CN109492732A - 一种抗金属抗高温电子标签及识读系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种抗金属抗高温电子标签，包括电磁感应体和标识载体，电磁感应体由单层连续的金属体构成，通过导电油墨柔性印刷方式附着在标识载体上，电磁感应体的谐振频点在甚高频频段，单层连续的金属体包括具有多组不同形状的金属段，多组不同形状的金属段分别具有相互不同的谐振频点，不同谐振频点分别位于不同的子频段中，以及一种电子标签识别系统，包括上述的电子标签、识读器，电子标签用以接收识读器发射的信号产生反射谐振回波频点信号，识读器用以向电子标签发射某频段的适配电磁信号并且接收反射信号并存储，采用数字或模拟技术将反射信号中的背景回波信号进行对消，从而有效获得电子标签的回波谐振频点信号，实现对标识的识读。

Description

一种抗金属抗高温电子标签及识读系统

技术领域

本发明属于电子标签技术领域，具体涉及一种抗金属抗高温电子标签及识读系统。

背景技术

电子标签由于其独有的特性成为消防装备及配件管理标识的重要选择之一。但消防装备及配件有时需要长时间处于高温环境中，其周边温度往往超过200℃以上，普通电子标签一般在电磁感应体的外部用陶瓷等材料通过特殊封装工艺等方法生产，使其能够隔离高温，但在高温下仅能短时间内不受损坏，但是无法长时间胜任此类高温环境。另一方面，消防装备及配件多数为金属件，对于普通电子标签的使用会产生较大负面影响，导致识读效果差，无法满足识读要求。而采用特殊封装工艺等方法生产的抗金属标签价格奇高，无法大规模推广使用。由此可见，设计一种可以长时间抗高温而且制作简单、成本低廉的抗金属抗高温电子标签是非常具有意义的。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种抗金属抗高温电子标签，包括电磁感应体和标识载体，电磁感应体由单层连续的金属体构成，并且通过导电油墨柔性印刷方式附着在标识载体上，电磁感应体的谐振频点在甚高频频段，单层连续的金属体包括具有多组不同形状的金属段，多组不同形状的金属段分别具有相互不同的谐振频点，甚高频频段被划分为多个子频段，电磁感应体的多个不同谐振频点分别位于不同的子频段中。

优选的，多个不同谐振频点分别对应数据信号中的一个数位，从而所有谐振频点的集合为抗金属抗高温电子标签所表示数据的集合。这可便于对谐振频点的信号进行收集、整合及汇编成完整的数据信号。

优选的，标识载体采用不具破坏性的柔性的阻燃材料。在高温下起到隔离高温，防止电子标签在高温下受损的作用，达到抗高温的效果，并可以粘贴在弯曲的消防装备及配件表面上，避免被损坏。

优选的，抗金属抗高温电子标签采用主动扫描谐振回波的识读设备进行识读。

优选的，标识载体的外表面附着有抗高温基础材料，形成抗高温封装层。对芯层实施有效保护，形成抗高温效果。

优选的，采用在甚高频频段下的数字或模拟技术对消方式来消除金属类消防装备或配件产生的背景回波信号以获得抗金属抗高温电子标签产生的有效信号。发明人经过多年工作实践，发现了金属类消防装备或配件可以在甚高频的电磁信号辐射下产生稳定且简单的回波信号，从而通过在甚高频频段下的数字或模拟技术对消方式来提高信号的准确度，避免金属类消防装备或配件产生的背景回波信号导致电子标签的识读效果无法满足要求，达到有效的抗金属的效果。

本发明还提出了一种电子标签识别系统，包括满足上述任一项的抗金属抗高温电子标签、识读器，抗金属抗高温电子标签用以接收识读器发射的信号产生反射谐振回波频点信号，识读器用以向着抗金属抗高温电子标签发射某频段的适配电磁信号并且接收反射信号，并将接收的反射信号存储，采用数字或模拟技术将反射信号中的背景回波信号进行对消从而有效获得从抗金属抗高温电子标签的回波谐振频点信号。

