CN113177625B - 一种rfid标签撕裂的检测方法及rfid芯片 - Google Patents
一种rfid标签撕裂的检测方法及rfid芯片 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种RFID标签撕裂的检测方法及RFID芯片,该方法包括:将至少两个充放电器件与RFID芯片连接;对各充放电器件的充电或放电时间进行初始化:对各充放电器件进行充电或放电,记录各充放电器件的充电或放电时间并将各充放电器件的充电或放电时间发送到服务器存储;在RFID芯片工作过程中,检测各充放电器件的充电或放电时间;将各充放电器件的充电或放电时间加密后传送到服务器;若检测到的各充放电器件的充电或放电时间与服务器存储的各充放电器件的充电或放电时间等比例变化,则判定RFID标签未撕裂,否则,判定RFID标签撕裂。本发明提高了RFID标签撕裂检测的准确性,从而提高了RFID标签的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及射频识别技术领域,特别是涉及一种RFID标签撕裂的检测方法及RFID芯片。
背景技术
RFID技术即无线射频识别技术,是一种非接触的自动识别技术,其基本原理是利用射频信号和空间耦合(电感或电磁耦合)或雷达反射的传输特性,实现对被识别物体的自动识别。
物联网是指依托无线射频识别技术和设备,按约定的通信协议与互联网相结合,对物品的信息进行智能化识别和管理,实现物品信息互联而形成的网络。但随着技术和应用的发展,物联网概念的内涵不断深化,外延不断扩展。目前认为,现代意义的物联网可以实现对物的感知、识别、控制、网络化互联和智能化处理的有机统一。
由于RFID芯片仅仅能实现ID识别功能,太过简单,距离现代意义的物联网芯片还有一定距离,称其为物联网芯片略显勉强。但如果在RFID芯片中按需要集成传感器、驱动电路、接口电路、运算单元,那么该RFID芯片在ID识别功能之外具备了感知、控制、智能化处理等物联网属性的功能,该芯片也就成为了现代意义的物联网芯片。
在RFID应用领域有一个行业难题,如何识别RFID标签是否被撕裂(即破损)。目前主流的方法有几种:一是将RFID标签做防揭或易碎处理,RFID标签撕裂时会很容易连带破坏RFID标签的天线,最终导致标签失效;二是RFID芯片带有单独的回路断线检测功能及相应引脚,RFID标签撕裂时容易导致特定的回路断线,RFID芯片检测到这个断线信息后在内部写特定的数据进行标记并以特定的方式被读写器识别;三是RFID芯片会存储天线上的特征值(电容/电阻/电感)或其比值,然后每次上电都比较当前特征值或其比值与原先存储的是否一致,发现不一致就在芯片内写特定的数据进行标记并以特定的方式被读写器识别。上述几种办法均能部分地解决问题,但都存在一定的缺点。方法一的缺点是当已经损坏的RFID标签的天线被修复(如最简单的接回),RFID标签就能恢复功能;方法二的缺点是当特定回路发生断线后被重新接回(接回前RFID芯片不要上电),RFID芯片无法发现这一曾经发生的断线情况;方法三的缺点是高精度特征值采集电路比较复杂导致成本高昂和稳定性不好,并且在RFID芯片内存储特征值并进行不断比较的过程还存在一定的安全隐患。
发明内容
本发明的目的是提供一种RFID标签撕裂的检测方法及RFID芯片,提高了RFID标签的安全性。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
一种RFID标签撕裂的检测方法,所述方法包括:
将至少两个充放电器件与RFID芯片连接;
对各所述充放电器件的充电或放电时间进行初始化:对各所述充放电器件进行充电或放电,记录各所述充放电器件的充电或放电时间并将各所述充放电器件的充电或放电时间发送到服务器存储;
在所述RFID芯片工作过程中,检测各所述充放电器件的充电或放电时间;
将各所述充放电器件的充电或放电时间加密后传送到服务器;
若检测到的各所述充放电器件的充电或放电时间与所述服务器存储的各所述充放电器件的充电或放电时间等比例变化,则判定RFID标签未撕裂,否则,判定RFID标签撕裂。
可选地,所述充放电器件为电容。
可选地,所述电容包括第一电容和第二电容。
可选地,所述第一电容和所述第二电容容量不同。
本发明还公开了一种RFID芯片,所述的RFID标签撕裂的检测方法应用于所述RFID芯片,所述RFID芯片包括:撕裂检测传感器、随机数发生器、加密电路、数据传输模块和至少两个用于连接充放电器件的接口;
