine Temperaturmesseinheit (14) und eine Datenloggersteuerung (15) aufweist. 2. Arrangement according to claim 1, dadurchge - indicates that the Datenlogger ¬ unit (1) has a first nonvolatile memory for storing calibration data (11), a second non-volatile memory for storing log parameters (12), a third non-volatile memory for Storing useful data (13), a temperature measuring unit (14) and a data logger control (15).
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Timerein¬ heit (2) einen programmierbaren Oszillator (17), einen programmierbaren Zähler (18), eine Zeitvergleichseinheit (19) mit einem Vergleichsregister, eine Timer- Steuereinheit (20) und eine nichtflüchtige Speicheranord¬ nung aufweist.3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the timer ¬ unit (2) comprises a programmable oscillator (17), a programmable counter (18), a time comparison unit (19) with a comparison register, a timer control unit (20) and has a nonvolatile Speicheranord ¬ tion.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Betriebsspannungssteuereinheit (3) eingangsseitig mit der Stromversorgungseinheit (7) und ausgangsseitig mittels eines ersten Ausgangs mit der Timereinheit (2) und mittels eines zweiten Ausgangs mit der Datenloggereinheit (1) ver¬ bunden ist und dass die Betriebsspannungssteuereinheit (3) durch Steuerleitungen mit der Timereinheit (2) und der Da¬ tenloggereinheit (1) verbunden ist.4. Arrangement according to one of claims 1 to 3, since ¬ characterized in that the operating voltage control unit (3) on the input side with the power supply unit (7) and the output side by means of a first output with the timer unit (2) and by means of a second output to the data logger unit (1 ) is ver ¬ prevented, and that the operating voltage control unit (3) is connected by control lines to the timer unit (2) and Da ¬ tenloggereinheit (1).
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Anordnung eine Schnittstelle zum Datenaustausch und zur Programmierung aufweist.5. Arrangement according to one of claims 1 to 4, ¬ characterized in that the arrangement has an interface for data exchange and programming.
6. Anordnung nach Anspruch 5, d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t , d a s s die Schnittstelle zum Datenaustausch durch eine RFID-Einheit (4) mit einer Antenne (6) und eine RFID-Kontroll- und Steuereinheit (5) gebildet wird und dass die RFID-Kontroll- und Steuerein- heit (5) mit der Stromversorgungseinheit (7), der Be¬ triebsspannungssteuereinheit (3) und der Datenloggerein¬ heit (1) verbunden ist. 6. Arrangement according to claim 5, dadurchge ¬ indicates that the interface for data exchange by an RFID unit (4) with an antenna (6) and an RFID control and control unit (5) is formed and that the RFID control and control inputs unit (5) to the power supply unit (7), the be ¬ operating voltage control unit (3) and the data Sign pure ¬ unit (1) is connected.
7. Verfahren zur Bildung eines Temperatur-Zeit-Produkts, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s in einstellbaren äquidistanten Zeitabschnitten eine Temperaturmessung erfolgt, dass nachfolgend ein Ver¬ gleich der gemessenen Temperatur mit einer einstellbaren Temperaturschwelle erfolgt, dass bei einem Überschreiten der Temperaturschwelle ein Temperatur-Zeit-Produkt (TTP) t=tN gemäß TTP = ∑{(Tmess -Tschwelle)*delta _t) gebildet wird, t=t\ dass das Temperatur-Zeit-Produkt nach seiner Berechnung in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert wird und dass bei einem Überschreiten einer einstellbaren TTP-Schwelle ein Ausgangssignal zur Anzeige der Überschreitung erzeugt und ausgegeben wird. 7. A method for forming a temperature-time product, characterized in that in adjustable equidistant time intervals, a temperature is measured, that subsequently a Ver ¬ same takes place of the measured temperature with a settable temperature threshold that when exceeded the temperature threshold, a temperature-time product (TTP) t = tN according to TTP = Σ {(Tmess -Tschwelle) * delta _t) is formed, t = t \ that the temperature-time product is stored after its calculation in a non-volatile memory and that when an adjustable TTP threshold an output signal for indicating the overshoot is generated and output.
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