优选的，还包括数据传输模块和服务器，数据传输模块包括无线网络或蓝牙，用于将对消后的信号传输到服务器进行识读。无线网络或蓝牙的传输效果稳定。

优选的，识读器还包括发射模块、接收模块、存储模块和控制模块，发射模块用以在一个频段内工作从低频点到高频点自动发射变频主动波，接收模块用以采集所有收到的回波频点信号，包括电子标签谐振回波频点信号和背景回波信号，所述存储模块用以存储对仅有金属背景未置入数据的空背景进行适配频点背景回波信号采集后形成空背景数据模板数据库，控制模块通过对抗金属抗高温电子标签和金属类消防装备或配件在甚高频频率下的反射波特性参数的分析，将电子标签谐振回波频点信号与空背景数据模板数据库在该频点的背景回波信号进行比对，提取有效信号。得到完整的便于识读的电子标签信号。

优选的，服务器包括解读单元和移动服务终端，解读单元用以将有效信号进行识别并解读，移动服务终端用以显示抗金属抗高温电子标签的识别结果。最终完成抗金属抗高温电子标签的识读。

本发明提出一种抗金属抗高温电子标签，将抗金属抗高温电子标签中的电磁感应体通过导电油墨柔性印刷方式附着在标识载体上，因此简化了制造工艺并且可以降低成本。标识载体为不具破坏性的柔性的阻燃材料，并在标识载体的外表面附着抗高温基础材料，形成抗高温封装层，对芯层实施有效保护，形成抗高温效果，并且有利于大规模应用及推广。另外单层连续的电磁感应体是一个完整的金属体，没有焊点，因此可以避免在高温下使焊点融化导致结构性损伤而影响性能，可以有效实现抗高温的效果。并且每个电磁感应体具有各自不同的形状，因此在甚高频频段产生不同谐振频点。再通过抗金属抗高温电子标签识别系统的识读器、数据传输模块和服务器来完成对该电子标签的识别，可有效实现电子标签的抗金属的效果。其中识读器可以采用数字或模拟技术将金属类消防装备或配件的背景回波信号对消，以获得从抗金属抗高温电子标签反射回的谐振回波频点信号，因此可以有效降低背景回波信号的干扰，提高抗金属抗高温电子标签的识读率，整体上实现抗金属抗高温的效果，有利于大规模应用及推广。

附图说明

包括附图以提供对实施例的进一步理解并且附图被并入本说明书中并且构成本说明书的一部分。附图图示了实施例并且与描述一起用于解释本发明的原理。将容易认识到其它实施例和实施例的很多预期优点，因为通过引用以下详细描述，它们变得被更好地理解。附图的元件不一定是相互按照比例的。同样的附图标记指代对应的类似部件。

图1图示了根据本发明的实施例的电子标签的结构图；

图2图示了根据本发明的实施例的电子标签识别系统的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

根据谐振频率公式

由上式可知，谐振频率与L和C相关，通过改变L和C的数值，可以调整谐振频率，即由一对L和C固定值可决定一个谐振频率。由此，可以做出如下推论：一系列L和C配对固定值可形成一系列谐振频点，若一个谐振点代表一个数值，则一系列谐振点可表示一系列离散数值，即可通过谐振频率进行数值编码。

因此本发明依据以上推论，如图1所示，设计出一种抗金属抗高温电子标签1，包括电磁感应体2和标识载体3。电磁感应体2由单层连续的金属体构成，并且通过导电油墨柔性印刷方式附着在标识载体3上。采用导电油墨柔性印刷方式可简化抗金属抗高温电子标签1的制作过程，并且可以大大减少抗金属抗高温电子标签1的制作成本。电磁感应体2的谐振频点在甚高频频段，单层连续的金属体包括具有多组不同形状的金属段。在可选的实施例中，金属段可以是回形或螺旋形等其他不同的形状，多组不同形状的金属段分别具有相互不同的谐振频点。不同性质的金属段之间无芯片无焊点，因此不会在高温下造成器件的损坏或焊点融化影响性能，可以有效实现抗高温的效果。在可选的实施例中，电磁感应体2在两层标识载体3的中间，防止电磁感应体2的脱落。

甚高频频段(VHF)由30MHz到300MHz被划分为多个子频段，电磁感应体2的多个不同谐振频点分别位于不同的子频段中。多个不同谐振频点分别对应数据信号中的一个数位，从而所有谐振频点的集合为抗金属抗高温电子标签1所表示数据的集合。在可选的实施例中，假设从30MHz到300MHz每隔30MHz被划分为一个子频段，则可以划分为9个子频段，一次从低到高定义这9个子频段代表的数位，将收集到的不同谐振频点对应于这9个子频段中，并定义好其对应的数位，因此可以便于对不同谐振频点的信号进行收集、整合及汇编成完整的数据信号。在其他可选的实施例中也可以根据需求自定义划分以满足不同的需求。