所述撕裂检测传感器包括充电或放电计时电路,所述充电或放电计时电路用于检测各充放电器件充电或放电时间,所述加密电路用于将各所述充放电器件充电或放电时间与所述随机数发生器产生的随机数进行加密,所述数据传输模块用于接收服务器发送的控制指令并将各加密后的所述充放电器件充电或放电时间传输到服务器。
可选地,所述充放电器件为电容。
可选地,所述电容包括第一电容和第二电容。
可选地,所述第一电容和所述第二电容容量不同。
根据本发明提供的具体实施例,本发明公开了以下技术效果:
本发明将至少两个充放电器件与RFID芯片连接,对各所述充放电器件的充电或放电时间进行初始化,记录各所述充放电器件的充电或放电时间并将各所述充放电器件的充电或放电时间发送到服务器存储;在所述RFID芯片工作过程中,检测各所述充放电器件的充电或放电时间;将各所述充放电器件的充电或放电时间加密后传送到服务器;通过检测到的各所述充放电器件的充电或放电时间与所述服务器存储的各所述充放电器件的充电或放电时间是否等比例变化来判断RFID标签是否撕裂。本发明简单易行、成本低且提高了RFID标签撕裂检测的准确性,从而提高了RFID标签的安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例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性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种RFID标签撕裂的检测方法流程示意图;
图2为本发明一种RFID芯片结构示意图;
图3为本发明包括一种RFID芯片的RFID标签结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,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他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种RFID标签撕裂的检测方法及RFID芯片,提高了RFID标签的安全性。
为使本发明的上述目的、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发明作进一步详细的说明。
图1为本发明一种RFID标签撕裂的检测方法流程示意图,如图1所示,一种RFID标签撕裂的检测方法包括以下步骤:
步骤101:将至少两个充放电器件与RFID芯片连接。
步骤102:对各所述充放电器件的充电或放电时间进行初始化:对各所述充放电器件进行充电或放电,记录各所述充放电器件的充电或放电时间并将各所述充放电器件的充电或放电时间发送到服务器存储。
步骤103:在所述RFID芯片工作过程中,检测各所述充放电器件的充电或放电时间。具体包括:在所述RFID芯片工作过程中,依次读取各所述充放电器件的充电或放电时间。
步骤104:将各所述充放电器件的充电或放电时间加密后传送到服务器。
步骤105:检测到的各所述充放电器件的充电或放电时间与所述服务器存储的各所述充放电器件的充电或放电时间是否等比例变化。
若步骤105判断为否,则执行步骤106。
步骤106:判定RFID标签撕裂。
若步骤105判断为是,则执行步骤107。
步骤107:判定RFID标签未撕裂。
所述充放电器件为电容。所述电容包括第一电容和第二电容。所述第一电容和所述第二电容容量不同。
下面以详细说明本发明一种RFID标签撕裂的检测方法。
在RFID芯片内集成一个撕裂检测传感器。撕裂检测传感器的核心部件是一个充电/放电计时电路,通过分时复用的方法分别对外部电容进行充电/放电,并记录充电/放电时间,充电/放电时间会随电容值变化而线性变化。RFID芯片还内置有一些专用指令,这些专用指令可以控制撕裂检测传感器的工作,并可把上述充电/放电时间数据传给读写设备。
在RFID天线上设置两个或两个以上电容。
将集成有撕裂检测传感器的RFID芯片封装到设置有两个或两个以上电容的RFID天线上,得到可检测撕裂的RFID标签。
初始化过程:用读写设备与上述RFID标签进行通讯,依次读出每个电容的充电/放电时间数据,将每个电容的充电/放电时间数据存储于服务器的数据库中。将个电容的充电/放电时间数据存放到服务器中,而不是RFID芯片内,降低成本,且增强数据的安全性。
