CN110175667A - 一种用于液态生化材料管理的射频标签 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种用于液态生化材料管理的射频标签，包括：载体、本体和芯片，本体设置于载体上，本体内具有内场循环和外场循环，用于形成天线组，在内场循环上设有电接点，芯片与电接点连接，内场循环与外场循环接收来自外部的携带有液态生化材料数据的电信号，并将液态生化材料数据写入至芯片，以及将芯片中存储的数据通过内场循环与外场循环向外发送。本发明利用内场循环和外场循环的天线布局设计，与芯片适配选用技术达到优越的天线阻抗调谐性能并缩小整体标签几何面积，能够有效改善超高频射频标签无法抵抗液体干扰的缺失，使其具有高的读取效能、增加有效读取距离、成本低廉与广泛应用等优势。
Description
技术领域
本发明涉及射频标签技术领域，特别涉及一种用于液态生化材料管理的射频标签。
背景技术
被动式射频标签制程可分为三大阶段，依序为天线设计制造、芯片接着及面材贴合。当芯片完成天线接合后之成品即称为Inlay，当Inlay经面材贴合完成后之成品即称为标签(Label或Tag)。基本上无源射频标签的成本，大约是IC、天线制造、面材貼合各占三分之一。因此，扣除芯片取得的成本，Inlay制造仍占有三分之二的标签成本，而且标签的好坏与Inlay的制造质量息息相关，天线设计制造更是Inlay性能的核心技术关键。在特殊的环境应用下天线与芯片必须匹配才能做到最佳的适用性要求，降低复杂电磁环境干扰的影向，达到无源射频标签的最佳读取效果，才能确保无源射频标签管理运用的有效运作。
一般液态生化材料以一般功率操作无源超高频射频标签的最大有效读取距离约在20-30cm左右，而如何使其能够确实达到此一读取距离之效果，减少无源超高频射频标签在特殊环境下的自我电磁损耗将是无源超高频射频标签设计适用于液体复杂电磁干扰环境的关键因素。
传统上，射频标签容易受到金属离子和水的干扰影响而降低标签读取效能，以目前应用在医疗体中用来储存液态生物组织或样本的血袋、尿袋与试管而言，若要使用射频标签进行管理，常常会因为金属离子和水的干扰，导致于数据读取错误，更甚至于发生无法读取的现象。
发明内容
本发明的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。
为此，本发明的目的在于提出一种用于液态生化材料管理的射频标签。
为了实现上述目的，本发明的实施例提供一种用于液态生化材料管理的射频标签，包括：载体、本体和芯片，所述本体设置于所述载体上，所述本体内具有内场循环和外场循环，用于形成天线组，在所述内场循环上设有电接点，所述芯片与所述电接点连接，其中，所述载体的材质采用纤维、塑料，所述壳体的材质采用金属。
进一步，所述芯片包括：调变单元、处理单元、内存和电源单元，其中，
所述调变单元用于将所述携带有液态生化材料数据的电信号，由模拟信号转换为数字信号，并发送至所述处理单元；所述调变单元还用于将所述处理单元输出的数字信号转换为模拟信号，通过所述内场循环与外场循环进行传输；
处理单元，用于对来自所述调变单元的数字信号进行处理，得到液态生化材料数据；
所述内存用于存储所述液态生化材料数据；
所述电源单元用于接收所述电信号，并利用该电信号向所述芯片供电，以驱动所述芯片。
进一步，所述外场循环为封闭状。
进一步，所述外场循环呈T字型，还包括：延伸部，所述延伸部为该外场循环T型状的突出部，其中，所述延伸部为实心状或空心状。
进一步，还包括：第二外场循环，所述第二外场循环设于所述本体内。
进一步，所述外场循环与所述第二外场循环之间设有锯齿部。
进一步，所述锯齿部由复数T字型所组成，包括两组反对称T字型匹配的组合。
进一步，所述用于液态生化材料管理的射频标签采用超高频频段。
进一步，所述内场循环和外场循环采用传统金属蚀刻方式或纳米银浆料以印刷方式制作；所述芯片采用银胶点热压粘合或纳米接面辅助低温锡膏印刷回焊接合方式。
进一步，所述用于液态生化材料管理的射频标签贴附在装有液态生化材料的容器的纸标签下方。
根据本发明实施例的用于液态生化材料管理的射频标签，利用内场循环和外场循环的天线布局设计，与芯片适配选用技术达到优越的天线阻抗调谐性能并缩小整体标签几何面积，能够有效改善超高频射频标签无法抵抗液体干扰的缺失，使其具有高的读取效能、增加有效读取距离、成本低廉与广泛应用等优势。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本发明实施例的用于液态生化材料管理的射频标签的示意图；
图2为根据本发明第一实施例的用于液态生化材料管理的射频标签的结构示意图；
图3为图2中用于液态生化材料管理的射频标签的另一结构示意图；
图4为根据本发明第二实施例的用于液态生化材料管理的射频标签的结构示意图。
附图标记：
