CN102915463A - 一种具有传感功能的无源标签 - Google Patents

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程胜祥
陈业军
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Beijing Shengshizhucheng Tech Co ltd
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Abstract

本申请公开了一种具有传感功能的无源标签，包括：覆铜基板、天线和集成有传感器的集成电路RFID无源IC芯片，其中：所述天线设置在所述覆铜基板上，并且所述天线包括：天线上臂和天线下臂，并且所述天线上臂和天线下臂之间设置有间隔；所述RFID无源IC芯片位于所述天线上臂和天线下臂之间的间隔，并且所述RFID无源IC芯片将所述天线上臂和天线下臂电连接。本申请提供的是一种具有传感功能的RFID无源标签，在传统RFID标签的基础上增加了传感功能，使RFID使用更方便、应用领域更广泛，可望推动整个RFID行业的迅猛发展。

Description

一种具有传感功能的无源标签
技术领域
本申请涉及RFID技术领域，更具体的说是涉及一种具有传感器功能的无源标签。 
背景技术
目前业界的RFID(Radio Frequency Identification，电子标签)无源标签，从电气性能上来看，就是由一个天线和一个IC芯片组成。另外再加上封装即成。 
目前业界的RFID系统，从无源标签读取到的信息，都是事先存储在芯片中的信息；或者从标签中读取一部分信息，然后再到系统中根据已经读取的信息查阅事先存储于系统中的其它信息。这些信息中，真正有用的部分，无一例外地都要先从其它渠道(比方说人工输入)进行采集，然后才能被读写器读取、利用。 
这样的信息采集、读取、利用的模式，存在很大的问题，也严重阻碍了RFID的普及应用。比如： 
1)在烟草管理仓库中，现有的RFID系统无法实时监测烟草存放处的温度。也就是无法利用现有的RFID系统预警火灾。采用有线的电子装置进行火灾预警，本身也会带来隐患。 
2)在煤矿里，现有的RFID系统，无法感知工作环境的瓦斯浓度。如果采用有线的电子预警方式，本身就增加到了不安全的因素。 
3)在医疗卫生系统中，医务人员和患者大都期望RFID系统能够传感患者的一些基本的生理指标，比如：体温、脉搏、血压等。但目前的RFID无源标签还无法实现这些功能。 
发明内容
有鉴于此，本申请提供了一种具有传感功能的RFID无源标签，以使得FID无源标签具有传感功能，使其在RFID现有的应用领域使用更方便。 
为解决上述技术问题，本申请实施例提供的技术方案如下： 
一种射频识别RFID无源标签，包括：覆铜基板、天线和集成有传感器的集成电路RFID无源IC芯片，其中： 
所述天线设置在所述覆铜基板上，并且所述天线包括：天线上臂和天线下臂，并且所述天线上臂和天线下臂之间设置有间隔； 
所述RFID无源IC芯片位于所述天线上臂和天线下臂之间的间隔，并且所述RFID无源IC芯片将所述天线上臂和天线下臂电连接。 
优选地，本申请内实施例提供的该RFID无源标签中，所述RFID无源IC芯片包括：热敏电容、热敏电阻、压敏电阻和/或光敏管。 
优选地，本申请内实施例提供的该RFID无源标签中，所述RFID无源IC芯片进一步包括： 
信号采集电路、放大电路和A/D转换电路，其中： 
所述信号采集电路用于采集所述天线的电流和/或电压信号； 
所述放大电路用于对采集得到的将所述电流和/或电压信号进行放大； 
所述A/D转换电路用于对放大后的所述电流和/或电压信号进行模数转换，并输出。 
优选地，本申请内实施例提供的该RFID无源标签中，所述覆铜基板的材料包括：FR-4、PET或PI。 
优选地，本申请内实施例提供的该RFID无源标签中，所述RFID无源IC芯片与所述天线之间的连接方式包括：锡焊、绑定或倒装。 
优选地，本申请内实施例提供的该RFID无源标签进一步包括：封装层，所述封装层包覆在所覆铜基板的外表面，并且将所述覆铜基板、天线和传感器集成芯片包裹在内。 
由以上技术方案可见，与现有技术相比，本申请实施例提供的该RFID无源标签，具有以下有益效果： 
1)使RFID无源标签具有传感功能，使其在RFID现有的应用领域使用更方便。 
2)使RFID无源标签具有传感功能，拓展其应用领域。以期获得良好的社会效益和经济效益。 
因此，本申请提供的是一种具有传感功能的RFID无源标签，在传统RFID标签的基础上增加了传感功能，使RFID使用更方便、应用领域更广泛，可望推动整个RFID行业的迅猛发展。 
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。 
图1为本申请实施例提供的一种RFID无源标签的结构示意图。 
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。 
图1为本申请实施例提供的一种RFID无源标签的结构示意图。 
如图1所示，该RFID无源标签包括：覆铜基板1、天线和集成传感器的RFID无源IC芯片3，其中：天线设置在覆铜基板1上，RFID无源IC芯片3串联在天线上。 
在本申请实施例中，覆铜基板1的可以选用：FR-4板、PET板或PI板等。当覆铜基板1选用FR-4板时，FR-4板的厚度可以为0.1mm，并且在覆铜基板1上的覆铜的厚度可以0.018mm。 
在本申请实施例中，FR-4板的面积，以能容纳天线和RFID无源IC芯片并预留一定的余量为宜，在实际生产过程中，也可以结合具体应用确定最终的尺寸。 
天线可以通过在覆铜基板1上进行刻蚀形成，在本申请实施例中，标签工作在920～925MHz频率范围内，天线的总长约160mm、天线走线宽度约2mm。 
为了方便将RFID无源IC芯片3串联在天线上，如图1所示，天线包括天线上臂21和天线下臂22，并且在本申请实施例中，上、下两臂可以各长约80mm，中间间隔约0.2mm用于连接RFID无源IC芯片3。 
在RFID无源IC芯片3上设置有至少两个引脚，并且至少两个引脚就近连接在天线上臂21和天线下臂22之间。这里，RFID无源IC芯片3和天线的连接，可以采用锡焊、绑定、倒装或其他合适的方式相固定。 
在本申请实施例中，RFID无源IC芯片3中集成的传感器可以包括：热敏电容、热敏电阻、压敏电阻和/或光敏管。在本申请中，传感器可以集成在RFID无源芯片的内部；也可以做在芯片的外部，与芯片保持电气连接即可。 
另外，该RFID无源IC芯片还可以包括：信号采集电路、放大电路和A/D转换电路，其中：所述信号采集电路用于采集所述天线的电流和/或电压信号；所述放大电路用于对采集得到的将所述电流和/或电压信号进行放大；所述A/D转换电路用于对放大后的所述电流和/或电压信号进行模数转换，并输出。 
除了上述传感器之外，该RFID无源IC芯片还可以包含但不限于：存储单元(通常是EEPROM)、电源调节器、ASK解调器、反射调制器。这些和普通的RFID无源IC芯片并无不同，包括功能和结构，在此不再赘述。 
此外，为了对该RFID标签进行更好的保护，在上述结构的外围还可以进行封装工艺，即该RFID标签还可以包括：封装层。封装就是将天线、RFID无源IC芯片3、传感器包围并保护起来的结构，通常为塑料材质，如PVC、PC、ABS等。封装的表面，可以喷涂、丝印文字或图案，也可以打孔、开槽、开缝等，以方便使用。 
本申请实施例提供的该RFID无源标签需要配合读写器来进行使用，在使 用时，RFID无源IC芯片能是接收读写器的相关指令、完成相关的动作、将存储于其中的信息以及传感器感知的相关信息返回给读写器，完成和读写器的信息交换。RFID无源IC芯片的工作电源(电能)，从接收到的电磁波中获得。 
天线，是标签和读写器非接触(空中)连接的空中接口。一方面，它接收读写器天线辐射的电磁波，使RFID无源IC芯片从中获得工作的能源和有用信息(比如指令、存储的数据、状态等)；另一方面，根据读写器的指令，将相关信息(指定的存储内容、传感器感知的相关信息等)以电磁波的形式返回给读写器。 
传感器，这是本发明的关键内容。传感器的类型不同，就能感知外界的一切不同的应力，如：热、力、声、光、电等。常用的传感器有：热敏电阻、热敏电容、压敏电阻、光敏管、线圈等。这些传感器感知的应力及其变化，转变为电信号(电压、电流、电功率等)供芯片中的反射调制器处理，并最终将相关信息返回给读写器。 
下面以热敏电阻为例，简单说明该RFID无源标签的工作过程： 
当环境温度发生变化时，热敏电阻的阻值发生变化。包含热敏电阻的分压或分流电路将这一变化，转换成电压或者电流的变化。变化的电压或电流，经过放大、A/D转换以后，就可以作为有用的信息，存储在EEPROM中。读写器就可以像读取事先存储在芯片中的信息那样来读取这个温度变化的信息，从而感知标签所在环境的温度。 
由以上技术方案可见，与现有技术相比，本申请实施例提供的该RFID无源标签，具有以下有益效果：
1)使RFID无源标签具有传感功能，使其在RFID现有的应用领域使用更方便。 
2)使RFID无源标签具有传感功能，拓展其应用领域。以期获得良好的社会效益和经济效益。 
因此，本申请提供的是一种具有传感功能的RFID无源标签，在传统RFID标签的基础上增加了传感功能，使RFID使用更方便、应用领域更广泛，可望 推动整个RFID行业的迅猛发展。 
同时应当理解的是，本申请请求保护范围阐明于所附权利要求书中，而不能以说明书的上述描述作为限制，凡是在本申请的宗旨之内的显而易见的修改亦应归于本申请的保护范围之内。 
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。 

