CN102622647B - 一种用于电子车牌的rfid标签 - Google Patents
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Abstract
一种用于电子车牌的RFID标签，其包括一个承载片，一个安装在所述承载片上的RFID芯片，一个与所述RFID芯片连接、附着在所述承载片上的RFID天线，其包括：一个与所述RFID芯片连接的中心部，所述中心部包括一个调节所述RFID天线的阻抗的中空倒“凸”字形结构，在所述中心部两侧对称设置有连接部，在所述连接部外侧设置有沿所述对称轴左右对称的用于调节所述RFID天线的增益和定向性的终端部，本发明所提供的一种用于电子车牌的RFID标签，其用于安装在物理车牌上的电子车牌上，通过试验验证，能够使得识别距离稳定保持在8-10米，解决了目前使用的安装在物理车牌上的电子车牌，普遍存在着识别距离不稳定的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种RFID标签，特别是一种用于安装在物理车牌上的电子车牌的RFID标签。
背景技术
近年来，射频识别(RFID，Radio Frequency Identification)技术迅速发展，受到了越来越多的关注。RFID技术是一种利用射频技术实现的非接触式自动识别技术，它包括电子标签(tag)和读写器(reader)两个主要部分，带有编码和部分数据的标签和读写器通过天线进行数据传输，完成一定距离情况下的自动识别过程。将射频识别技术RFID应用于城市交通管理，是未来交通信息化建设的一个重要方向。
智能电子车牌就是将普通车牌与RFID技术相结合形成的一种新型电子车牌。智能电子车牌由普通车牌和电子车牌组成。电子车牌实际上是一个无线识别电子标签，电子车牌中存储了加密处理的车辆数据信息，这样交通管理部门就可以通过在道路上设置的固定或者移动监测设备便捷的读取道理中穿行的车辆的身份数据信息，从而为套牌车辆、非法营运车辆等非法车辆进行识别、管理，还能够方便的进行交通流量统计。
目前电子车牌中RFID技术所使用的频段主要是RFID UHF频段，多采用工作方式为被动式的标签芯片，自1948年出现第一篇关于调制反向散射的论文开始，关于RFID天线的论文也已经有很多，包括缝隙天线设计、圆片天线分析、弯曲天线优化、平面反向F天线、折叠偶极子天线等。目前使用的安装在物理车牌上的电子车牌，普遍存在着识别距离不稳定的问题。
发明内容
本发明提供了一种用于安装在物理车牌上的电子车牌的RFID标签，以减少或避免前面所提到的问题。
为解决上述问题，本发明提出了一种用于电子车牌的RFID标签，其包括一个承载片，一个安装在所述承载片上的RFID芯片，一个与所述RFID芯片连接、附着在所述承载片上的RFID天线，所述RFID天线长度为80-90mm，其包括：
一个与所述RFID芯片连接的中心部，所述中心部包括一个调节所述RFID天线的阻抗的中空倒“凸”字形结构，所述中空倒“凸”字形结构的长度为20-24mm，高度为6-8mm，所述中空倒“凸”字形结构的边框厚度相同，从上之下依次为水平上边框、分别与所述水平上边框相连的第一垂直左边框和第一垂直右边框、与所述第一垂直左边框相连的左侧水平中边框、与所述第一垂直右边框相连的右侧水平中边框、与所述左侧水平中边框相连的第二垂直左边框、与所述右侧水平中边框相连的第二垂直右边框、以及分别与所述第二垂直左边框和所述第二垂直右边框相连的水平底边框，所述RFID芯片安装在所述水平上边框的中心位置，所述中空倒“凸”字形结构以所述水平上边框中点与所述水平底边框中点的连线为对称轴左右对称，所述对称轴同时也是所述RFID天线的对称轴，所述水平底边框具有左右对称的向两侧延伸的延伸部；
