CN109978121A - 带有rfid芯片的轮胎 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及轮胎技术领域，具体涉及一种带有RFID芯片的轮胎，轮胎本体，轮胎本体内设置用于记录生产使用信息的RFID装置，RFID装置与轮胎本体硫化成一体；RFID装置在轮胎本体内一侧胎圈部位径向胎体端点以上，纵向上三角胶上，且RFID装置被胎侧填充胶包裹；RFID装置包括薄膜层、固化胶层、天线层、硫化胶层以及离型膜层；天线层包括包括RFID芯片体以及具备天线功能的金属层，将RFID芯片体与具备天线功能的金属层进行物理连接。本发明通过内置的RFID能有效记录数据的有效性，避免虚假销售与串货的现象，安全可靠，且其RFID芯片耐高温性能强，能够避免RFID芯片在硫化过程中损坏，且标签整体强度高。
Description
技术领域
本发明涉及轮胎技术领域，具体涉及一种带有RFID芯片的轮胎。
背景技术
RFID是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别数据无须人工干预，作为条形码的无线版本，RFID技术具有条形码所不具备的防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、标签上数据可以加密、存储数据容量更大、存储信息更改自如等优点，其应用将给轮胎零售、追溯等带来革命性变化。
现今，汽车工业和高速公路的发展，对汽车轮胎提出了更高的性能要求，安全、节能、环保是当今汽车轮胎的发展方向，而客户对轮胎的关注点也更加专业。由于个别轮胎厂家的虚假销售以及普遍存在的串货现象，对轮胎的经销商造成了一定的损失，通过安装有RFID轮胎的使用，可以在轮胎出现一系列问题时及时的对轮胎进行生产记录及使用记录的追溯。但目前轮胎厂家均采用外置RFID方式来实现对轮胎进行生产记录以及使用记录的追溯，而外置RFID方式依然不能有效保证虚假销售以及普遍存在的串货现象。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种带有RFID芯片的轮胎，其结构紧凑，通过内置的RFID能有效记录数据的有效性，避免虚假销售与串货的现象，安全可靠，且其RFID芯片耐高温性能强，能够避免RFID芯片在硫化过程中损坏，且标签整体强度高。
本发明提供一种带有RFID芯片的轮胎，包括，轮胎本体，所述轮胎本体内设置用于记录生产使用信息的RFID装置，所述RFID装置与所述轮胎本体硫化成一体；所述RFID装置在所述轮胎本体内一侧胎圈部位径向胎体端点以上，纵向上三角胶上，且所述RFID装置被胎侧填充胶包裹；所述RFID装置包括从上到下依次层叠固接的薄膜层、固化胶层、天线层、硫化胶层以及离型膜层；所述薄膜层为PEN薄膜或PI薄膜或PEEK薄膜或PPS薄膜或PEI薄膜或PAI 薄膜；所述固化胶层为环氧树脂胶；所述天线层包括包括RFID芯片体以及蚀刻金属层，所述RFID芯片体以回流焊接的方式固接于蚀刻金属层内部。
作为优选，所述RFID芯片体包括RFID芯片以及与所述RFID芯片连接的用于发射信号的无线通讯模块、用于储存数据的数据储存器。
作为优选，所述无线通讯模块为阻抗随温度变化的模块，所述RFID芯片设有与所述无线通讯模块连接的调谐电路，以根据阻抗变化的修正值得到当前轮胎温度值。
作为优选，所述RFID芯片体上还设置有压电薄膜传感器，通过压电薄膜传感的形变作用产生电荷，所述RFID芯片上还集成有微控制器、电压转换模块和储能模块，所述压电薄膜传感器与所述电压转换模块相连接，所述电压转换模块与所述微控制器连接，用于供电，所述储能模块与所述电压转换模块相连接，所述微控制器与所述无线无线通讯模块、所述数据储存器以及轮胎内设置的胎压传感器、加速度传感器相连接。
作为优选，所述蚀刻金属层为蚀刻铝或铜片层。
作为优选，所述薄膜层上表面以涂布的方式设有打印涂层。
作为优选，所述薄膜层的表面还固设有橡胶薄膜层。
作为优选，所述无线通讯模块为RFID天线。
作为优选，所述RFID天线由测温材料组成。
本发明提供一种带有RFID芯片的轮胎，通过将RFID装置置于轮胎本体内，通过内置的RFID能有效记录数据的有效性，避免虚假销售与串货的现象，安全可靠，且由于RFID芯片以回流焊接的方式固接于蚀刻金属层内部，故可提高耐高温性能。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明一个实施例中带有RFID芯片的轮胎结构示意图；
图2为本发明一个实施例中带有RFID装置结构示意图；
图3为本发明一个实施例中RFID芯片体结构示意图；
图4为本发明一个实施例中RFID芯片体结构示意图；
图5为本发明一个实施例中系统框架示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明实施例提供了一种带有RFID芯片的轮胎，包括，
