CN111523631A - 无源柔性抗金属发光定位电子标签及寻找目标物品的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种无源柔性抗金属发光定位电子标签，以便于更方便的定位及查找电子标签，并提升其使用寿命及拓展其适用环境，其结构包括：第一印刷层、第二印刷层、电路层、天线层、芯片和无源LED指示电路；无源LED指示电路设置有LED指示灯；第一印刷层和第二印刷层相对设置；第一印刷层和/或第二印刷层的外表面设置有用于被电子设备读取识别的码文；电路层位于第一印刷层与第二印刷层之间；电路层的至少一个表面设置有天线层；电路层的至少一个表面设置有芯片，芯片与天线层电连接；电路层的至少一个表面设置有无源LED指示电路，无源LED指示电路与芯片电连接，基于天线层接收到的射频能量发光。本发明更容易精确定位及查找。

Description

无源柔性抗金属发光定位电子标签及寻找目标物品的方法

技术领域

本发明涉及RFID电子标签技术领域，具体涉及一种无源柔性抗金属发光定位电子标签。

背景技术

射频识别技术(Radio Frequency Identification，RFID)是一种非接触式自动识别技术。它通过无线射频方式自动识别目标对象，识别工作无需人工干预，可以同时识别多个目标，可以实现远程读取，并可以工作于各种恶劣环境，读写器通过电磁场或无线电波与电子标签建立通信，从而自动识别并追踪物品，当读写器读取物品信息后，将信息传送到互联网，人们通过互联网获取物品即时信息。电子标签是RFID中主要的信息载体，电子标签的结构由电子标签芯片、天线及基材和标签的外封装材料组成。电子标签可以标识物品信息，然后利用射频识别技术，使物品纳入到网络的管控之中。现有技术中的RFID电子标签对信息进行采集、记录、处理、传递和反馈不能系统控制，不能定位电子标签的位置，更无法实现系统优化和实时监控，造成效率低下和生产成本增高。

为解决上述技术问题，现有电子标签上增设的指示灯，通常需要设置电源电路，安装复杂，不利于使用。进一步的，现有电子标签的结构样式过为刚性，不易弯折，不方便贴附在弯曲的产品表面。此外，现有电子标签天线带宽的拓展性及可调节性不佳，制作工艺较为复杂，行业门槛相对较高。

因此，研发一种无源柔性抗金属发光定位电子标签，以解决上述技术问题成为一种必需。

发明内容

本发明的目的是提供一种无源柔性抗金属发光定位电子标签，以便于更方便的定位及查找电子标签，并提升其使用寿命及拓展其适用环境。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

一方面，本发明提供一种无源柔性抗金属发光定位电子标签，包括；第一印刷层、第二印刷层、电路层、天线层、芯片和无源LED指示电路；所述无源LED指示电路设置有LED指示灯；

所述第一印刷层和第二印刷层相对设置；所述第一印刷层和/或所述第二印刷层的外表面设置有用于被电子设备读取识别的码文；

所述电路层位于所述第一印刷层与所述第二印刷层之间；所述电路层的至少一个表面设置有天线层；

所述电路层的至少一个表面设置有所述芯片，所述芯片与所述天线层电连接；

所述电路层的至少一个表面设置有所述无源LED指示电路，所述无源LED指示电路与所述芯片电连接，基于所述天线层接收到的射频能量发光。

在本发明的一些实施例中，所述码文为条形码、一维码或二维码中的一种。

在本发明的一些实施例中，所述第一印刷层与所述电路层之间设置有第一泡棉层；当所述电路层面向所述第一印刷层的一侧表面设置有所述无源LED指示电路时，所述第一印刷层与所述第一泡棉层均分别设置有用于外露LED指示灯的窗口。

在本发明的一些实施例中，所述第二印刷层与所述电路层之间设置有第二泡棉层；当所述电路层面向所述第二印刷层的一侧表面设置有所述无源LED指示电路时，所述第二印刷层与所述第二泡棉层均分别设置有用于外露LED指示灯的窗口。