检测过程:用读写设备与上述RFID标签进行通讯,依次读出每个电容的充电/放电时间数据,每个电容的充电/放电时间数据传到网上服务器并与之前存储于服务器数据库中的初始化数据依据设定算法进行运算,根据运算结果判断标签是否撕裂。设定算法随外部电容数量、电容取值范围、标签材质等不同而变化,设定算法的基本原理是:当RFID标签未发生撕裂,尽管各电容值会随温度、湿度等外部条件变化而发生变化,但各电容充电/放电时间会发生同比例变化;当RFID标签发生撕裂或其他状态改变(例如撕裂后又接回,或者重新封装,各个外部电容很难恢复到和原来完全一致),测得的各外部电容的充电/放电时间就会发生非等比例的变化。
RFID芯片内置随机数发生器和加密电路,在上述检测过程中,向服务器传输的每个电容的充电/放电时间数据中包括随机数且必须对该传输的数据进行加密,确保传输的数据不重复且不被非法获知。
下面以具体实施例说明本发明一种RFID标签撕裂的检测方法。
本实施例为一个HF(高频)RFID芯片,芯片内集成了撕裂检测传感器。该撕裂检测传感器的核心部件是一个充电计时电路,充电计时电路可接两个电容,即第一电容和第二电容,通过分时复用的方法分别对第一电容和第二电容进行充电并记录第一充电时间和第二充电时间,第一充电时间为第一电容的充电时间,第二充电时间为第二电容的充电时间,第一充电时间和第二充电时间会随电容值变化而线性变化。当然,RFID芯片还内置有专用指令,这些专用指令控制撕裂检测传感器的工作,并将第一充电时间和第二充电时间通过读写设备传送到服务器。该RFID芯片内置随机数发生器和加密电路,传输的第一充电时间和第二充电时间时还包括传输随机数,将第一充电时间、第二充电时间和随机数加密后传输,确保通讯的数据不重复且不被非法获知。
第一电容和第二电容都是在RIFD天线上利用现有的工艺获得,一般是两层铝箔(面积最大是1平方厘米,最小是0.1平方厘米)夹一层基材(纸或是PET材料,厚度约30微米)。通过电容计算公式可知两个电容的绝对值都很小,不过通过改变面积的比例关系容易控制两个电容的比值。由于这两个电容很小,用普通仪器很难精准测到其容值,且遭遇撕裂或其他状态变化时都会明显改变其容值。
RFID芯片与RFID天线封装成RFID标签后,首先进行初始化,初始化过程是用读写设备与上述RFID标签进行通讯,依次读出每个电容的充电时间(第一充电时间和第二充电时间)数据,将充电时间数据存储于网上服务器的数据库中。
检测过程为:用读写设备与上述RFID标签进行通讯,依次读出第一电容的第一检测充电时间,第二电容的第二检测充电时间。由于通讯数据中混杂有随机数且加密,所以即使每个电容的检测充电时间数据(第一检测充电时间和第二检测充电时间)不变每次通讯的数据流也不一样。这样,非法用户无法获得检测充电时间数据的真实值,也无法利用重放攻击方式进行攻击。而检测充电时间数据发到网上服务器后,服务器可以对检测充电时间数据进行解密获得第一检测充电时间和第二检测充电时间。由于环境温度、湿度等条件会影响电容值的大小,所以不能保证每次获得的检测充电时间数据都保持不变。但第一电容和第二电容会随环境条件变化而等比例变化,也就是说两个电容的检测充电时间数据也会等比例变化。只要两个电容的检测充电时间数据的比值与数据库中记录的初始化的充电时间数据的比值相符,就认为标签是完好的。反之,则认为标签已经被撕裂或者发生了其他状态变化。
以上提供的实施例采用HF(高频)通讯协议,类似的,可以采用UHF(超高频)或LF(低频)通讯协议实现;以上提供的实施例采用两个外部电容,类似的,可以采用三个甚至更多外部电容实现;以上提供的实施例采用充电时间,类似的,可以采用放电时间实现,在此不再赘述其细节。
如图2,本发明还公开了一种RFID芯片,所述的RFID标签撕裂的检测方法应用于所述RFID芯片,所述RFID芯片包括:撕裂检测传感器202、随机数发生器203、加密电路204、数据传输模块205和至少两个用于连接充放电器件的接口201;
所述撕裂检测传感器202包括充电或放电计时电路,所述充电或放电计时电路用于检测各充放电器件充电或放电时间,所述加密电路204用于将各所述充放电器件充电或放电时间与所述随机数发生器203产生的随机数进行加密,所述数据传输模块205用于接收服务器发送的控制指令并将各加密后的所述充放电器件充电或放电时间传输到服务器。加密电路204确保数据传输模块205传输到服务器的数据不重复且不被非法获知。
