CN109657770A - 结合湿度传感部件天线 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了结合湿度传感部件天线，该电子标签天线同时具备了一个智能标签天线和一个湿度传感部件，电子标签天线包括基材、天线主体和湿度传感部件，本发明提供的技术解决了湿度传感器的必须依赖电源供电以及无法实现方便地无线传输问题。
Description
技术领域
本发明涉及RFID技术领域的智能标签技术以及湿度传感器技术，特别涉及结合湿度传感部件天线。
背景技术
随着物联网技术的发展，作为其基础的RFID产业也将迎来新一轮的机遇与挑战。就目前的产业形势来看，RFID的相关市场将进一步扩大，越来越多的传统行业将对RFID产品产生需求。
传感器技术作为智慧城市的神经末端，需求将进一步扩大。目前，作为湿度传感器应用，几乎全部都是采用传统的有源传感器来实现，传统的有源传感器使用的寿命较短，产品的体积较大，安装和使用较为复杂，数据的采集也不够智能化，无法实现自动实时的数据管理。
发明内容
本发明针对现有湿度传感器使用寿命较短，数据无法实现实时无线传输和管理、无法实现小型化等问题，提供一种性能可靠，无需电源供电，可通过无线射频传输进行数据采集和管理的无源湿度传感电子标签。
为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：
—种结合湿度传感部件的电子标签天线，包括基材、天线主体和湿度传感部件，所述天线主体和湿度传感部件设置在基材的一个表面，湿度传感部件和天线主体形成一个完整的电子标签天线。
进一步的，所述的天线主体为极化天线，天线的极化方式为单极子或偶极子其中之一。
再进一步，所述的湿度传感部件为薄膜型叉簧式导体型湿度传感器。
再进一步，所述的温度传感部件为表面印刷型叉簧式导体型湿度传感器。
再进一步，所述的湿度传感部件设置了两个电极，每个电极各具有2个及以上的金手指，金手指按顺序交叉靠近，使两个电极的对应面尽量大。
再进一步，所述的湿度传感部件为由导电材料通过蚀刻或者印刷方式获得，该导电材料是铝、铜、碳其中之一。
再进一步，所述的湿度传感部件的两个电极分别和天线上的谐振回路并联连接。
再进一步，所述的湿度传感部件设置在基材的天线主体同一个表面，湿度传感部件的两个电极和天线主体上的对应电极直接连接。
利用本发明提供的方案所形成的结合湿度传感部件天线，可以实现薄型标签形式，加上背胶直接贴装在物体表面，解决了行业内湿度传感器体积较大，安装和使用不方便的问题。在数据通信方面，使用数据采集设备通过无线方式进行数据通信，免去了传统的传感器有线连接的麻烦，使产品应用更灵活，更方便，易于操作。本发明提供的技术方案将兼容现有电子标签的制作工艺。
同时本发明提供的电子标签的制作工艺高效稳定，具有小型化、集成化等特点，极大地推动全球无源传感电子标签行业发展，具有较好的应用前景。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。
图1为本发明实例1中采用偶极子天线的湿度传感电子标签天线的结构图；
图2为本发明实例2中采用单极子天线的湿度传感电子标签天线的结构图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
本实例通过平面湿度传感部件与天线主体的一体化设计，使天线性能达到理想状态，并结合湿度传感部件在不同湿度环境下的阻抗变化对天线的影响实现湿度的判定。
实例一
参见图1，其所示为本实例中提供的采用偶极子天线的湿度传感电子标签天线的结构图。由图可知，本实例提供的结合湿度传感部件天线主要包括绝缘基材100、超高频天线200、湿度传感器300三部分。
其中，超高频天线200设置在绝缘基材100上构成超高频电子标签天线，由此构成具有湿度传感部件的超高频电子标签天线。
电子标签天线中的绝缘基材100用于承载超高频天线主体200及湿度传感部件300,可采用易碎纸质、PET(聚对苯二甲酸类塑料)基材、PI(聚酰亚胺)基材、环氧树脂基材中的一种，既保证标签天线的性能可靠，又可以适应不同应用条件的要求。
超高频天线主体200设置在绝缘基材100的一个表面上，为一组平面导电图形，由此来构成无源湿度传感电子标签天线的主体结构。
具体实现时，超高频天线主体200为偶极子超高频天线，主要包括一个环形导电图形和两个信号输入端子203和204以及两个辐射电极201和202,两个信号输入端子分别连接环形导电图形形成一个半封闭结构的谐振环，谐振环的两个端子通过环氧树脂胶和芯片的超高频天线输入端连接，形成谐振回路。
其中，环形导电图形以绝缘基材100的横向中心线（图示方向）为对称轴线，分布在绝缘基材100表面的一侧，而两个信号输入端子203和204对称的位于环形导电图形内侧的中部位置。
在此基础上上，超高频天线主体200中还包括两个延伸的辐射电极201和202,辐射电极的一端各和谐振环的一侧相连接，另一端呈发散状设置，发射状的电极和谐振环的中间可设置多个折线状图形，以调整天线的阻抗匹配。