10、10’-液态生化材料管理之射频标签；12-载体；
14、14’-本体
142-内场循环；144-外场循环；146-电接点；148-延伸部；
16-芯片
162-调变单元；164-处理单元；166-内存；168-电源单元；
18第二外场循环
182-锯齿部；
ES-电讯号；DA-资料；E-电力
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本发明提供一种具有抗金属离子和水抗干扰能力的用于液态生化材料管理的射频标签。其中，液态生化材料例如为血液、组织液等。需要说明的是，不限于上述举例，还可以为其他液态生化材料，均适用于发明的射频标签。
参考图1和图2，本发明的用于液态生化材料管理的射频标签能够传输电信号ES，即通过电磁信号建立通信，传送数据DA和提供电力E。本发明提供的用于液态生化材料管理的射频标签，具有抗金属离子和水干扰的特性，即便位于液体环境中或是紧贴于具有液体流动的容器或袋体内，也能够抵抗环境干扰。
下面以液态生化材料为血液进行说明，在使用的情境中，液态生化材料管理之射频标签10能够被贴附在试管等容器的纸标签之下，供读取器或是写入器进行数据的写入与读取，以便于让医护人员可以对试管进行管理。
如图2所示，本发明实施例的用于液态生化材料管理的射频标签，包括：载体12、本体14和芯片16，本体14设置于载体12上。载体12用于设置本体14与芯片16，从而让用户可以轻易地取用液态生化材料管理的射频标签。在本发明的实施例中，载体12的材质可以为纤维(例如纸等)、塑料(例如聚氯乙烯PVC等)。本体14的材质可以为金属(例如铝等)。
本体14内具有内场循环142和外场循环144，用于形成天线组，以在内场循环142与外场循环144之间进行传递电信号ES，实现电信号传输的目的。在内场循环142上设有电接点，芯片16与电接点连接。
内场循环142形成在本体14的中间部，外场循环144邻近形成在内场循环142的两侧。即，本发明的天线布局设计中，在内场循环142的两侧分别地形成封闭的外场循环144。
在本发明的一个实施例中，本体14内设置有一个内场循环142和两个外场循环144。需要说明的是，内场循环142和外场循环144的数量不限于上述举例，可以根据实际的应用而增减。
内场循环142与外场循环144接收来自外部的携带有液态生化材料数据的电信号，并将液态生化材料数据写入至芯片16，以及将芯片16中存储的数据通过内场循环142与外场循环144向外发送。
【实施例一】
本发明实施例的用于液态生化材料管理的射频标签，包括：载体12、本体14和芯片16，本体14设置于载体12上，本体14内具有内场循环142与外场循环144，用于形成天线组，在内场循环142上设有电接点，芯片16与电接点连接。例如，本体14和芯片16可以封装于试管与纸标签之间。
内场循环142与外场循环144接收来自外部的携带有液态生化材料数据的电信号，并将液态生化材料数据写入至芯片，以及将芯片中存储的数据通过内场循环142与外场循环144向外发送。在本发明的实施例中，外场循环144为封闭状，利用邻近于内场循环142之两侧的封闭式外场循环144，可以增加有效读取距离。
其中，内场循环142与外场循环144采用传统金属蚀刻方式或纳米银浆料以印刷方式制作。
在本发明的一个实施例中，内场循环142与外场循环144的形状例如为矩型。需要说明的是，内场循环142与外场循环144的形状不限于矩形，还可以为其他形状，在此不再赘述。
参考图2，外场循环142呈现封闭状，且呈现T字型。液态生化材料管理之射频标签10进一步包括延伸部148，该延伸部148为连接外场循环144的T型状的突出部。其中，延伸部148为实心状或空心状。
如图2所示，天线组的设计基本图案是以T字形为主体构成的内场循环142与外场循环144。由T字顶部的内场循环142向本体14之两侧延伸平面形成电容，内场循环142两侧的平面以及外场对称感应电容外场循环144，可以有效增加芯片16的阻值的调适匹配能力，并且大幅减少特殊环境下的自我电磁损耗及整体布局几何面积。
芯片16连接电接点146以传送电信号ES。具体的，芯片16包括：调变单元162、处理单元164、内存166和电源单元168。其中，芯片16连接电接点146的方式可以采用银胶点热压粘合或纳米接面辅助低温锡膏印刷回焊接合等方式。
调变单元162用于将携带有液态生化材料数据的电信号ES，由模拟信号转换为数字信号，并发送至处理单元164。例如内场循环142与外场循环144接收来自外部的电磁波信号(模拟信号)的电信号ES，在电磁波信号中负载有数据DA。调变单元162还用于将处理单元164输出的数字信号转换为模拟信号，通过内场循环与外场循环进行传输。处理单元164用于对来自调变单元162的数字信号进行处理，得到液态生化材料数据DA。内存166用于存储携带有液态生化材料数据。电源单元168用于接收电信号ES，并利用该电信号向芯片16供电，以驱动芯片16。