在本发明的一些实施例中，所述第一印刷层、第二印刷层均为PET层；所述无源柔性抗金属发光定位电子标签的本体具有打卷存放所需的柔性。

在本发明的一些实施例中，所述第一印刷层与所述第二印刷层以复合的方式固定连接。

在本发明的一些实施例中，所述第一印刷层或第二印刷层设置有粘性尾贴。

在本发明的一些实施例中，所述电路层包括基材层和导电层；所述基材层为聚酰亚胺，所述导电层为铜箔；所述铜箔以复合压制的方式固定在所述基材层的上表面；所述天线层的核心功能区域由所述铜箔经蚀刻后形成。

在本发明的一些实施例中，所述核心功能区域包括：电小环、单环单极子天线和末端加载结构；所述电小环的外形为具有开口的环状结构，所述环状结构设置有弯折部，所述环状结构的两端分别用于与所述芯片的射频正极端口及射频负极端口电连接；所述单环单极子天线的外形为包含直线部的弯折振子，所述弯折振子的外形为折线状；所述直线部的自由端与所述芯片电连接，所述弯折振子的自由端与所述末端加载结构电连接或一体式连接。

在本发明的一些实施例中，所述芯片及所述无源LED指示电路的LED灯表面覆盖有透明胶层；所述透明胶层为透明环氧胶。

另一方面，本发明还提供一种寻找目标物品的方法，所述方法包括如下步骤：

步骤1：在物品上贴附如前所述的无源柔性抗金属发光定位电子标签；

步骤2：在云端搭建物联网感知电子标识系统，所述物联网感知电子标识系统包含用于存储所述无源柔性抗金属发光定位电子标签标识信息的数据库；

步骤3：为射频标签读写器设置网络通信模块，所述网络通信模块与所述物联网感知电子标识系统通信连接；

步骤4：用所述射频标签读写器扫描所述无源柔性抗金属发光定位电子标签上的标识信息，并视觉获取所述无源柔性抗金属发光定位电子标签上LED灯发光显示的灯光信息；

步骤5：根据所述灯光信息判断当前物品是否为被寻找的目标物品。

本发明的无源柔性抗金属发光定位电子标签的特点及优点是：

本发明提供的无源柔性抗金属发光定位电子标签中，通过在电路层的第一表面绑定第一无源LED指示电路，并与芯片电连接，第一无源LED指示电路具有LED指示灯，该LED指示灯基于射频标签读写器天线发射的射频能量发光，以指示电子标签位置，实现了电子标签的精确定位及查找，并且，第一泡棉层和第二泡棉层可以保护LED指示灯与芯片，增大了电子标签的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中无源柔性抗金属发光定位电子标签的结构示意图；

图2为本发明实施例中天线层的正面结构剖视图；

图3为本发明实施例中另一种结构下的天线层的背面结构剖视图。

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，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

如图1所示，本发明提供了一种无源柔性抗金属发光定位电子标签，包括：

相对设置的第一印刷层和第二印刷层，所述第一印刷层和所述第二印刷层的外表面均具有用于被电子设备读取识别的码文；优选的，所述码文用于身份标识；

位于所述第一印刷层与所述第二印刷层之间的电路层，所述电路层具有相反的第一表面和第二表面，所述第一表面朝向所述第一印刷层，所述第二表面朝向所述第二印刷层，所述第一表面具有天线层；

固定设置在所述第一表面的芯片，所述芯片与所述天线层电连接；

固定设置在所述第一表面的第一无源LED指示电路，与所述芯片电连接；所述第一无源LED指示电路具有LED指示灯，所述LED指示灯基于射频标签读写器天线发射的射频能量发光，以指示所述电子标签位置；

位于所述第一印刷层与所述电路层之间的第一泡棉层；

位于所述第二印刷层与所述电路层之间的第二泡棉层；

其中，所述第一印刷层与所述第一泡棉层具有露出所述第一无源LED指示电路中LED指示灯的窗口。

本实施例可以实现标签一体式打印及数据发行，打印机打印标签同时发行芯片数据，标签PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)表面印刷层下复合PP泡棉(聚丙烯发泡材料)，通过垫高实现抗金属特性，同时保护LED指示灯、芯片免受RFID功能打印机压迫。标签使用卷料包装，使用RFID功能打印机完成表面打印、写入数据一次性操作，免除后续组装操作，简便快捷。