抗金属抗高温电子标签1的标识载体3采用不具破坏性的柔性的阻燃材料，在高温下起到隔离高温，防止抗金属抗高温电子标签1受损的作用，有效实现抗高温的效果。并且可以粘贴在弯曲的消防装备及配件表面上，大大提高了电子标签1的适用性，而且避免在弯曲的时候电子标签1被损坏，因此有利于大规模推广及应用。另外抗金属抗高温电子标签1采用此设计结合单层连续的金属体的无焊点设计可以保证抗金属抗高温电子标签1在200℃以上高温保持长时间，有利于扩大抗金属抗高温电子标签1的使用范围，达到抗高温的效果。在可选的实施例中，标识载体3可以选择抗高温纸、膜或其它材料。并标识载体3的外表面附着一层抗高温基础材料，形成抗高温封装层31，对芯层实施有效保护，形成抗高温效果。由于标识无芯片与天线焊接点，并由表面的抗高温材料保护，实际抗高温效果可达200℃以上，并且生产成本比传统抗高温标识降低许多。抗金属抗高温电子标签1采用主动扫描谐振回波的识读设备进行识读，由于在甚高频频段下金属类消防装备或配件在接收到识读设备发射的信号会产生特殊的稳定的背景回波信号，影响抗金属抗高温电子标签1的识读效果。因此可采用数字或模拟技术对消方式来消除金属类消防装备或配件产生的背景回波信号以获得抗金属抗高温电子标签1产生的有效信号，提高信号的准确度，避免金属类消防装备或配件产生的背景回波信号导致抗金属抗高温电子标签1的识读效果无法满足要求，因此可以达到抗金属的效果。

本发明还提出了一种电子标签识别系统，如图2所示，包括满足上述任一项的抗金属抗高温电子标签1、识读器4、数据传输模块5和服务器6，抗金属抗高温电子标签1用以接收识读器4发射的信号产生反射谐振回波频点信号，识读器4用以向着抗金属抗高温电子标签1发射某频段的适配电磁信号并且接收反射信号，并将接收的反射信号存储，采用数字或模拟技术将反射信号中的背景回波信号进行对消从而有效获得从抗金属抗高温电子标签1的回波谐振频点信号。数据传输模块5包括无线网络或蓝牙，用于将对消后的信号传输到服务器6进行识读。无线网络或蓝牙的传输效果稳定，有利于服务器6接收并识读。在其他可选的实施例中，也可采用其他合理的高效的传输方式。

识读器4包括发射模块7、接收模块8、存储模块9和控制模块10。发射模块7用以在一个频段内工作从低频点到高频点自动发射变频主动波。接收模块8用以采集所有收到的回波频点信号，包括电子标签谐振回波频点信号和背景回波信号。存储模块9用以存储在甚高频频段金属类消防装备或配件发射的背景回波信号。控制模块10通过对抗金属抗高温电子标签1和金属类消防装备或配件在甚高频频率下的反射波特性参数的分析，调节相位和幅度产生对消信号，用以消除金属背景回波的干扰，得到完整的便于识读的电子标签频点信号，完全实现了抗金属抗高温电子标签1抗金属的效果。之后再将对消后的电子标签频点信号通过数据传输模块传输5到服务器6上。

为实现有效对消，需对仅有金属背景未置入数据的空背景进行适配频点信号采集，形成空背景数据模板并存储。多个频点空背景数据模板形成空背景模板数据库存储在存储模块9。进行对消时，将已置入数据的真实频点采集数据与已事先存储的空背景在该频点的数据模板进行比对，提取有效信号。真实背景比空背景有一定量的频点谐振偏移，根据谐振点的偏移量，可判断是否置入数据，并通过控制模块10将数据解读出来。

服务器6包括解读单元11和移动服务终端12。解读单元11用以将背景回波信号对消后得到的抗金属抗高温电子标签1所标识的全部数据信号进行识别并解读，移动服务终端12用以显示抗金属抗高温电子标签1的识别结果，最终完成抗金属抗高温电子标签1的识读。在可选的实施例中，移动服务终端12可以是手机APP或其他可以接收并显示抗金属抗高温电子标签1识别结果的终端。