Claims (6)

1.一种具有传感功能的无源标签，其特征在于，包括：覆铜基板、天线和集成有传感器的集成电路电子标签RFID无源IC芯片，其中：
所述天线设置在所述覆铜基板上，并且所述天线包括：天线上臂和天线下臂，并且所述天线上臂和天线下臂之间设置有间隔；
所述RFID无源IC芯片位于所述天线上臂和天线下臂之间的间隔，并且所述RFID无源IC芯片将所述天线上臂和天线下臂电连接。
2.根据权利要求1所述的标签，其特征在于，所述RFID无源IC芯片包括：热敏电容、热敏电阻、压敏电阻和/或光敏管。
3.根据权利要求1所的标签，其特征在于，所述RFID无源IC芯片进一步包括：
信号采集电路、放大电路和A/D转换电路，其中：
所述信号采集电路用于采集所述天线的电流和/或电压信号；
所述放大电路用于对采集得到的将所述电流和/或电压信号进行放大；
所述A/D转换电路用于对放大后的所述电流和/或电压信号进行模数转换，并输出。
4.根据权利要求1所述的标签，其特征在于，所述覆铜基板的材料包括：FR-4、PET或PI。
5.根据权利要求4项所述的标签，其特征在于，所述RFID无源IC芯片与所述天线之间的连接方式包括：锡焊、绑定或倒装。
6.根据权利要求1-5任一项所述的标签，其特征在于，进一步包括：封装层，所述封装层包覆在所覆铜基板的外表面，并且将所述覆铜基板、天线和传感器集成芯片包裹在内。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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