轮胎本体1，所述轮胎本体1内设置用于记录生产使用信息的RFID装置2，所述RFID装置2与所述轮胎本体1硫化成一体；所述RFID装置2在所述轮胎本体1内一侧胎圈部位径向胎体3端点以上，纵向上三角胶4上，且所述RFID 装置2被胎侧填充胶5包裹；所述RFID装置2包括从上到下依次层叠固接的薄膜层7、固化胶层8、天线层9、硫化胶层10以及离型膜层11；所述薄膜层7 为PEN薄膜或PI薄膜或PEEK薄膜或PPS薄膜或PEI薄膜或PAI薄膜；所述固化胶层8为环氧树脂胶；所述天线层9包括RFID芯片体12以及具备天线功能的(天线材质为金属导体，具体实现方式可以是印刷、蚀刻、冲切等方式形成)金属层，将RFID芯片体12与具备天线功能的金属层进行物理连接(物理连接方式包含倒封装形式、金丝键合方式)。
本实施例蚀刻金属层13为蚀刻铝或铜片层。
本实施例薄膜层7上表面以涂布的方式设有打印涂层。
本实施例薄膜层7的表面还固设有橡胶薄膜层。
上述技术方案的工作原理及有益效果为：
本实施施例中，轮胎在制造过程中就将RFID装置2置于胎胚内，然后与胎胚一起在硫化机中硫化，从而能得到所需的轮胎本体1以及位于所述轮胎本体1 内的RFID装置2。成品的轮胎本体1出厂时，使用配对的阅读器将生产记录与出厂日期等信息写入RFID装置2中。
当需要对轮胎本体1的生产记录进行追溯时，可以有阅读器来读取RFID装置2发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发出存储在RFID装置2中的产品信息，阅读器通过应用软件系统能够读写和修改RFID装置2中的信息。
本实施例中，RFID装置2内置于轮胎本体1内，并在轮胎本体1的硫化过程中与轮胎本体1成一体；RFID装置2置于轮胎本体1内，不受外物或外力的影响，可以延长RFID装置2的使用寿命。此外，由于将RFID装置2置于轮胎本体1内，存储有生产以及使用信息的RFID装置2不能被更换，或其中的内容不能被随意修改，从而能保证RFID装置2内记录数据的有效性，避免虚假销售与串货的现象，安全可靠。
本实施例中，将RFID装置2置于轮胎本体1内一侧胎圈部位径向胎体3端点以上，纵向上三角胶4上，且RFID装置2被胎侧填充胶5包裹，RFID装置 2在轮胎本体1的周向上可以根据需要选择位置，具体为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。
本实施例中，RFID装置2由从上到下依次层叠固接的薄膜层7、固化胶层 8、天线层9、硫化胶层10以及离型膜层11，故整体强度好。且固化胶采用环氧树脂胶，粘结性能较好，因而可有效提高天线层9的固定结构，增强整个RFID 装置2的强度。且天线层9通过固化胶层8与薄膜层7粘合，固定结构牢固，制作方便，且进一步提高RFID装置2强度；且天线层9完全与薄膜层7贴合，能够保证RFID装置2被撕毁时，最大程度地破坏天线层9，防止RFID装置2被二次利用。
此外，薄膜层7为PEN薄膜或PI薄膜或PEEK薄膜或PPS薄膜或PEI薄膜或PAI薄膜，耐高温效果好，有效避免RFID装置2在高温环境下使用时被损坏。与此同时由于RFID芯片体12是以回流焊接的方式固接于蚀刻金属层13内部，故可进一步提高该RFID装置2的耐高温性能。在该电子标签的较好的耐高温性能下，可有效避免RFID装置2在补入轮胎时损坏。天线层9下层设有硫化胶层10，硫化胶层10与轮胎硫化过程中的硫化胶材质相同，使得RFID装置2 能够在硫化过程中紧紧贴合于轮胎，能够有效避免了RFID装置2在胎体内形成气泡，大大提高了轮胎的安全系数。
在薄膜层7上表面以涂布的方式设有打印涂层，可实现该耐高温不干胶的可打印功能，结合传统条码硫化标签便于生产。且RFID装置2不良时仍可追踪使用。具体该打印涂层可以是现有技术中采用的适用于打印机的涂层。
还可在薄膜层7的表面还固设有橡胶薄膜层，作为加强层，进一步加强该电子标签的强度，可保护RFID主体不受破坏，而该橡胶层也可以与轮胎结合一起，避免该电子标签植入时产生气泡。
如图2所示，在一个实施例中，
所述RFID芯片体12包括RFID芯片13以及与所述RFID芯片13连接的用于发射信号的无线通讯模块14、用于储存数据的数据储存器15。
所述无线通讯模块14为阻抗随温度变化的模块，所述RFID芯片13设有与所述无线通讯模块14连接的调谐电路，以根据阻抗变化的修正值得到当前轮胎温度值。
所述无线通讯模块14为RFID天线。
所述RFID天线由测温材料组成。
上述技术方案的工作原理及有益效果为：
无线通讯模块14为阻抗随温度变化的模块，RFID芯片13可选择特定频段电子标签，具体的频段可根据实际需要进行选择。无线通讯模块与RFID芯片 13的调谐电路连接，可在无线通讯模块14阻抗不断变化的情况下处于自动调谐状态，内部电路生成一个精确的值对已改变的阻抗进行修正，由于RFID芯片 13的阻抗随着周围温度进行变化，因此这个修正值即可表示为当前轮胎温度值。