本发明提出一种抗金属抗高温电子标签1，将抗金属抗高温电子标签1中的电磁感应体2通过导电油墨柔性印刷方式附着在标识载体3上，因此简化了制造工艺并且可以降低成本。另外电磁感应体2是一个完整的金属体，没有焊点，可以避免在高温下使焊点融化导致结构性损伤而影响性能。而且标识载体3为不具破坏性的柔性的阻燃材料，并在标识载体3的外表面附着抗高温基础材料，形成抗高温封装层31，对芯层实施有效保护，形成抗高温效果，并且有利于大规模应用及推广。并且每个电磁感应体2具有各自不同的形状，因此在甚高频频段产生不同谐振频点。再通过电子标签识别系统的识读器4、数据传输模块5和服务器6来完成对该电子标签1的识别，其中识读器4可以采用采用数字或模拟技术将金属类消防装备或配件的背景回波信号对消，以获得从电子标签1反射回的谐振回波频点信号，因此可以有效降低背景回波信号的干扰，提高电子标签1的识读率，可有效实现抗金属的效果。

以上描述了本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种抗金属抗高温电子标签，其特征在于，包括电磁感应体和标识载体，所述电磁感应体由单层连续的金属体构成，并且通过导电油墨柔性印刷方式附着在所述标识载体上，所述电磁感应体的谐振频点在甚高频频段，所述单层连续的金属体包括具有多组不同形状的金属段，所述多组不同形状的金属段分别具有相互不同的谐振频点，所述甚高频频段被划分为多个子频段，所述电磁感应体的多个不同谐振频点分别位于所述不同的子频段中。

2.根据权利要求1所述的抗金属抗高温电子标签，其特征在于，所述多个不同谐振频点分别对应数据信号中的一个数位，从而所有谐振频点的集合为所述抗金属抗高温电子标签所表示数据的集合。

3.根据权利要求1所述的抗金属抗高温电子标签，其特征在于，所述标识载体采用不具破坏性的柔性的阻燃材料。

4.根据权利要求1所述的抗金属抗高温电子标签，其特征在于，所述电子标签采用主动扫描谐振回波的识读设备进行识读。

5.根据权利要求1所述的抗金属抗高温电子标签，其特征在于，所述标识载体的外表面附着有抗高温基础材料，形成抗高温封装层。

6.根据权利要求1所述的抗金属抗高温电子标签，其特征在于，采用在甚高频频段下的数字或模拟技术对消方式来消除金属类装备或配件产生的背景回波信号，以获得所述电子标签产生的有效信号。

7.一种电子标签识别系统，其特征在于，包括权利要求1-6中任一项所述的抗金属抗高温电子标签、识读器，所述抗金属抗高温电子标签用以接收所述识读器发射的信号产生反射谐振回波频点信号，所述识读器用以向着所述抗金属抗高温电子标签发射某频段的适配电磁信号并且接收反射信号，并将接收的反射信号存储，采用数字或模拟技术将所述反射信号中的背景回波信号进行对消从而有效获得从所述抗金属抗高温电子标签的回波谐振频点信号。

8.根据权利要求7所述的电子标签识别系统，其特征在于，还包括数据传输模块和服务器，所述数据传输模块包括无线网络或蓝牙，用于将所述对消后的信号传输到所述服务器进行识读。

9.根据权利要求7所述的电子标签识别系统，其特征在于，所述识读器还包括发射模块、接收模块、存储模块和控制模块，所述发射模块用以在一个频段内工作从低频点到高频点自动发射变频主动波，所述接收模块用以采集所有收到的回波频点信号，包括所述电子标签谐振回波频点信号和背景回波信号，所述存储模块用以存储对仅有金属背景未置入数据的空背景进行适配频点背景回波信号采集后形成空背景数据模板数据库，所述控制模块通过对所述抗金属抗高温电子标签和金属类消防装备或配件在甚高频频率下的反射波特性参数的分析，将所述电子标签谐振回波频点信号与空背景数据模板数据库在该频点的所述背景回波信号进行比对，提取有效信号。

10.根据权利要求8所述的电子标签识别系统，所述服务器包括解读单元和移动服务终端，所述解读单元用以将所述有效信号进行识别并解读，所述移动服务终端用以显示所述抗金属抗高温电子标签的识别结果。