在所述中心部两侧对称设置有连接部，所述连接部与所述水平底边框的所述延伸部连接，所述连接部设置有调节所述RFID天线的增益的3-5个连续的相同的”几”字形结构，所述连接部长度为14-21mm，所述”几”字形结构包括依次连接的靠近所述中心部的第一垂直部、第一水平部、第二垂直部，所述第一垂直部与所述第二垂直部之间的距离为1mm，所述”几”字形结构的宽度为4mm，高度为8-12mm，所述第一垂直部、第一水平部、第二垂直部的厚度相同，均为1mm，在所述连接部的距离所述对称轴最远的所述”几”字形结构的所述第二垂直部还连接有一个第一过渡部，所述第一过渡部包括一个与所述连接部的距离所述对称轴最远的所述”几”字形结构的所述第二垂直部连接的第二水平部，一个与所述第二水平部连接的第三垂直部，一个与所述第三垂直部连接的第三水平部；
在所述连接部外侧设置有沿所述对称轴左右对称的用于调节所述RFID天线的增益和定向性的终端部，所述终端部长度为18-20mm，所述终端部包括一个”E”字形结构，所述”E”字形结构高度为8-12mm，包括三个水平部以及与所述三个水平部连接的第四垂直部，所述三个水平部厚度相同，均为1mm，从上到下依次为第四水平部、第五水平部、第六水平部，所述终端部还包括一个与所述第五水平部相连，将所述”E”字形结构与所述第一过渡部的所述第三水平部连接的第二过渡部；所述”E”字形结构的所述第四水平部宽度为3-4mm，所述第六水平部宽度为8-9mm，所述第四垂直部在所述第四水平部与所述第五水平部之间的部分的宽度为11-12mm，所述第四垂直部在所述第五水平部与所述第六水平部之间的部分的宽度为10-11mm。
优选地，所述中空倒“凸”字形结构的边框厚度均为1mm，所述第一垂直左边框与所述第一垂直右边框之间的距离为20mm，所述第二垂直左边框与所述第二垂直右边框之间的距离为8mm，所述水平上边框与所述水平底边框之间的距离为4mm，所述水平上边框与所述左侧水平中边框或者所述右侧水平中边框距离为2mm。
优选地，所述连接部中与所述对称轴距离最近的所述”几”字形结构的所述第一垂直部与所述中空倒“凸”字形结构的间隔为2mm。
为解决上述问题，本发明还提出了一种用于电子车牌的RFID标签，其包括一个承载片，一个安装在所述承载片上的RFID芯片，一个与所述RFID芯片连接、附着在所述承载片上的RFID天线，所述RFID天线长度为80-90mm，其包括：
一个与所述RFID芯片连接的中心部，所述中心部包括一个调节所述RFID天线的阻抗的中空倒“凸”字形结构，所述中空倒“凸”字形结构的长度为20-24mm，高度为6-8mm，所述中空倒“凸”字形结构的边框厚度相同，从上之下依次为水平上边框、分别与所述水平上边框相连的第一垂直左边框和第一垂直右边框、与所述第一垂直左边框相连的左侧水平中边框、与所述第一垂直右边框相连的右侧水平中边框、与所述左侧水平中边框相连的第二垂直左边框、与所述右侧水平中边框相连的第二垂直右边框、以及分别与所述第二垂直左边框和所述第二垂直右边框相连的水平底边框，所述RFID芯片安装在所述水平上边框的中心位置，所述中空倒“凸”字形结构以所述水平上边框中点与所述水平底边框中点的连线为对称轴左右对称，所述对称轴同时也是所述RFID天线的对称轴，所述水平底边框具有左右对称的向两侧延伸的延伸部；
在所述中心部两侧对称设置有连接部，所述连接部与所述水平底边框的所述延伸部连接，所述连接部设置有调节所述RFID天线的增益的3-5个连续的相同的”几”字形结构，所述连接部长度为14-21mm，所述”几”字形结构包括依次连接的靠近所述中心部的第一垂直部、第一水平部、第二垂直部，所述第一垂直部与所述第二垂直部之间的距离为1mm，所述”几”字形结构的宽度为4mm，高度为8-12mm，所述第一垂直部、第一水平部、第二垂直部的厚度相同，均为1mm，在所述连接部的距离所述对称轴最远的所述”几”字形结构的所述第二垂直部还连接有一个第一过渡部，所述第一过渡部包括一个与所述连接部的距离所述对称轴最远的所述”几”字形结构的所述第二垂直部连接的第二水平部，一个与所述第二水平部连接的第三垂直部，一个与所述第三垂直部连接的第三水平部；
