CN101395616B - 包括至少部分由金属制成的物体和rfid收发器的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及包括至少部分由金属和/或贵金属制成的物体以及RFID系统的配置，其中物体和RFID系统以这样的方式相互连接：RFID系统的收发器和天线位于物体表面上、面对或可以使其面对指定读取装置的位置处，或者以嵌入物的形式被嵌入物体的表面，以及配置用于屏蔽或削弱物体的传导性表面的导体环中所引起的涡流的装置。另外，本发明涉及用于追逐和定位各种物体的方法，所述物体至少部分由金属和/或贵金属制成，或者镀有金属和/或贵金属，所述物体中集成有根据RFID技术而运行的定位装置。与天线间隔开的收发器和与读取装置相耦接的天线位于所述物体之中或之上专用的传导性位置处，并且所述收发器相对于传导性表面被屏蔽。

Description

包括至少部分由金属制成的物体和RFID收发器的装置
技术领域
本发明涉及可用于识别和追踪物体和/或载体的各种技术领域中的配置，该配置包括至少部分由金属和/或贵金属制成的物体以及RFID识别装置。
背景技术
关于物体，其与在安全领域、后勤领域、防盗措施以及汽车领域中的应用有关，并且广泛地与涉及识别和追踪物体、部件、组件、容器等的任何领域有关。这样的例子有：诸如芯片卡、信用卡、收发器(transponder)卡、电话卡、登录卡的存取卡(access card)，还有其它表现为贵重物品和艺术品、独特物品等形式的相对高价值的物体，以及诸如框架/机架、车辆和飞行器的技术对象及其部件，还有备件、各种武器、防御设备、容器、任何工业部件等。这样的物体由例如金属、贵金属、铝、铸铝、钢、金属片以及类似的导电材料以任何形状、质量和应用而制成，该识别装置以例如嵌入物(inlay)的形式位于该物体的表面之上或之下。
传统的存取卡通常包括矩形形状的板状载体，并由塑料制成。与其它物品相比，它们具有可直接制造且成本低廉、重量轻以及没有电传导性的优点，但是另一方面，它们具有带静电的缺点。另外，存在由金属制成或具有金属镀层(尤其是贵金属)的存取卡，这样的存取卡具有独特、外观名贵以及是身份、地位的象征等的优点，对用户来说，可以以传统支票卡的方式来使用这样的存取卡。
传统的RFID装置包括静止或运动的读取装置和与天线协作的电子微芯片。天线和微芯片形成收发器，只要进入天线的感应场的区域该收发器就接收无线电波。作为部件，天线连接到读取装置，并发射无线电波。作为包括自粘膜的所谓的“智能标签”或“粘贴标签”，这种类型的收发器可以应用(例如粘贴)在很多种物体上。还可以将这样的收发器作为嵌入物插入或构成卡、标签或其它的物体。为了确保这样的RFID嵌入物不受损坏，通过塑料包覆物来保护它们。
非接触芯片卡与具有微芯片和天线配置的收发器一起工作，并被用作支票卡、存取控制卡等。被读取装置读取的识别数据存储在芯片的存储器中。现代类型的收发器从HF场汲取能量，存储数据并通过衰减调制发送回数据。
传统收发器的天线结构被配置为导体环，并能够耦接感应信号。通过评估装置可以间隔几厘米的距离交换数据。由于可以通过导体环来非接触地接收芯片所需的能量，所以这样的收发器无需其自己的电压源。
使用具有HF导体环的收发器对由塑料制成的存取卡不会导致任何问题。在存取卡由金属或相应的电传导性或磁传导性材料制成的情况下，由于交变磁通量从而在金属表面中引起涡流，结果，金属表面处的磁场显著衰减，使得收发器的芯片的数据传输被阻止。对具有直接位于金属表面上的高频导体环的收发器的应用不容易实现，因为导体环中所引起的涡流以决定性的方式使磁场衰减。该问题可以通过以下办法解决：在导体环和金属表面之间放置并定向诸如铁素体(ferrite)的高渗透性(permeable)材料，以使大部分部件消除涡流。
发明内容
对高频场的屏蔽存在技术上的问题，即，在RFID技术的情况下，由于位于金属基片的紧邻处的天线结构的几何尺寸而导致技术问题。为了进行屏蔽，使用嵌入塑料中并相互电绝缘的铁素体膜。为了在金属环境下无障碍地操作RFID系统，在收发器区域中配置由高渗透性材料制成的膜，这些膜抑制当收发器进入对应的读取装置的磁场中时由天线结构中的电传导性表面而生成的涡流。本发明要解决的问题是指定与由金属或贵金属或金属部件组成的不同物体有关识别装置，所述识别装置包括具有收发器的RFID系统，从而可以监测或保护物体的位置和轨迹(routing)。
