CN105184351A - 一种在家电控制器嵌入射频识别芯片的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种在家电控制器嵌入射频识别芯片的方法，其特征在于：在家电控制器中设置家电控制器PCB板，在家电控制器PCB板上设有无源RFID芯片焊接点、以嵌接入无源RFID芯片，在所述PCB板上设置与射频识别芯片RFID工作频率匹配的具有电小环天线结构的谐振环，通过该谐振环的平面图形形状及覆盖面积决定谐振工作频点以及与射频识别芯片RFID的匹配程度；该谐振环布置在与PCB板中布线比较长的其中一条导线的中部并与之电气相连，构成类似于单、双极型阵子射频天线结构，以利于电磁能量的接收；构成家电控制器的嵌入式射频识别芯片结构。本发明具有应答器端接收天线形状及物理尺寸小，适用于工作频段为900MHz(840M-960M)的RFID应答器端设计的有益效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种在家电控制器嵌入射频识别芯片的方法。适用于将工作频率为900MHz(840M—960M)的射频识别(RFID)芯片嵌入家电控制器的PCB板。属于家电控制器技术领域。
背景技术
目前，利用射频识别芯片RFID构建产品识别系统(射频识别标签)时，其应答器端的电路结构主要包括射频识别芯片、标签天线等部分。其工作原理是：读写设备通过读写器天线发送电磁波到标签天线，给射频识别芯片提供能量并激活射频识别芯片，射频识别芯片将产品信息通过标签天线、读写器天线传递给读写器，与读写器进行无线信息交换。无线交换信息的方式通常有电波方式及电磁感应方式。
现有技术中，射频识别标签独立使用时，通常将标签天线与射频识别芯片封装在一片满足接收条件的足够大天线面积的防护外壳(卡片或薄膜)上。其基本结构是：在天线封装标签上设计专用印刷天线，该专用印刷天线与射频识别芯片RFID封装在一起使用。由于射频识别芯片RFID应答器端天线担负电磁能量传输及数据信号交换双重功能，因此，RFID应答器端天线必须有足够大信号接收面积才能满足需要。
另外，由于工作于900MHz频段(840MHz-960MHz)的RFID应答器端接收天线形状及物理尺寸，决定了读写器与应答器之间的有效工作距离要求大于1米，因此，现有技术的应答器系统的天线形状及安装尺寸不适用在家电控制器中应用。
发明内容
本发明的目的，是为了解决现有技术中工作频段为900MHz(840M-960M)的RFID应答器端接收天线形状及物理尺寸过大，不适用于家电控制器的问题，提供一种在家电控制器嵌入射频识别芯片的方法，该方法使应答器端接收天线形状及物理尺寸小，适用于工作频段为900MHz(840M-960M)的RFID应答器端设计。
本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：
一种在家电控制器嵌入射频识别芯片的方法，其特征在于：在家电控制器中设置家电控制器PCB板，在家电控制器PCB板上设有无源RFID芯片焊接点、以嵌接入无源RFID芯片，在所述PCB板上设置与射频识别芯片RFID工作频率匹配的具有电小环天线结构的谐振环，通过该谐振环的平面图形形状及覆盖面积决定谐振工作频点以及与射频识别芯片RFID的匹配程度；该谐振环布置在与PCB板中布线比较长的其中一条导线的中部并与之电气相连，构成类似于单、双极型阵子射频天线结构，以利于电磁能量的接收；构成家电控制器的嵌入式射频识别芯片结构。
本发明的目的还可以通过采取如下技术方案达到：
进一步地，利用家电控制器PCB板的分布参数特性提升天线等效接收面积。
进一步地，所述谐振环设置在家电控制器PCB板的原始设计布线的空隙处。