同时，采用柔性抗金属无源RFID可以快速定位发光标签实现智能查找。信息机房内机柜环境异常复杂，干扰比较严重，金属会影响标签谐振频率及方向图。上述无源柔性抗金属发光定位电子标签采用垫高型柔性抗金属标签，克服机柜密集金属环境对标签正常使用的影响。通过无源LED指示电路发光闪烁，快速精准的在大量的目标中寻找特定的标签。结合物联网感知电子标识系统，完成针对配线网络所有相关设备接入链路的精准识别。

并且，本发明为无源超高频发光电子标签，无需电池供电，体积小寿命长，LED发光的能量来自读写器发射的射频能量，位于读写器有效阅读区域的射频标签从读写器天线发出的电磁场中提取工作电源，通过整流方法保存在标签芯片的电容器里。标签可双面点亮，提高了标签安装的灵活性，无需翻转标签，方便运维人员快速查找。

由此可知，本申请技术方案通过LED指示灯与超高频无源电子标签相结合，去除了传统有源LED的电源，实现了标签的精确定位及查找，增加了电子标签的使用寿命，安装使用简单方便，可实现低成本应用。

基于本实施例中提供的无源柔性抗金属发光定位电子标签，本发明进一步提供一种寻找目标物品的方法，所述方法包括如下步骤：

步骤1：在物品上贴附所述无源柔性抗金属发光定位电子标签；

步骤2：在云端搭建物联网感知电子标识系统，所述物联网感知电子标识系统包含用于存储所述无源柔性抗金属发光定位电子标签标识信息的数据库；

步骤3：为射频标签读写器设置网络通信模块，所述网络通信模块与所述物联网感知电子标识系统通信连接；

步骤4：用所述射频标签读写器扫描所述无源柔性抗金属发光定位电子标签上的标识信息，并视觉获取所述无源柔性抗金属发光定位电子标签上LED灯发光显示的灯光信息；

步骤5：根据所述灯光信息判断当前物品是否为被寻找的目标物品。

需要说明的是，上述物联网感知电子标识系统的相关软件基于现有技术实现，因此相关技术细节在此不再进一步图示与赘述。

采用上述方法后能够更为快速的寻找到被上述无源柔性抗金属发光定位电子标签标识后的物品。

实施例2：

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。

参考图1，图1为本发明实施例提供的一种无源柔性抗金属发光定位电子标签的结构示意图。如图1所示，所述电子标签包括：

相对设置的第一印刷层12和第二印刷层13，所述第一印刷层12和所述第二印刷层13的外表面均具有身份标识。其中，所述身份标识可以是ID号或是条形码或是一维码或是二维码等，所述电路层的至少一个表面设置有所述芯片22。

位于所述第一印刷层12与所述第二印刷层13之间的电路层11，所述电路层11具有相反的第一表面和第二表面，所述第一表面朝向所述第一印刷层12，所述第二表面朝向所述第二印刷层13，所述第一表面具有天线层(图1中未示出)。

绑定在所述第一表面的芯片22，所述芯片22与所述天线层电连接。

绑定在所述第一表面的第一无源LED指示电路，与所述芯片电连接；所述第一无源LED指示电路具有LED指示灯，所述LED指示灯基于射频标签读写器天线发射的射频能量发光，以指示所述电子标签位置。其中，该射频标签读写器可以选择电子标签的身份标识(如ID号)，选择该身份标识发射对应射频能量使得具有该身份标识的LED指示灯发光。

位于所述第一印刷层12与所述电路层11之间的第一泡棉层15。

位于所述第二印刷层13与所述电路层11之间的第二泡棉层14。

其中，所述第一印刷层12与所述第一泡棉层15具有露出所述第一无源LED指示电路中LED指示灯的窗口。

需要说明的是，所述第一印刷层12和所述第二印刷层13的材料均为PET，与第一泡棉层15及第二泡棉层14及电路层11通过复合、模切、排废实现一体化成卷标签，且可以打印物品信息，方便运检人员辨识。

需要说明的是，所述电子标签具有用于缠绕在线缆上的粘性尾贴，用于机柜光线电缆端口的标记。其中，所述第一泡棉层15和所述第二泡棉层14材质均为PP泡棉，用于抗金属干扰，以及保护LED指示灯和芯片免受RFID功能打印机压迫。所述LED指示灯位于电子标签正反两面，可实现双面点亮。