根据本发明，提出一种包括至少部分由金属制成的物体(1)以及RFID收发器(3)的装置，其中，物体(1)具有专用的电传导表面(16)，RFID收发器(3)包括位于塑料膜或基片层上的芯片和天线结构(2)，其中所述RFID收发器(3)被放置到所述传导表面(16)的凹进处(6)中并且被布置为与传导表面(16)齐平，其中所述塑料膜或基片层在面对电传导表面(16)的表面上在RFID收发器(3)的天线结构的空间扩展区域中包括大量固定的高渗透性的粒子(17)，其中所述粒子(17)以这样的方式被定向：在被固定在所述塑料膜或基片层上之后，粒子保持与RFID收发器(3)的天线结构中所引起的磁场相平行并且抑制当RFID收发器(3)被引进相应的读取装置的磁场中时所产生的涡流。
根据本发明，提出一种包括至少部分由诸如金属或贵金属的传导性材料制成的物体以及RFID识别装置的配置，其中，RFID系统位于物体的表面上、面对或者可以使其面对指定的读取装置的位置处，或者以嵌入物的形式嵌在物体中，并且其中配置用于防止或衰减在物体的电传导性表面的在导体环中引起的涡流的装置。
另外，提供用于追踪和定位各种物体的方法，该物体至少部分由金属材料制成或镀有金属材料，并且该物体中集成有根据RFID技术而运行的定位装置，其特征在于，所述物体由金属或贵金属制成，或者镀有金属或贵金属，以及与天线间隔开的收发器和与读取装置相耦接的天线配置在物体之中或之上专用的传导位置处，并且收发器相对于传导表面被屏蔽。
在本发明的另一实施例中，提供一种装置，其中，为了进行屏蔽，铁磁粒子以屏蔽层(例如，施加在物体上的基片)的形式预定的区域上形成并被磁定向，该区域包括收发器的天线结构，结果，减少了当收发器进入读取装置的磁场中时所生成的涡流。
另外，本发明的主题是具有收发器的追踪或定位装置，该收发器包括电子芯片和天线结构，并连接到至少部分由金属或贵金属制成或者镀有金属或贵金属的物体，所述收发器形成在物体的专用传导性表面上，并且所述收发器被配置为相对于所述传导性表面绝缘。
最后，根据本发明提出RFID技术对物体的应用，所述物体为例如由金属或贵金属制成的诸如存取卡、贵重独特的物品、技术对象等的物体，该应用用以追踪或定位这些物体，RFID系统相对于至少部分由金属或贵金属制成的物体被屏蔽。
下面基于由贵金属制成的存取卡来说明本发明。但是，同样本发明还涉及待保护并且其轨迹可以被监测或追踪的物体、独特物品、设备、车辆或其它类型的相应物体。
例如存取卡的物体优选完全或部分地由贵金属(例如，金、银、铂)制成，或者相比较地由例如钛的特别贵重的金属制成，并且在任意专用的电可读取位置处包括用于收发器的至少一个容纳位置。该容纳位置以这样的方式形成：使收发器的表面与物体的表面大概齐平，或者使收发器可以被插入、构成或嵌入物体的相应凹进处。将收发器设计成例如自粘贴膜，该自粘贴膜用作微芯片和天线的载体，为了保护收发器免受机械损坏，可以配置塑料包覆物或覆盖物。天线由例如铜或铝的平面薄膜制成，该平面薄膜位于塑料薄膜之上，即，为双膜，从该膜冲压线圈，线圈可以为螺旋形或矩形等。作为收发器的载体连接到物体上(例如，贴到物体上)的膜代表绝缘层，该绝缘层形成相对于物体的金属材料的屏蔽，用以抑制涡流的出现。
在本发明的另一实施例中，在存取卡等的情况下，将宝石，例如钻石，设置到卡的上侧的至少一个位置处的表面中，其中宝石与该表面齐平，这一方面显示出卡的独特性，另一方面对卡的用户来说由于在所选择的卡位置处的该布置而有助于定位。
收发器单元拾取无线信息，对其进行处理并反馈给接收器。相应的信息被无线地馈送到执行适当控制的查询站。为了接收和发送这样的信息，这样的配置需要天线或包括线圈的元件，这些天线或元件例如通过蚀刻、气相淀积、冲压等形成在基片上。
RFID系统允许对例如车辆和飞行器结构的广泛的不同的技术领域中的部件、组件和物体进行追踪，另外，例如还应用于图书馆，用以简化书本和CD的管理。