进一步地，采用微波炉的控制板的基板，原始设计在PCB板7a的边角部位有空位，在该空位处增加一个具有电小环天线结构的谐振环，该谐振环布置在与PCB板中布线比较长的其中一条导线7b的中部并与之电气相连，构成类似于单、双极型阵子射频天线结构，以有效减少产品结构部件对无线电信号传输的干扰，方便读写器采集数据。
进一步地，采用电饭煲控制板的基板，在现有电路板设计8a基础上，在元器件布置空隙插入具有电小环天线结构8b的谐振环，利用电源布线作为单、双极型阵子天线，以增加射频能量接收能力，利用产品结构部件对无线电信号的传输，有利于读写器采集数据。
进一步地，采用电风扇控制板上安装RFID应答器系统，在现有电路板设计9a基础上，在元器件布置空隙插入电小环天线结构9b并利用电源布线作为单、双极型阵子天线，增加射频能量接收能力，利用产品结构部件对无线电信号的传输，有利于读写器采集数据。
本发明具有如下突出的有益效果：
1、本发明通过家电控制器PCB板上设有无源RFID芯片焊接点、以嵌接入无源RFID芯片，在所述PCB板上设置与射频识别芯片RFID工作频率匹配的具有电小环天线结构的谐振环，通过该谐振环的平面图形形状及覆盖面积决定谐振工作频点以及与射频识别芯片RFID的匹配程度；该谐振环布置在与PCB板中布线比较长的其中一条导线的中部并与之电气相连，构成类似于单、双极型阵子射频天线结构，以利于电磁能量的接收；构成家电控制器的嵌入式射频识别芯片结构；因此，能够解决了工作频率为900MHz(840M—960M)的射频识别应答器系统安装在家电控制器电路板上的尺寸及空间限制问题，具有应答器端接收天线形状及物理尺寸小，适用于工作频段为900MHz(840M-960M)的RFID应答器端设计的有益效果。
2、本发明构建的单、双极型阵子天线和电小环型天线结构，与已有的PCB布线相连并与RFID应用系统匹配，增加了接收天线的等效面积及等效电气长度，提升了系统接收灵敏度，提升了数据交换的可靠性，同时也提高了系统的有效工作距离及抗干扰能力。
3、本发明是在家电控制器上利用原产品设计布线作为RFID芯片天线安装射频识别(RFID)应答系统时不改变原产品设计的控制板结构、布线并解决控制器电路板安装空间不足时的小尺寸射频天线的设计、安装及增加读写距离问题。
附图说明：
图1是射频识别标签构建产品识别系统示意图。
图2是900M射频识别应答器典型天线结构示意图。
图3是利用PCB布线的电小环天线与RFID芯片安装示意图。
图4是RFID应答器系统在微波炉控制板中安装示意图。
图5是RFID应答器系统在电饭煲控制板中安装示意图。
图6是RFID应答器系统在电风扇控制板中安装示意图。
具体实施例：
具体实施例1：
参照图1-图3，本实施例通过在家电控制器中设置家电控制器PCB板，在家电控制器PCB板上设有无源RFID芯片焊接点12、以嵌接入无源RFID芯片，在所述PCB板上设置与射频识别芯片RFID工作频率匹配的具有电小环天线结构的谐振环11，通过该谐振环的平面图形形状及覆盖面积决定谐振工作频点以及与射频识别芯片RFID的匹配程度；该谐振环11布置在与PCB板13中布线比较长的其中一条导线10的中部并与之电气相连，构成类似于单、双极型阵子射频天线结构，以利于电磁能量的接收；构成家电控制器的嵌入式射频识别芯片结构。
本实施例中，利用家电控制器PCB板的分布参数特性提升天线等效接收面积。进一步地，所述谐振环11设置在家电控制器PCB板的原始设计布线的空隙处。
参见图4，本实施例采用一款微波炉的控制板的基板，原始设计在PCB板7a的边角部位有空位，在该空位处增加一个电小环天线结构及单、双、极型阵子天线的PCB布线7b，以有效的减少产品结构部件对无线电信号传输的干扰，方便读写器采集数据。
具体实施例2：
参见图5，本实施例2采用电饭煲控制板的基板，在现有电路板设计8a基础上，在元器件布置空隙插入具有电小环天线结构8b的谐振环11，利用电源布线作为单、双极型阵子天线，以增加射频能量接收能力，利用产品结构部件对无线电信号的传输，有利于读写器采集数据。