本发明实施例中，通过LED指示灯与超高频无源电子标签相结合，去除了传统有源LED的电源，通过在电路层的第一表面绑定第一无源LED指示电路，并与芯片电连接，第一无源LED指示电路具有LED指示灯，该LED指示灯基于射频标签读写器天线发射的射频能量发光，以指示电子标签位置，实现了电子标签的精确定位及查找，增加了电子标签的使用寿命，安装使用简单方便，可实现低成本应用。

参考图2和图3，图2为本发明实施例提供的一种天线层的正面剖视图，图3为本发明实施例提供的一种天线层的背面剖视图。如图所示，所述天线层包括：在所述电子标签的长度方向上依次设置的电小环23、单环单极子天线25和末端加载结构26；所述电小环23用于作为电感，进行阻抗匹配；所述电小环25具有在所述电子标签的宽度方向相对的第一端和第二端，所述第一端与所述芯片21的射频负极端口连接，所述第二端与芯片21的射频正极端口连接；所述单环单极子天线25的一端与所述第一端连接，另一端与所述末端加载结构26连接；所述末端加载结构26用于作为串联电容，调节天线阻抗特性，拓展天线带宽。

需要说明的是，天线层为一种耐高温柔性电路板，采用聚酰亚胺作为基材，铜作为导电层，复合、压制、蚀刻而成。所述芯片21可以通过表面组装技术(Surface MountedTechnology，SMT)焊接在天线层上，并利用点胶工艺进行点胶保护。由于上述复合工艺基于现有技术中的标签复合设备操作完成，故相关技术细节在此不再进一步图示与赘述。

其中，所述电小环23为具有开口的环状结构，且所述环状结构具有弯折部分。弯折部分在一定程度可以增加调整天线端口阻抗的灵活性，调节电小环23的绕线周长调整天线的电感值，协调芯片21与天线阻抗共轭匹配。

电小环23不是普通的正方形或圆形，增加了弯折，使天线设计更加美观，在同样周长情况下减小标签使用面积。

其中，所述单环单极子天线25具有折线状的弯折振子24，用于调节天线谐振频率。通过改变弯折振子24折线长度或增减弯折振子24之间的间隔尺寸，可以有效地调节天线的谐振频率，例如可以将谐振频率调节为920-925MHZ。

需要说明的是，所述电小环23、单环单极子天线25和末端加载结构26均是由同一层铜刻蚀形成的电极图案。所述电小环23和所述弯折振子24组合使用构成性能更加优化的电子标签天线，同时利用电小环23天线电感特性和弯折振子24较高的辐射效率达到远距离读取效果。

本实施例中，所述无源柔性抗金属发光定位电子标签还包括：设置在所述第二表面的第二无源LED指示电路，与所述芯片21电连接；所述第二无源LED指示电路具有LED指示灯，所述LED指示灯基于射频标签读写器天线发射的射频能量发光，以指示所述电子标签位置；其中，所述第二表面具有用于与所述芯片21电连接的焊盘，所述第二无源LED指示电路与所述焊盘电连接；所述第二印刷层13与所述第二泡棉层14具有露出所述第二无源LED指示电路中LED指示灯的窗口。

需要说明的是，所述芯片21可以通过SMT焊接在焊盘上，并利用透明环氧胶进行点胶保护，使标签更加牢固耐用。

本发明实施例中，所述电路层11为柔性电路板(Flexible Printed Circuit，FPC)，具有柔性基材层；所述柔性基材层为聚亚酰胺层，具有所述第一表面和所述第二表面；所述天线层为图形化的铜层。该铜层是由电小环23、单环单极子天线25和末端加载结构26在同一层铜上刻蚀形成的电极图案。