另外，例如在医学和化学领域，可以对采样和分析容器配置例如自粘贴膜、粘贴标签、标签等形式的“智能标签”，用以能够避免和防止混淆。另外，当将收发器集成到独特贵重的衣物中时，可以保护衣物免受仿造和剽窃。这还可以应用于生产高端价格的有商标的产品的大量其它的物品领域。RFID技术的特殊应用情况的代表是在装备有包括写/读装置的障碍物的体育场中的配置有收发器嵌入物的门禁卡。
附图说明
下面借助于与附图有关的实施例的例子来说明本发明。在附图中：
图1示出RFID系统的框图，
图2示出具有收发器的存取卡的平面图示意图，
图3示出根据图2的具有收发器的存取卡的沿线I-I的截面图，
图4示出根据图2的存取卡的实际实施例的图，
图5示出具有芯片和天线的收发器实施例的图形表示，
图6示出收发器的变形例的示意图，以及用于收发器的天线的另一实施例，以及
图7示出用于贵金属制成的存取卡的收发器的屏蔽装置的实施例。
具体实施方式
图1示意性地示出与贵金属制成的存取卡1有关的RFID系统。存取卡1包括收发器3，其作为微芯片与发射无线电波的天线2相组合进行拾取。收发器3没有其自己的电压源，只在读取装置的响应区域内才起作用。运行收发器所需的能量由读取装置4产生，并通过所连接的天线被传送给收发器。
图2和图3示意性地示出存取卡1，在存取卡1的表面上形成，即轧出深度很小的凹进处6，载体8上的收发器3的天线2和芯片7被插入到该凹进处6中。表现为收发器嵌入物形式的载体8包括薄纸层或塑料膜，在该薄纸层或塑料膜上沉积铝或铜的电传导金属膜。通常将收发器-天线层压在塑料膜上形成全部区域的铜或铝膜，并涂有光敏的光致抗蚀剂，并且在曝光之后在蚀刻浴(etching bath)中将与天线形状相对应的区域蚀刻掉。另一个小凹进处由6′表示，将宝石6″，例如钻石，嵌入该凹进处6′中。天线连接或天线桥由9表示，到芯片的连接由10表示。
根据图4的图形表示示出贵金属制成的存取卡1的放大的图形表示。图5的图形示出了天线线圈12、天线连接9、芯片13以及天线12和芯片13之间的终端连接10。图6是根据图5的图形布置的示意图。
图7示出用于收发器3的屏蔽装置15，其空间扩展被设计成专用的，并且例如以塑料膜或基片层的形式使屏蔽装置15形成在电传导表面16上。该膜或基片在收发器的天线结构的空间扩展区域中包括大量固定的高渗透性粒子17。以这样的方式将这些铁磁粒子定向：在固定在膜或基片16上之后，这些粒子保持与收发器的天线结构中所引起的磁场相平行，并抑制当收发器被引进相应读取装置的磁场中时所产生的涡流。铁磁粒子17之间具有用作空气隙的自由空间18。膜本身由高渗透性材料制成。

Claims (6)

1.一种包括至少部分由金属制成的物体(1)以及RFID收发器(3)的装置，其中，物体(1)具有专用的电传导表面(16)，RFID收发器(3)包括位于塑料膜或基片层上的芯片和天线结构(2)，
其中所述RFID收发器(3)被放置到所述电传导表面(16)的凹进处(6)中并且被布置为与电传导表面(16)齐平，
其中所述塑料膜或基片层在面对电传导表面(16)的表面上在RFID收发器(3)的天线结构的空间扩展区域中包括大量固定的高渗透性的粒子(17)，其中所述粒子(17)以这样的方式被定向：在被固定在所述塑料膜或基片层上之后，粒子保持与RFID收发器(3)的天线结构中所引起的磁场相平行并且抑制当RFID收发器(3)被引进相应的读取装置的磁场中时所产生的涡流。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，物体(1)至少部分由贵金属制成。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，物体(1)是利用RFID技术的由贵金属制成的存取卡或芯片卡。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述物体是利用RFID技术的由金属制成的贵重物品或艺术品。
5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述物体是利用RFID技术的由贵金属制成的贵重物品或艺术品。
6.根据权利要求2所述的装置，其中，由贵金属制成的物体(1)设置有至少一颗钻石，所述钻石与表面齐平，并表示物体的标记位置。
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