在所述连接部外侧设置有沿所述对称轴左右对称的用于调节所述RFID天线的增益和定向性的终端部，所述终端部长度为18-20mm，所述终端部包括一个中空圆环结构，所述中空圆环结构的壁厚为1mm，外圆直径为8-12mm，所述终端部还包括一个将所述中空圆环结构与所述第一过渡部的所述第三水平部连接的第三过渡部；所述第三过渡部包括一个指向所述中空圆环结构圆心并与所述中空圆环结构连接的第七水平部以及连接所述第七水平部与所述第三水平部的第五垂直部。
优选地，所述中空倒“凸”字形结构的边框厚度均为1mm，所述第一垂直左边框与所述第一垂直右边框之间的距离为20mm，所述第二垂直左边框与所述第二垂直右边框之间的距离为8mm，所述水平上边框与所述水平底边框之间的距离为4mm，所述水平上边框与所述左侧水平中边框或者所述右侧水平中边框距离为2mm。
优选地，所述连接部中与所述对称轴距离最近的所述”几”字形结构的所述第一垂直部与所述中空倒“凸”字形结构的间隔为2mm。
本发明所提供的一种用于电子车牌的RFID标签，其用于安装在物理车牌上的电子车牌上，通过试验验证，能够使得识别距离稳定保持在8-10米，解决了目前使用的安装在物理车牌上的电子车牌，普遍存在着识别距离不稳定的问题。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中，
图1表示的是根据本发明的一个具体实施例的一种用于电子车牌的RFID标签的使用示意图；
图2为图1的俯视示意图；
图3为图1所示的一种用于电子车牌的RFID标签的结构示意图；
图4为图3所示的中心部的放大示意图；
图5为图3所示的左侧的连接部的放大示意图；
图6为图3所示的左侧的终端部的放大示意图；
图7为在图3基础上的一种改进的用于电子车牌的RFID标签的结构示意图；
图8为图7所示的左侧的终端部的放大示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。其中，相同的部件采用相同的标号。
下面参照附图详细说明根据本发明的一种用于电子车牌的RFID标签的实施步骤及其原理。
图1表示的是根据本发明的一个具体实施例的一种用于电子车牌的RFID标签的使用示意图；图2为图1的俯视示意图；对于安装在物理车牌上的电子车牌，其在使用时，当与其对应的读写器安装在道路上方的横梁上时，如图1所示，所述RFID标签与所述读写器的所在平台的垂直距离为D，存在一个俯仰角a，同时，如图2所示，所述RFID标签与所述读写器存在一个偏转角b，当与所述RFID标签对应的读写器安装在道路侧面的立柱上时，同样存在俯仰角a与偏转角b。也就是说，对于安装在物理车牌上的电子车牌中的RFID标签，在使用时，需要尽量能够不受俯仰角a与偏转角b的变化影响，发明人在进行本发明时，测试时所设置的俯仰角a为0-45度，偏转角b为0-30度。
图3为图1所示的一种用于电子车牌的RFID标签的结构示意图；如图所示，本发明所提供的一种用于电子车牌的RFID标签1，其包括一个承载片11，一个安装在所述承载片11上的RFID芯片12，一个与所述RFID芯片12连接、附着在所述承载片11上的RFID天线13，所述RFID天线13长度L为80-90mm，这样能够满足安装在各种车牌上的尺寸要求，其包括：
一个与所述RFID芯片12连接的中心部131，图4为图3所示的中心部的放大示意图；参照图3-4所示，所述中心部131包括一个调节所述RFID天线13的阻抗的中空倒“凸”字形结构，所述中空倒“凸”字形结构的长度L1为20-24mm，高度H1为6-8mm，所述中空倒“凸”字形结构的边框厚度相同，从上之下依次为水平上边框1311、分别与所述水平上边框1311相连的第一垂直左边框1312和第一垂直右边框1312’、与所述第一垂直左边框1312相连的左侧水平中边框1313、与所述第一垂直右边框1312’相连的右侧水平中边框1313’、与所述左侧水平中边框1313相连的第二垂直左边框1314、与所述右侧水平中边框1313’相连的第二垂直右边框1314’、以及分别与所述第二垂直左边框1314和所述第二垂直右边框1314’相连的水平底边框1315，所述RFID芯片12安装在所述水平上边框1311的中心位置，所述中空倒“凸”字形结构以所述水平上边框1311中点与所述水平底边框1315中点的连线为对称轴Y左右对称，所述对称轴Y同时也是所述RFID天线13的对称轴，所述水平底边框1315具有左右对称的向两侧延伸的延伸部1316；