本发明实施例中，所述芯片21为DFN(Dual Flat No-leadpackage，双侧扁平无引脚封装)结构，所述芯片21通过SMT焊接在所述天线层上。

本发明实施例中，所述芯片21以及LED指示灯表面覆盖有透明胶层，所述胶层为透明环氧胶。

本发明实施例中，所述LED指示灯为红光LED，光源明显，易于查找。其他实施例中，LED指示灯也可以为黄光LED或蓝光LED，可根据实际进行调整。

通过上述描述可知，本发明技术方案提供的无源柔性抗金属发光定位电子标签中，通过在电路层的第一表面绑定第一无源LED指示电路，并与芯片电连接，第一无源LED指示电路具有LED指示灯，该LED指示灯基于射频标签读写器天线发射的射频能量发光，以指示电子标签位置，实现了电子标签的精确定位及查找，并且，第一泡棉层和第二泡棉层可以保护LED指示灯与芯片，增加了电子标签的使用寿命。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“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。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种无源柔性抗金属发光定位电子标签，其特征在于，包括：第一印刷层、第二印刷层、电路层、天线层、芯片和无源LED指示电路；所述无源LED指示电路设置有LED指示灯；

所述第一印刷层和第二印刷层相对设置；所述第一印刷层和/或所述第二印刷层的外表面设置有用于被电子设备读取识别的码文；

所述电路层位于所述第一印刷层与所述第二印刷层之间；所述电路层的至少一个表面设置有天线层；

所述电路层的至少一个表面设置有所述芯片，所述芯片与所述天线层电连接；

所述电路层的至少一个表面设置有所述无源LED指示电路，所述无源LED指示电路与所述芯片电连接，基于所述天线层接收到的射频能量发光。

2.根据权利要求1所述的无源柔性抗金属发光定位电子标签，其特征在于，所述码文为条形码、一维码或二维码中的一种。

3.根据权利要求1所述的无源柔性抗金属发光定位电子标签，其特征在于，所述第一印刷层与所述电路层之间设置有第一泡棉层；当所述电路层面向所述第一印刷层的一侧表面设置有所述无源LED指示电路时，所述第一印刷层与所述第一泡棉层均分别设置有用于外露LED指示灯的窗口。

4.根据权利要求1所述的无源柔性抗金属发光定位电子标签，其特征在于，所述第二印刷层与所述电路层之间设置有第二泡棉层；当所述电路层面向所述第二印刷层的一侧表面设置有所述无源LED指示电路时，所述第二印刷层与所述第二泡棉层均分别设置有用于外露LED指示灯的窗口。

5.根据权利要求1所述的无源柔性抗金属发光定位电子标签，其特征在于，所述第一印刷层、第二印刷层均为PET层；所述无源柔性抗金属发光定位电子标签的本体具有打卷存放所需的柔性。

6.根据权利要求5所述的无源柔性抗金属发光定位电子标签，其特征在于，所述第一印刷层与所述第二印刷层以复合的方式固定连接。

7.根据权利要求1所述的无源柔性抗金属发光定位电子标签，其特征在于，所述第一印刷层或第二印刷层设置有粘性尾贴。

8.根据权利要求1所述的无源柔性抗金属发光定位电子标签，其特征在于，所述电路层包括基材层和导电层；所述基材层为聚酰亚胺，所述导电层为铜箔；所述铜箔以复合压制的方式固定在所述基材层的上表面；所述天线层的核心功能区域由所述铜箔经蚀刻后形成。

9.根据权利要求8所述的无源柔性抗金属发光定位电子标签，其特征在于，所述核心功能区域包括：电小环、单环单极子天线和末端加载结构；所述电小环的外形为具有开口的环状结构，所述环状结构设置有弯折部，所述环状结构的两端分别用于与所述芯片的射频正极端口及射频负极端口电连接；所述单环单极子天线的外形为包含直线部的弯折振子，所述弯折振子的外形为折线状；所述直线部的自由端与所述芯片电连接，所述弯折振子的自由端与所述末端加载结构电连接或一体式连接。

10.一种寻找目标物品的方法，所述方法包括如下步骤：

步骤1：在物品上贴附权利要求1至10项中任一项所述的无源柔性抗金属发光定位电子标签；

步骤2：在云端搭建物联网感知电子标识系统，所述物联网感知电子标识系统包含用于存储所述无源柔性抗金属发光定位电子标签标识信息的数据库；

步骤3：为射频标签读写器设置网络通信模块，所述网络通信模块与所述物联网感知电子标识系统通信连接；

步骤4：用所述射频标签读写器扫描所述无源柔性抗金属发光定位电子标签上的标识信息，并视觉获取所述无源柔性抗金属发光定位电子标签上LED灯发光显示的灯光信息；

步骤5：根据所述灯光信息判断当前物品是否为被寻找的目标物品。

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