CN107437106B

CN107437106B - 篡改检测装置

Info

Publication number: CN107437106B
Application number: CN201710333995.7A
Authority: CN
Inventors: 龙尼·朔马克
Original assignee: NXP BV
Current assignee: NXP BV
Priority date: 2016-05-26
Filing date: 2017-05-12
Publication date: 2022-05-27
Anticipated expiration: 2037-05-12
Also published as: EP3249634B1; CN107437106A; US10417890B2; EP3249634A1; US20170345269A1

Abstract

根据本发明的第一方面，提供一种电子篡改检测装置，其包括篡改回路和可变形组件，其中所述组件的变形指示所述篡改回路已被破坏。根据本发明的第二方面，构想一种制造篡改检测装置的对应方法。

Description

篡改检测装置

技术领域

本发明涉及电子篡改检测装置。此外，本发明涉及制造电子篡改检测装置的对应方法。

背景技术

电子篡改检测装置可用以利用封闭或密封制品(例如瓶、包和其它容器)检测篡改。举例来说，在制酒工业和制药工业中，此类篡改检测装置可为有用的。篡改检测装置通常含有所谓的篡改回路。举例来说，篡改回路可包括传导性电线，在隐藏传导性电线的封闭件或密封件被破坏时也会破坏传导性电线。频繁使用的篡改检测装置为射频识别(RFID)或近场通信(NFC)标签，所述标签包括篡改回路或扩展具有篡改回路。可能需要改进这些篡改检测装置，以使得可检测到更多的篡改尝试。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种电子篡改检测装置，其包括篡改回路和可变形组件，其中所述组件的变形指示篡改回路已被破坏。

在篡改检测装置的一个或多个实施例中，组件为压电或压电陶瓷装置。

在篡改检测装置的一个或多个实施例中，组件形成篡改回路的组成部分。

在篡改检测装置的一个或多个实施例中，篡改回路包括传导性电线。

在一个或多个实施例中，篡改检测装置被配置成通过感测由所述变形造成的欧姆电阻的改变来检测组件的变形。

在一个或多个实施例中，篡改检测装置另外包括感测电路，所述感测电路被配置成感测欧姆电阻的所述改变。

在篡改检测装置的一个或多个实施例中，感测电路为应变计。

在一个或多个实施例中，篡改检测装置为无源RFID或NFC标签。

在一个或多个实施例中，篡改检测装置嵌入于封闭件或密封件中。

根据本发明的第二方面，构想一种制造电子篡改检测装置的方法，其中篡改检测装置具备篡改回路和可变形组件，其中所述组件的变形指示篡改回路已被破坏。

在方法的一个或多个实施例中，组件为压电或压电陶瓷装置。

在方法的一个或多个实施例中，组件形成篡改回路的组成部分。

在方法的一个或多个实施例中，篡改回路包括传导性电线。

在方法的一个或多个实施例中，篡改检测装置另外具备感测电路，所述感测电路被配置成感测由组件的变形造成的欧姆电阻的改变。

在方法的一个或多个实施例中，感测电路为应变计。

附图说明

将参考附图更详细地描述实施例，在附图中：

图1示出篡改检测装置的例子；

图2示出篡改检测装置的说明性实施例；

图3示出篡改检测装置的另一说明性实施例；

图4示出压电元件的说明性实施例。

附图标记列表

100 篡改检测装置

102 集成电路

104 天线

106 检测电线

108 拉动连杆机构

200 篡改检测装置

202 RFID/NFC标签电路

204 检测电线

206 压电元件

300 篡改检测装置

302 压电元件(载体)和应变计

400 压电元件

402 原始状态

404 变形状态

具体实施方式

图1示出电子篡改检测装置100的例子。在此例子中，篡改检测装置100为配备有篡改回路的RFID或NFC标签。标签可为所谓的无源标签，即由外部装置(未图示)产生的电磁场供电的标签。标签包括集成电路102(即，标签电路)，所述集成电路通过接触垫LA和LB耦合到天线104，以用于与所述外部装置建立无线通信。篡改回路由检测电线106(即，传导性电线)形成，所述检测电线通过接触垫GND和DP耦合到集成电路102。举例来说，检测电线106可隐藏于封闭件中，所述封闭件包括拉动连杆机构108。在操作中，一旦检测电线106(篡改回路)已被破坏(例如，在拉动连杆机构108处)，且标签由所述电磁场供电，标签便可检测到“断开”信息，且进行相应的操作。如本文中所使用，“断开”信息是指指示断开或破坏的篡改回路的信息，而“闭合”信息是指指示闭合或完好的篡改回路的信息。