所述中空倒“凸”字形结构一方面能够调节所述RFID天线13的阻抗，以便与所述RFID芯片12的输出阻抗匹配，从而使所述RFID天线13获得最大的输出功率，另一方面，所述中空倒“凸”字形结构还能够使所述RFID天线13对正前方的方向性增益得到加强。
在所述中心部131两侧对称设置有连接部132、132’，图5为图3所示的左侧的连接部的放大示意图；参照图3-5所示，所述连接部132与所述水平底边框1315的所述延伸部1316连接，所述连接部132设置有调节所述RFID天线的增益的3-5个连续的相同的”几”字形结构1320，所述连接部132长度L2为14-21mm，所述”几”字形结构1320包括依次连接的靠近所述中心部的第一垂直部13201、第一水平部13202、第二垂直部13203，所述第一垂直部13201与所述第二垂直部13203之间的距离d1为1mm，所述”几”字形结构的长度d2为4mm，高度H2为8-12mm，所述第一垂直部13201、第一水平部13202、第二垂直部13203的厚度相同，均为1mm，在所述连接部132的距离所述对称轴Y最远的所述”几”字形结构1320’的所述第二垂直部13203’还连接有一个第一过渡部1321，所述第一过渡部1321包括一个与所述连接部132的距离所述对称轴Y最远的所述”几”字形结构1320’的所述第二垂直部13203’连接的第二水平部13211，一个与所述第二水平部13211连接的第三垂直部13212，一个与所述第三垂直部13212连接的第三水平部13213；
所述连接部132的所述”几”字形结构1320能够调节所述RFID天线13的增益，使得所述RFID天线13在俯仰角度a在0-45度之间时的方向性增益得到加强。
在所述连接部132、132’外侧设置有沿所述对称轴Y左右对称的用于调节所述RFID天线13的增益和定向性的终端部133、133’，图6为图3所示的左侧的终端部的放大示意图，参照图3、5、6所示，所述终端部133长度L3为18-20mm，所述终端部包括一个”E”字形结构1331，所述”E”字形结构1331高度H3为8-12mm，包括三个水平部以及与所述三个水平部连接的第四垂直部13311，所述三个水平部厚度相同，均为1mm，从上到下依次为第四水平部13312、第五水平部13313、第六水平部13314，所述终端部133还包括一个与所述第五水平部13313相连，将所述”E”字形结构1331与所述第一过渡部1321的所述第三水平部13213连接的第二过渡部1332。所述”E”字形结构1331的所述第四水平部13312宽度w1为3-4mm，所述第六水平部13314宽度w2为8-9mm，所述第四垂直部13311在所述第四水平部13312与所述第五水平部13313之间的部分的宽度w3为11-12mm，所述第四垂直部13311在所述第五水平部13313与所述第六水平部13314之间的部分的宽度w4为10-11mm。这样能够在保证天线性能的基础上简化天线结构，从而简化生产工艺。
所述终端部133、133’使得所述RFID天线13在偏转角b在±30度之间时的方向性增益得到加强。
所述承载片11可以采用PET(聚对苯二甲酸乙二酯)材料，所述RFID天线13可以使用铜，铝或银油墨印刷在所述承载片11上，所述RFID芯片12为符合国际标准ISO/IEC 18000-6C & EPCglobal Class 1 Gen 2，工作频率在Global 840～960MHz的UHF RFID芯片，目前TI、Intel、Philips均有该规格芯片产品。