在使用时，可通过手持或车载设备上的阅读器读取无线通讯模块14中的电阻值转换成的轮胎温度数据，以定时或实时监测轮胎温度变化，为温度升高而造成的爆胎问题提供预防措施。
本实施例通过RFID芯片13和无线通讯模块14实现无线无源测温，将测温和RFID技术进行集成，节省使用空间，缩小体积，降低对轮胎结构和性能的影响，且无后期维护成本。
本实施例无线通讯模块14为RFID天线。通过无线射频通讯技术，可实现与其他设备的数据交互，且RFID天线的阻抗随温度变化，在其他实施例中，可自行选择无线通讯模块的具体形式，只要能够达到相同的技术效果即可。
本实施例RFID天线由阻抗随温度变化的测温材料组成。RFID天线材料为导电性良好的测温材料，其阻抗随温度变化而变化，RFID芯片13的自动调谐电路，可在RFID天线阻抗不断变化的情况下让其处于自动调谐状态，内部电路会生成一个精确的至对已改变的阻抗进行修正，由于RFID天线的阻抗随着周围温度进行变化，此修正值可表示当前轮胎温度值。
如图3至图5所示，在一个实施例中，
所述RFID芯片体12上还设置有压电薄膜传感器18，通过压电薄膜传感的形变作用产生电荷，所述RFID芯片13上还集成有微控制器19、电压转换模块20和储能模块6，所述压电薄膜传感器18与所述电压转换模块20相连接，所述电压转换模块20与所述微控制器19连接，用于供电，所述储能模块6与所述电压转换模块20相连接，所述微控制器19与所述无线无线通讯模块14、所述数据储存器15以及轮胎内设置的胎压传感器、加速度传感器相连接。
上述技术方案的工作原理及有益效果为：
本实施例通过外界的压力使得压电薄膜传感器18形变而产生电荷，经过电压转化模块20给RFID芯片13上的电路供电。通过无线通讯模块14实时监测轮胎内的状况，如胎压，加速度，温度等数据，避免传感节点的大型化以及采用电池供电，提高车辆运行中的安全性水平，可实现轮胎整个寿命周期的全程跟踪，提高了轮胎的信息化管理水平，储能模块6可预先充满电，可在压电薄膜传感器18损坏的情况下给RFID芯片供电。。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (9)
1.带有RFID芯片的轮胎，其特征在于，包括，轮胎本体(1)，所述轮胎本体(1)内设置用于记录生产使用信息的RFID装置(2)；所述RFID装置(2)设置在所述轮胎本体(1)内侧胎圈部位径向胎体(3)上端点上方的纵向上三角胶(4)上端，且所述RFID装置(2)被胎侧填充胶(5)包裹。
2.根据权利要求1所述的带有RFID芯片的轮胎，其特征在于，所述RFID装置(2)包括从上到下依次层叠固接的薄膜层(7)、固化胶层(8)、天线层(9)、硫化胶层(10)以及离型膜层(11)；所述天线层(9)包括RFID芯片体(12)以及具备天线功能的金属层，将所述RFID芯片体(12)与具备天线功能的金属层进行物理连接。
3.根据权利要求2所述的带有RFID芯片的轮胎，其特征在于，所述RFID芯片体(12)包括RFID芯片(13)以及与所述RFID芯片(13)连接的用于发射信号的无线通讯模块(14)、用于储存数据的数据储存器(15)，所述无线通讯模块(14)为阻抗随温度变化的模块，所述RFID芯片(13)设有与所述无线通讯模块(14)连接的调谐电路，以根据阻抗变化的修正值得到当前轮胎温度值。
4.根据权利要求3所述的带有RFID芯片的轮胎，其特征在于，所述RFID芯片体(12)上还设置有压电薄膜传感器(18)，通过压电薄膜传感的形变作用产生电荷，所述RFID芯片(13)上还集成有微控制器(19)、电压转换模块(20)和储能模块(6)，所述压电薄膜传感器(18)与所述电压转换模块(20)相连接，所述电压转换模块(20)与所述微控制器(19)连接，用于供电，所述储能模块(6)与所述电压转换模块(20)相连接，所述微控制器(19)与所述无线通讯模块(14)、所述数据储存器(15)以及轮胎内设置的胎压传感器、加速度传感器相连接。
5.根据权利要求1所述的带有RFID芯片的轮胎，其特征在于，所述蚀刻金属层(13)为蚀刻铝或铜片层。
6.根据权利要求1所述的带有RFID芯片的轮胎，其特征在于，所述薄膜层(7)上表面以涂布的方式设有打印涂层。
7.根据权利要求1所述的带有RFID芯片的轮胎，其特征在于，所述薄膜层(7)的表面还固设有橡胶薄膜层。
8.根据权利要求2所述的带有RFID芯片的轮胎，其特征在于，所述无线通讯模块(14)为RFID天线。
9.根据权利要求8所述的带有RFID芯片的轮胎，其特征在于，所述RFID天线由测温材料组成。
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