可能需要电能来读取篡改回路的状态。举例来说，在篡改回路包括传导性电线106的情况下，篡改回路的状态通常通过产生电流来读取，所述电流将从一个接触垫流动到另一接触垫(在电线完好的情况下)或不从一个接触垫流动到另一接触垫(在电线被破坏的情况下)。然而，在一些环境下，可能无法获得电能。举例来说，无源RFID或NFC标签100没有内部电源，且标签电路102仅可由外部装置产生的电磁场供电，所述外部装置可能在标签附近或可能不在标签附近。换言之，在大量时间段内，无源标签通常是不供电的。随后，如果有人破坏篡改回路，且在不对标签电路102供电时维修篡改回路，那么电路102将不能够检测到篡改回路已同时断开。因此，一些篡改尝试可能仍然未被检测到。因此，期望改进篡改检测装置100，以使得可检测到更多篡改尝试。

因此，根据本发明，提供一种电子篡改检测装置，其包括篡改回路和可变形组件，其中所述组件的变形指示篡改回路已被破坏。具体地说，所述组件的变形表示“断开”信息。以此方式，有可能保留“断开”信息，这是因为所述组件的变形持续时间通常长于标签的不供电状态。因此，举例来说，仍可以检测到在不对标签供电时发生的篡改尝试。

在一个或多个实施例中，组件为压电或压电陶瓷装置。具体地说，压电或压电陶瓷装置适合用作所述种类的可变形组件。压电装置可例如由简单结晶材料制成。压电陶瓷装置可由例如钛酸钡(BaTiO₃)或锆钛酸铅(PZT)等复合材料制成。通常，这些装置表现为有弹性的(弹性变形)，但所述装置也具有其表现为塑性的区域。此塑性变形是由机械过应力引起。压电或压电陶瓷装置的塑性变形实际上是准永久性变形，这是因为几乎不可能将其复原。由此角度，压电或压电陶瓷装置可被看作类似于一位存储器单元(即，一次性可编程存储器单元)。压电或压电陶瓷装置的原始状态表示“闭合”信息，且变形状态表示“断开”信息。如果有人打开例如酒瓶，那么他将通过转动瓶盖对压电或压电陶瓷装置施加过应力；这会通过切断篡改回路以及通过塑性变形产生“断开”信息。RFID/NFC标签电路下次通电时会检测到篡改回路已断开。即使已维修了篡改回路，标签电路仍将读取“断开”信息，这是因为压电或压电陶瓷装置准永久性地变形。归因于将压电或压电陶瓷材料塑性变形所必需的较高力，几乎不可能使其回到其原始状态。

在一个或多个实施例中，可变形组件形成篡改回路的组成部分。以此方式，因为篡改回路通常被放置在可以预期篡改尝试的位置处，所以所述组件更可能在篡改尝试的情况下经受机械过应力。在实际和有效实施方案中，组件可与传导性电线集成以形成单个篡改回路。

图2示出篡改检测装置200的说明性实施例。篡改检测装置200包括RFID或NFC标签电路202，所述RFID或NFC标签电路通过接触垫GND和DP耦合到检测电线204。具体地说，可通过接触垫DP(检测垫)将电压供应到检测电线204。接触垫GND为接地垫；或者，在测量并未接地的情况下可使用另一检测垫(未图示)。此外，标签电路202包括接触垫LA和LB，所述接触垫用于将标签电路202耦合到天线(未图示)，所述天线可从电磁场获取电力。此外，标签检测装置200包括体现为压电元件206的可变形组件。如本文中所使用，术语“压电元件”是指压电装置或压电陶瓷装置。在操作中，压电元件206可响应于由篡改尝试引起的机械应力或过应力，从初始状态转变为准永久性变形的状态。

图3示出篡改检测装置300的另一说明性实施例。在此例子中，压电元件302与感测电路(更具体来说，用于测量由压电元件206的塑性变形引起的欧姆电阻的改变的应变计)集成。

图4示出压电元件400的说明性实施例。用以检测压电或压电陶瓷装置的变形(即构造改变)的实际且有效的方式为测量由所述改变引起的欧姆电阻的改变。图4示出欧姆电阻如何随压电元件400的构造改变而改变。在其原始状态402中，压电元件400的欧姆电阻可由下式定义：

本文中，变量R表示欧姆电阻，常量ρ表示制成压电元件400的材料的电阻率，变量L表示压电元件400的长度，且变量A表示压电元件400的厚度。在其变形状态404中，压电元件400的欧姆电阻现可由下式定义：