具体实施例3：
参见图6，本实施例利用一款电风扇控制板上安装RFID应答器系统，在现有电路板设计9a基础上，在元器件布置空隙插入电小环天线结构9b并利用电源布线作为单、双极型阵子天线，增加射频能量接收能力，利用产品结构部件对无线电信号的传输，有利于读写器采集数据。
实现对特定频率的接收灵敏度，有效的提高读写器与应答器之间的能量传递距离及数据交换的可靠性，解决各种家电控制器应答器RFID芯片及天线的安装及读写距离问题。
为适应各种家电控制器电路板不同尺寸、形状、结构及解决目前各种家电控制器电路板无法提供足够空间增加常规印刷天线及RFID芯片安装的问题。
本发明的解决方案是，根据RFID芯片的900MHz工作频率特征，在PCB板13的原始设计布线空隙中，设计一种与RFID芯片工作频率匹配的电小环天线结构的谐振环11，谐振环的合适的平面图形形状及覆盖面积决定谐振工作频点以及与RFID芯片的匹配程度。该谐振环布置在与PCB板13布线比较长的一条导线10(例如电源线或接地线)的中部(大致的位置)并与之电气相连(同一块覆铜箔导体，不影响原产品布线设计及电气性能)，构成类似于单、双、极型阵子射频天线结构，有利于电磁能量的接收。利用该PCB板分布参数特性提升天线等效接收面积，实现对特定频率的接收灵敏度，有效的提高读写器与应答器之间的能量传递距离及数据交换的可靠性，解决各种家电控制器应答器RFID芯片及天线的安装及读写距离问题。
Claims (6)
1.一种在家电控制器嵌入射频识别芯片的方法，其特征在于：在家电控制器中设置家电控制器PCB板，在家电控制器PCB板上设有无源RFID芯片焊接点(12)、以嵌接入无源RFID芯片，在所述PCB板上设置与射频识别芯片RFID工作频率匹配的具有电小环天线结构的谐振环(11)，通过该谐振环的平面图形形状及覆盖面积决定谐振工作频点以及与射频识别芯片RFID的匹配程度；该谐振环(11)布置在与PCB板(13)中布线比较长的其中一条导线(10)的中部并与之电气相连，构成类似于单、双极型阵子射频天线结构，以利于电磁能量的接收；构成家电控制器的嵌入式射频识别芯片结构。
2.根据权利要求1所述的一种在家电控制器嵌入射频识别芯片的方法，其特征在于：利用家电控制器PCB板的分布参数特性提升天线等效接收面积。
3.根据权利要求1所述的一种在家电控制器嵌入射频识别芯片的方法，其特征在于：所述谐振环(11)设置在家电控制器PCB板的原始设计布线的空隙处。
4.根据权利要求1至3任一权利要求所述的一种在家电控制器嵌入射频识别芯片的方法，其特征在于：采用微波炉的控制板的基板，原始设计在PCB板(7a)的边角部位有空位，在该空位处增加一个具有电小环天线结构的谐振环(11)，该谐振环(11)布置在与PCB板(13)中布线比较长的其中一条导线(7b)的中部并与之电气相连，构成类似于单、双极型阵子射频天线结构，以有效减少产品结构部件对无线电信号传输的干扰，方便读写器采集数据。
5.根据权利要求1至3任一权利要求所述的一种在家电控制器嵌入射频识别芯片的方法，其特征在于：采用电饭煲控制板的基板，在现有电路板设计(8a)基础上，在元器件布置空隙插入具有电小环天线结构(8b)的谐振环(11)，利用电源布线作为单、双极型阵子天线，以增加射频能量接收能力，利用产品结构部件对无线电信号的传输，有利于读写器采集数据。
6.根据权利要求1至3任一权利要求所述的一种在家电控制器嵌入射频识别芯片的方法，其特征在于：采用电风扇控制板上安装RFID应答器系统，在现有电路板设计(9a)基础上，在元器件布置空隙插入电小环天线结构(9b)并利用电源布线作为单、双极型阵子天线，增加射频能量接收能力，利用产品结构部件对无线电信号的传输，有利于读写器采集数据。
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