图7为在图3基础上的一种改进的用于电子车牌的RFID标签的结构示意图；图8为图7所示的左侧的终端部的放大示意图。如图5、7、8所示，在一个改进实施例中，所述终端部133”的所述”E”字形结构替换为一个中空圆环结构1333，所述中空圆环结构1333的壁厚d3为1mm，外圆直径L4为8-12mm，所述终端部133”还包括一个将所述中空圆环结构1333与所述第一过渡部1321的所述第三水平部13213连接的第三过渡部1334；所述第三过渡部1334包括一个指向所述中空圆环结构1333圆心并与所述中空圆环结构1333连接的第七水平部13341以及连接所述第七水平部13341与所述第三水平部13213的第五垂直部13342。这样能够进一步减少对金属材料的需要，简化生产工艺，降低生产成本。
发明人将本发明所提供的用于电子车牌的RFID标签与使用常见的RFID天线的RFID标签进行了测试比较，测试方案为，如图1-2所示，对同一种RFID芯片，制作本发明所提供的用于电子车牌的RFID标签以及使用常见的RFID天线的RFID标签，然后在与读写器具备一定的俯仰角a，和偏转角b的情况下测试100次，从而得到使用不同的天线的RFID标签能够有效与读写器工作时的与所述读写器的所在平台的垂直距离D的分布，结果如下：
表1(俯仰角a＝0度，偏转角b＝0度)
表2(俯仰角a＝15度，偏转角b＝0度)
表3(俯仰角a＝30度，偏转角b＝0度)
表4(俯仰角a＝45度，偏转角b＝0度)
括”E”字形结构的
表5(俯仰角a＝0度，偏转角b＝15度)
表7(俯仰角a＝30度，偏转角b＝30度)
从上述测试结果可看出，本发明所提供的一种用于电子车牌的RFID标签，其用于安装在物理车牌上的电子车牌上，能够使得其与读写器的所在平台的垂直距离D稳定保持在8-10米，
在一个优选实施例中，参照图3-4所示，在所述中空倒“凸”字形结构中，所述中空倒“凸”字形结构的边框厚度均为1mm，所述第一垂直左边框1312与所述第一垂直右边框1312’之间的距离d4为20mm，所述第二垂直左边框1314与所述第二垂直右边框1314’之间的距离d5为8mm，所述水平上边框1311与所述水平底边框1315之间的距离h2为4mm，所述水平上边框1311与所述左侧水平中边框1313或者所述右侧水平中边框1313’距离h3为2mm。这样在保证天线性能的情况下，进一步减少对金属材料的需要，简化工艺，降低成本。
在一个优选实施例中，参照图3所示，所述连接部132中与所述对称轴Y距离最近的所述”几”字形结构1320的所述第一垂直部13201与所述中空倒“凸”字形结构的间隔d6为2mm。这样能够使天线结构更为紧凑。
本发明所提供的一种用于电子车牌的RFID标签，其用于安装在物理车牌上的电子车牌上，通过试验验证，能够使得识别距离稳定保持在8-10米，解决了目前使用的安装在物理车牌上的电子车牌，普遍存在着识别距离不稳定的问题。
本领域技术人员应当理解，虽然本发明是按照多个实施例的方式进行描述的，但是并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案。说明书中如此叙述仅仅是为了清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体加以理解，并将各实施例中所涉及的技术方案看作是可以相互组合成不同实施例的方式来理解本发明的保护范围。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本发明保护的范围。
Claims (6)
1.一种用于电子车牌的RFID标签，其包括一个承载片，一个安装在所述承载片上的RFID芯片，一个与所述RFID芯片连接、附着在所述承载片上的RFID天线，其特征在于，所述RFID天线长度为80-90mm，其包括：