所得电压改变可由下式定义：

ΔV＝ΔR·I

本文中，变量I表示通过压电元件400驱动的电流。在压电元件处于其原始状态时，可进行校准测量。此校准测量可通过经由压电元件驱动电流以及将所得测量电压采用为基准值来进行。在使用中，在发生压电元件的塑性变形之后执行测量时，将测量另一电压电平。随后，如果测量电压电平与基准值之间的差超过预定义阈值，那么可以推断发生了塑性变形。由压电元件的构造改变引起的欧姆电阻的改变可直接测量(如图2中所示)或使用例如应变计的感测电路测量(如图3中所示)。在直接测量的情况下，压电元件是导电的，因此压电元件上的电压降可在将电流从检测垫DP注入到GND之后直接测量。在间接测量的情况下，载体不需要导电，且利用感测电路进行测量。电流可由标签电路202供应，且可从篡改接触垫中的一个篡改接触垫经由检测电线204和压电元件206、302流动到篡改接触垫中的另一个篡改接触垫。随后，可评估压电元件206、302上的电压降，且将其与内部参考值(基准值)比较，从而指示压电元件206、302是否处于变形状态。可选择检测电线204的材料以使得仅在压电元件206、302已经塑性变形时才会破坏所述检测电线，从而增加篡改检测装置200、300的可靠性。

应注意，已经参考不同标的物描述了以上实施例。具体地说，一些实施例可能是已参考方法类的权利要求来描述的，而其它实施例可能是已参考装置类的权利要求来描述的。然而，本领域的技术人员将从上述内容了解到，除非另外指明，否则除属于一种类型的标的物的特征的任何组合外，与不同标的物相关的特征的任何组合，具体来说方法类的权利要求的特征和装置类的权利要求的特征的组合，也视为与此文档一起公开。

此外，应注意，图式是示意性的。在不同图式中，用相同的附图标记表示类似或相同元件。此外，应注意，为了提供对说明性实施例的简洁描述，可能并未描述属于技术人员的习惯做法的实施细节。应了解，在任何此类实施方案的发展中，如在任何工程或设计项目中，必须制定大量实施方案特定的决策以便实现研发者的特定目标，例如遵守系统相关的和商业相关的约束条件，这些约束条件在不同的实施方案中可能不同。此外，应了解，此类发展工作可能是复杂且耗时的，但不过是本领域的技术人员进行设计、制造和生产的例行任务。

最后，应注意，技术人员将能够在不脱离所附权利要求书的范围的情况下设计许多替代实施例。在权利要求书中，置于圆括号之间的任何附图标记不应解释为限制权利要求。单词“包括”不排除在权利要求中列出那些元件或步骤之外的元件或步骤的存在。在元件之前的单词“一”不排除多个此类元件的存在。权利要求书中所叙述的措施可以借助于包括若干不同元件的硬件和/或借助于适当编程设计的处理器来实施。在列出若干装置的装置权利要求中，可以通过硬件中的同一个物件实施若干这些装置。单凭在彼此不同的从属权利要求中叙述某些措施这一事实，并不表示不能使用这些措施的组合来获得优势。

Claims

1.一种电子篡改检测装置，其特征在于，包括篡改回路和被布置为所述篡改回路的部分的可变形组件，所述篡改回路包括电导体，其中所述组件为压电或压电陶瓷装置，所述组件包括电导体，其中所述组件的塑性变形指示所述篡改回路已被破坏，其中所述塑性变形致使所述组件变成准永久性变形；以及

集成电路(IC)，所述IC被配置并布置成有所述篡改回路以检测指示响应于所述篡改回路被破坏的篡改的电流变化，其中，所述IC被进一步配置并布置成当所述篡改回路响应于所述塑性变形被随后维修时检测篡改，并且其中所述组件被配置并布置成响应于所述篡改而塑性变形，所述塑性变形致使所述组件从初始变形状态转变为准永久性变形状态。

2.根据权利要求1所述的篡改检测装置，其特征在于，所述电导体包括传导性电线，所述传导性电线耦合到所述IC，其中，所述篡改回路被进一步配置并布置成响应于变形组件的所述准永久性变形而破坏。

3.根据权利要求1所述的篡改检测装置，其特征在于，所述篡改检测装置被配置成通过感测由所述变形造成的欧姆电阻的改变来检测所述组件的所述变形。

4.根据权利要求3所述的篡改检测装置，其特征在于，另外包括感测电路，所述感测电路被配置成感测欧姆电阻的所述改变。

5.根据权利要求4所述的篡改检测装置，其特征在于，所述感测电路为应变计。

6.一种制造电子篡改检测装置的方法，其特征在于，提供篡改回路和可变形组件，所述篡改回路包括传导性电线，其中所述组件为压电或压电陶瓷装置，其中所述压电或压电陶瓷装置的塑性变形指示所述篡改回路已被破坏，其中所述塑性变形致使所述压电或压电陶瓷装置变成准永久性变形；以及

提供集成电路(IC)，所述IC被配置并布置成有所述篡改回路以检测指示响应于所述篡改回路被破坏的篡改的电流变化，其中，所述IC被进一步配置并布置成当所述篡改回路响应于所述塑性变形被随后维修时检测篡改。