该发散型的导电图形根据实际需要，可以设计成弯曲的形状或其他任何形状，一端和环形导电图形连接，另一端沿绝缘基材100的延伸方向设置并悬空。由两个发散型的导电图形之间构成的区域用于设置湿度传感部件300。
湿度传感部件300由连接端口301和302、叉簧金手指303、304组成。连接端口301和302分别和超高频天线主体200的两个信号输入端子203和204对应连接起来，和谐振环形成并联电路;多个金手指303和304的叉簧结构，各由2个以上的金手指组成，每个金手指形状为细长型结构，金手指一一交叉排列，形成叉簧结构，每个金手指间的间隙为0.05〜0.5_之间，具体尺寸根据灵敏度要求来制定。本方案选择0.15mm间隙的金手指叉簧结构，单边各设置3个金手指形成一组湿度传感器。
据此方案本实例可形成具有840-960MHZ超高频频段湿度传感电子标签，该标签不仅尺寸小，厚度薄，能够适应多种工作环境的要求。
实例二
参见图2,其所示为本实例中提供的采用单极子天线的湿度传感电子标签天线的结构图。由图可知，本实例提供的结合湿度传感部件天线主要包括绝缘基材100、超高频天线主体200、湿度传感部件300三部分。
其中，超高频天线主体200设置在绝缘基材100上，构成超高频电子标签的主体结构。
标签天线中的绝缘基材100用于承载超高频天线主体200以及湿度传感部件300,具体可采用易碎纸质、PET(聚对苯二甲酸类塑料)基材、PI(聚酰亚胺)基材、环氧树脂基材中的一种，既保证标签天线的性能可靠，又可以适应不同应用条件的要求。
超高频天线主体200设置在绝缘基材100的表面上，由此来构成无源湿度传感电子标签的主体结构。
具体实现时，超高频天线主体200为单极子超高频天线，主要包括一个环形导电图形和两个信号输入端子203和204以及一个辐射状电极。两个信号输入端子分别连接环形导电图形形成一个半封闭结构的谐振环，谐振环的两个端子通过环氧树脂胶和芯片的超高频天线输入端连接，形成谐振回路。
其中，环形导电图形以绝缘基材100的横向中心线（图示方向）为对称轴线，分布在绝缘基材100表面的一侧，而两个信号输入端子203和204对称的位于环形导电图形内侧的中部位置。
在此基础上上，超高频天线200中还包括一个延伸的电极201，电极的一端和谐振环的一侧相连接，电极的另一端呈发散状设置。
该发散型的导电图形根据实际需要，可以设计成弯曲的形状或其他任何形状，一端和环形导电图形连接，另一端沿绝缘基材100的延伸方向设置并悬空。
湿度传感部件300由连接端口301和302、叉簧金手指303、304组成。连接端口301和302分别和超高频天线主体200的两个信号输入端子203和204对应连接起来，和谐振环形成并联电路;多个金手指303和304的叉簧结构，各由2个以上的金手指组成，每个金手指形状为细长型结构，金手指一一交叉排列，形成叉簧结构，每个金手指间的间隙为0.05〜0.5_之间，具体尺寸根据灵敏度要求来制定。本方案选择0.1mm间隙的金手指叉簧结构，单边各设置5个金手指形成一组湿度传感部件。
由上实例可知，本方案是通过湿度传感器和超高频无缘电子标签的天线相结合，去除了传统有源传感器的电源，使产品的使用寿命大大延长，产品也可以做得非常轻巧，安装使用方便，更可实现低成本的应用。
再者，本方案可广泛用于低成本需求的湿度监测领域，如车辆的防水检测、船舶的防水仓湿度检测、海鲜产品储运过程湿度检测、恒温恒湿环境的湿度检测等场合。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (8)
1.结合湿度传感部件天线，其特征在于，所述电子标签天线包括基材、天线主体和湿度传感部件，所述天线主体和湿度传感部件设置在基材的一个表面，湿度传感部件和天线主体形成一个完整的电子标签天线。
2.根据权利要求1所述的结合湿度传感部件天线，其特征在于，所述的天线主体为极化天线，天线的极化方式为单极子或偶极子其中之一。
3.根据权利要求1所述的结合湿度传感部件天线，其特征在于，所述的湿度传感部件为薄膜型叉簧式导体型湿度传感器。
4.根据权利要求1所述的结合湿度传感部件天线，其特征在于，所述的温度传感部件为表面印刷型叉簧式导体型湿度传感器。
5.根据权利要求1所述的结合湿度传感部件天线，其特征在于，所述的湿度传感部件设置了两个电极，每个电极各具有2个及以上的金手指，金手指按顺序交叉靠近，使两个电极的对应面尽量大。
6.根据权利要求1所述的结合湿度传感部件天线，其特征在于，所述的湿度传感部件为由导电材料通过蚀刻或者印刷方式获得，该导电材料是铝、铜、碳其中之。
7.根据权利要求1所述的结合湿度传感部件天线，其特征在于，所述的湿度传感部件的两个电极分别和天线上的谐振回路并联连接。
8.根据权利要求1所述的结合湿度传感部件天线，其特征在于，所述的湿度传感部件设置在基材的天线主体同一个表面，湿度传感部件的两个电极和天线主体上的对应电极直接连接。
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