【实施例二】
参考图3，本发明实施例的用于液态生化材料管理的射频标签10’，除第一实施例中提到的载体12与芯片16之外，针对第一实施例中提到的本体14，进一步提供另一实施例本体14’。本体14’除了内场循环142与外场循环144之外，还包括：第二外场循环18，第二外场循环18设于本体14内。其中，外场循环144与第二外场循环18之间设有锯齿部，通过在二个外场循环18之间的锯齿部，除可用以增加天线的长度之外，也可以形成非均匀电场密度的变化，让利用不均匀的电场强变化的锯齿部182与均匀电场的内场循环142电信号ES之间，实现传递电信号ES的目的。
参考图3，在本发明的实施例中，锯齿部182由多个T字型所组成，包括两组反对称T字型匹配的组合，使得内场循环142可作为主要放射区块，并且搭配对称配置的锯齿部182天线布局，这样就可以大幅缩小次要偶极子放射区块延伸至外部天线的整体图案面积，增加使用便利性达到缩小天线幅宽结构的要求，增加了使用便利性。
即，本发明的天线布局设计中，存在两组反对称T字型匹配的组合，组合中心内部偶极子形成主要电场放射区块(即本发明的内场循环)，搭配对称配置的次要偶极子天线(即本发明的外场循环)布局，配置结构紧密嵌入到主要电场放射区块内部，这样就可以大幅缩小次要偶极子电场放射区块延伸至外部天线的整体图案面积，增加使用便利性达到缩小天线幅宽结构之要求，增加使用便利性。
在本发明的实施例中，液态生化材料以血液为例说明，在使用的情境中，液态生化材料管理之射频标签10能够被贴附在血袋等容器的纸标签之下，供读取器或是写入器能够进行资料的写入与读取，让医护人员可以对于血袋进行管理。
在本发明的上述实施例中，用于液态生化材料管理的射频标签采用超高频(Ultra-High Frequency)频段，该超高频的频段范围介于920MHz至928MHz之间。本发明采用在超高频的频段具有降地成本的功效，以及藉由内场循环与外场循环的设计在具有金属离子和水干扰环境下的射频标签读取效能。
根据本发明实施例的用于液态生化材料管理的射频标签，利用内场循环和外场循环的天线布局设计，与芯片适配选用技术达到优越的天线阻抗调谐性能并缩小整体卷标几何面积，能够有效改善超高频射频标签无法抵抗金属离子和液体干扰的缺失，使其具有高的读取效能、增加有效读取距离、成本低廉与广泛应用等优势。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。
Claims (10)
1.一种用于液态生化材料管理的射频标签，其特征在于，包括：载体、本体和芯片，所述本体设置于所述载体上，所述本体内具有内场循环和外场循环，用于形成天线组，在所述内场循环上设有电接点，所述芯片与所述电接点连接，其中，所述载体的材质采用纤维、塑料，所述本体的材质采用金属。
2.如权利要求1所述的用于液态生化材料管理的射频标签，其特征在于，所述芯片包括：调变单元、处理单元、内存和电源单元，其中，
所述调变单元用于将所述携带有液态生化材料数据的电信号，由模拟信号转换为数字信号，并发送至所述处理单元；所述调变单元还用于将所述处理单元输出的数字信号转换为模拟信号，通过所述内场循环与外场循环进行传输；
处理单元，用于对来自所述调变单元的数字信号进行处理，得到液态生化材料数据；
所述内存用于存储所述液态生化材料数据；
所述电源单元用于接收所述电信号，并利用该电信号向所述芯片供电，以驱动所述芯片。
3.如权利要求1所述的用于液态生化材料管理的射频标签，其特征在于，所述外场循环为封闭状。
4.如权利要求3所述的用于液态生化材料管理的射频标签，其特征在于，所述外场循环呈T字型，还包括：延伸部，所述延伸部为该外场循环T型状的突出部，其中，所述延伸部为实心状或空心状。
5.如权利要求1所述的用于液态生化材料管理的射频标签，其特征在于，还包括：第二外场循环，所述第二外场循环设于所述本体内。
6.如权利要求5所述的用于液态生化材料管理的射频标签，其特征在于，所述外场循环与所述第二外场循环之间设有锯齿部。
7.如权利要求5所述的用于液态生化材料管理的射频标签，其特征在于，所述锯齿部由复数T字型所组成，包括两组反对称T字型匹配的组合。
8.如权利要求1所述的用于液态生化材料管理的射频标签，其特征在于，所述用于液态生化材料管理的射频标签采用超高频频段。
9.如权利要求1所述的用于液态生化材料管理的射频标签，其特征在于，所述内场循环和外场循环采用传统蚀刻方式或纳米银浆料以印刷方式制作；所述芯片采用银胶点热压粘合或纳米接面辅助低温锡膏印刷回焊接合方式。
10.如权利要求1所述的用于液态生化材料管理的射频标签，其特征在于，所述用于液态生化材料管理的射频标签贴附在装有液态生化材料的容器的纸标签下方。
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