在RFID芯片内集成一个撕裂检测传感器。撕裂检测传感器的核心部件是一个充电/放电计时电路,通过分时复用的方法分别对外部电容进行充电/放电,并记录充电/放电时间,充电/放电时间会随电容值变化而线性变化。RFID芯片还内置有一些专用指令,这些专用指令可以控制撕裂检测传感器的工作,并可把上述充电/放电时间数据传给读写设备。
图3为本发明包括一种RFID芯片的RFID标签结构示意图,如图3所示,所述充放电器件为电容。在RFID天线206上设置两个电容,包括第一电容C1和第二电容C2。所述第一电容C1和所述第二电容C2容量不同。
本发明提供一种简单、易行、低成本的方法,按本发明RFID标签撕裂的检测方法的要求设计RFID芯片及RFID天线进而获得RFID标签,并按本发明RFID标签撕裂的检测方法提供的步骤检测,能够无盲区检测RFID标签是否发生撕裂。通过本发明RFID标签撕裂的检测方法,RFID标签撕裂后被修复是可以被发现的,RFID芯片被取下后封装到一个新的RFID天线上也是可以被发现的。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (8)
1.一种RFID标签撕裂的检测方法,其特征在于,所述方法包括:
将至少两个充放电器件与RFID芯片连接;
对各所述充放电器件的充电或放电时间进行初始化:对各所述充放电器件进行充电或放电,记录各所述充放电器件的充电或放电时间并将各所述充放电器件的充电或放电时间发送到服务器存储;
在所述RFID芯片工作过程中,检测各所述充放电器件的充电或放电时间;
将各所述充放电器件的充电或放电时间加密后传送到服务器;通讯数据中混杂有随机数且加密,使得每次通讯的数据流不同,非法用户无法获得检测充电时间数据的真实值,也无法利用重放攻击方式进行攻击;
若检测到的各所述充放电器件的充电或放电时间与所述服务器存储的各所述充放电器件的充电或放电时间等比例变化,则判定RFID标签未撕裂,否则,判定RFID标签撕裂。
2.根据权利要求1所述的RFID标签撕裂的检测方法,其特征在于,所述充放电器件为电容。
3.根据权利要求2所述的RFID标签撕裂的检测方法,其特征在于,所述电容包括第一电容和第二电容。
4.根据权利要求3所述的RFID标签撕裂的检测方法,其特征在于,所述第一电容和所述第二电容容量不同。
5.一种RFID芯片,其特征在于,权利要求1-4任意一项所述的RFID标签撕裂的检测方法应用于所述RFID芯片,所述RFID芯片包括:撕裂检测传感器、随机数发生器、加密电路、数据传输模块和至少两个用于连接充放电器件的接口;
所述撕裂检测传感器包括充电或放电计时电路,所述充电或放电计时电路用于检测各充放电器件充电或放电时间,所述加密电路用于将各所述充放电器件充电或放电时间与所述随机数发生器产生的随机数进行加密,所述数据传输模块用于接收服务器发送的控制指令并将各加密后的所述充放电器件充电或放电时间传输到服务器。
6.根据权利要求5所述的RFID芯片,其特征在于,所述充放电器件为电容。
7.根据权利要求6所述的RFID芯片,其特征在于,所述电容包括第一电容和第二电容。
8.根据权利要求7所述的RFID芯片,其特征在于,所述第一电容和所述第二电容容量不同。
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Address after: Room D409, Building G1, Shazhouhu Science and Technology Innovation Park, No. 188 Huachang Road, Yangshe Town, Zhangjiagang City, Suzhou City, Jiangsu Province, 215600 Patentee after: Suzhou Zhaozi IoT Technology Co.,Ltd. Address before: 200135 407, block a, No. 333, Haiyang 1st Road, Pudong New Area, Shanghai Patentee before: Shanghai Zhaozi IOT Technology Co.,Ltd. |
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