一个与所述RFID芯片连接的中心部，所述中心部包括一个调节所述RFID天线的阻抗的中空倒“凸”字形结构，所述中空倒“凸”字形结构的长度为20-24mm，高度为6-8mm，所述中空倒“凸”字形结构的边框厚度相同，从上之下依次为水平上边框、分别与所述水平上边框相连的第一垂直左边框和第一垂直右边框、与所述第一垂直左边框相连的左侧水平中边框、与所述第一垂直右边框相连的右侧水平中边框、与所述左侧水平中边框相连的第二垂直左边框、与所述右侧水平中边框相连的第二垂直右边框、以及分别与所述第二垂直左边框和所述第二垂直右边框相连的水平底边框，所述RFID芯片安装在所述水平上边框的中心位置，所述中空倒“凸”字形结构以所述水平上边框中点与所述水平底边框中点的连线为对称轴左右对称，所述对称轴同时也是所述RFID天线的对称轴，所述水平底边框具有左右对称的向两侧延伸的延伸部；
在所述中心部两侧对称设置有连接部，所述连接部与所述水平底边框的所述延伸部连接，所述连接部设置有调节所述RFID天线的增益的3-5个连续的相同的“几”字形结构，所述连接部长度为14-21mm，所述“几”字形结构包括依次连接的靠近所述中心部的第一垂直部、第一水平部、第二垂直部，所述第一垂直部与所述第二垂直部之间的距离为1mm，所述“几”字形结构的宽度为4mm，高度为8-12mm，所述第一垂直部、第一水平部、第二垂直部的厚度相同，均为1mm，在所述连接部的距离所述对称轴最远的所述“几”字形结构的所述第二垂直部还连接有一个第一过渡部，所述第一过渡部包括一个与所述连接部的距离所述对称轴最远的所述“几”字形结构的所述第二垂直部连接的第二水平部，一个与所述第二水平部连接的第三垂直部，一个与所述第三垂直部连接的第三水平部；
在所述连接部外侧设置有沿所述对称轴左右对称的用于调节所述RFID天线的增益和定向性的终端部，所述终端部长度为18-20mm，所述终端部包括一个“E”字形结构，所述“E”字形结构高度为8-12mm，包括三个水平部以及与所述三个水平部连接的第四垂直部，所述三个水平部厚度相同，从上到下依次为第四水平部、第五水平部、第六水平部，所述终端部还包括一个与所述第五水平部相连，将所述“E”字形结构与所述第一过渡部的所述第三水平部连接的第二过渡部；所述“E”字形结构的所述第四水平部宽度为3-4mm，所述第六水平部宽度为8-9mm，所述第四垂直部在所述第四水平部与所述第五水平部之间的部分的宽度为11-12mm，所述第四垂直部在所述第五水平部与所述第六水平部之间的部分的宽度为10-11mm。
2.根据权利要求1所述的用于电子车牌的RFID标签，其特征在于，所述中空倒“凸”字形结构的边框厚度均为1mm，所述第一垂直左边框与所述第一垂直右边框之间的距离为20mm，所述第二垂直左边框与所述第二垂直右边框之间的距离为8mm，所述水平上边框与所述水平底边框之间的距离为4mm，所述水平上边框与所述左侧水平中边框或者所述右侧水平中边框距离为2mm。
3.根据权利要求1所述的用于电子车牌的RFID标签，其特征在于，所述连接部中与所述对称轴距离最近的所述“几”字形结构的所述第一垂直部与所述中空倒“凸”字形结构的间隔为2mm。
4.根据权利要求1所述的用于电子车牌的RFID标签，其特征在于，所述终端部的所述“E”字形结构替换为一个中空圆环结构，所述中空圆环结构的壁厚为1mm，外圆直径为8-12mm，所述终端部还包括一个将所述中空圆环结构与所述第一过渡部的所述第三水平部连接的第三过渡部；所述第三过渡部包括一个指向所述中空圆环结构圆心并与所述中空圆环结构连接的第七水平部以及连接所述第七水平部与所述第三水平部的第五垂直部。
5.根据权利要求4所述的用于电子车牌的RFID标签，其特征在于，所述中空倒“凸”字形结构的边框厚度均为1mm，所述第一垂直左边框与所述第一垂直右边框之间的距离为20mm，所述第二垂直左边框与所述第二垂直右边框之间的距离为8mm，所述水平上边框与所述水平底边框之间的距离为4mm，所述水平上边框与所述左侧水平中边框或者所述右侧水平中边框距离为2mm。
6.根据权利要求4所述的用于电子车牌的RFID标签，其特征在于，所述连接部中与所述对称轴距离最近的所述“几”字形结构的所述第一垂直部与所述中空倒“凸”字形结构的间隔为2mm。
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