CN202084062U - 机动车检验合格标志电子标签 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种机动车检验合格标志电子标签，其特征在于：包括机动车检验合格标志、标签天线、芯片，标签天线和芯片连接一体后固定在机动车检验合格标志的背面。本实用新型的有益效果是：利用机动车检验合格标志，设计出适合机动车检验合格标志的电子标签，为机动车辆提供了不可仿造的唯一的“电子车牌”，能有效的对机动车辆的套牌情况进行监控和管理。

Description

机动车检验合格标志电子标签

技术领域

本实用新型是一种超高频(UHF)射频识别(RFID)技术，具体涉及一种机动车检验合格标志电子标签，其是标签天线(Tag antenna)做在机动车检验合格标志内部，实现对机动车辆的管理，尤其是对机动车辆套牌现象的一种有效的解决方法。

背景技术

目前，机动车辆套牌已成为社会现象，对人民群众的日常生活造成的重大的不良影响。究其原因是，机动车辆没有一个唯一的不可更改的防伪标识号(ID)。当前对机动车辆套牌问题的解决方法主要还是以人工和利用图像识别技术为主，但用这些方法并不能有效核对标识号和所对应的车辆从而不能判断出机动车辆是否使用了套牌。UHF RFID技术是一顶利用射频信号通过电磁场实现远距离无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。UHF RFID技术可以有效的控制机动车辆的套牌现象。

发明内容

为了有效的解决机动车辆套牌问题，本实用新型的目的是提供一种机动车检验合格标志电子标签，其利用UHF RFID技术，将标签天线和机动车检验合格标志相结合。利用阅读器(Reader)得到存储在标签芯片内部的机动车辆和车主的信息包括车牌、车型号和驾驶证号等，结合用图像识别技术得到的机动车牌的牌照信息相比对，可以有效解决机动车辆套牌问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种机动车检验合格标志电子标签，其包括机动车检验合格标志、标签天线、芯片，标签天线和芯片连接一体后固定在机动车检验合格标志的背面。

机动车检验合格标志电子标签、阅读器和中间件组成超高频射频识别系统，阅读器与中间件连接，机动车检验合格标志电子标签与阅读器为通讯连接。中间件是一种独立的系统软件或服务程序，能连接两个或多个独立应用程序或独立系统的软件，相连接的系统，即使它们具有不同的接口，但通过中间件相互之间仍能交换信息。工作原理是：在相互约定的通信协议下，利用雷达原理，阅读器发送信号，标签天线接收到电磁波激活标签芯片，进而标签芯片通过标签天线将阅读器所请求的信息返回给阅读器。这种靠阅读器发送的能量来激活标签芯片的电子标签称为无源标签。无源电子标签一般由天线和标签芯片组成，利用阅读器或是其他电子设备可以对标签天线的芯片进行读写操作，将机动车辆和车主的相关信心存入芯片内部。

本实用新型专利电子标签天线考虑到机动车检验合格标志的形状和尺寸，为充分利用空间，提高标签天线的增益，上述标签天线为领带结(Bow-Tie)形式的天线，而不采用常用的弯折线形式(Mender Line)的天线，这样的结构避免了弯折线结构天线内由于电流反向带来的能量抵消，从而会导致天线增益降低。另外，结合分形理论(Fractal Theory)进行天线设计。分形理论是当今世界十分风靡和活跃的新理论、新学科。分形的概念是美籍数学家曼德布罗特(B.B.Mandelbort)首先提出的。利用分形理论进行天线设计能有效的减小天线的尺寸^{【1】【2】}，利用领带结结构的天线结合分形理论能有效的设计出在保证天线增益的前提下，满足尺寸要求的天线。另外，机动车检验合格标志电子标签采用的标签芯片是Philips NXP最新的RFID标签芯片G2IL，芯片的接收灵敏度可以达到-18dBm，更低的接收灵敏度可以使标签的阅读距离越远。标签天线和标签芯片之间采用T形结构匹配(T-Match)技术^{【3】【4】}，可以使标签与天线之间达到共轭匹配，从而使标签天线与芯片之间的能量传输系数τ达到95％以上。领带结(Bow-Tie)形式的天线的两端上设置有镂空的三角形孔，以降低天线尺寸。

无源标签的工作需要阅读器的电磁波能量来激活，这限制了无源标签UHF RFID系统的工作的阅读距离，一般最远可以达到10米以上。最大的阅读距离可以由公式给出：

$R=\frac{\mathrm{\λ}}{4\mathrm{\π}}\sqrt{\frac{\mathrm{EIRP}\×G_{\mathrm{tag}}\×p\×\mathrm{\τ}}{P_{\mathrm{th}}}}$

λ为波长，EIRP为有效各向同性辐射功率，G_tag是标签天线的增益，p极化匹配因子，τ为能量传输系数，P_th为标签天线芯片开启功率。

本使用新型所设计的电子标签天线增益为G_tag＝2.07dB，标签天线芯片开启功率P_th＝-18dBm，能量传输系数τ＝0.95，阅读器天线为圆极化，极化匹配因子为p＝0.5，EIRP＝36dBm，则在915MHz时最大阅读距离用上述公式计算可得：R_max＝11.4m。

在机动车检验合格标志内部做上标签天线，将机动车检验合格标志贴于机动车辆前挡风玻璃右上方，结合用阅读器和摄像机布成的监控网络可以对机动车辆进行管理和监控。阅读器可以得到标签天线芯片内部的信息，与摄像机得到的机动车辆耗牌上的信息相比较，可以得到机动车辆是否使用了套牌。

本实用新型的有益效果是：利用机动车检验合格标志，设计出适合机动车检验合格标志的电子标签，为机动车辆提供了不可仿造的唯一的“电子车牌”，能有效的对机动车辆的套牌情况进行监控和管理。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是机动车管理系统的工作原理示意图。

图2是弯折线标签天线电流方向图。

图3是一种适合于机动车检验合格标志应用的电子标签。

图4是分形Bow-Tie结构标签天线的电流强度。

图5是分形Bow-Tie结构标签天线能量传输系数τ仿真结果。

表1是弯折线标签天线和分形Bow-Tie结构标签天线辐射效率仿真结果比较。

图6是机动车检验合格标志电子标签实施例的正面图。

图7是图2的纵剖面构造图。

具体实施方式

图1是机动车管理系统的工作原理框图。带有机动车检验合格标志的机动车辆进入设定区域后，阅读器与机动车检验合格标志电子标签进行通信，得到机动车辆和车主的相关信息后通过中间件的数据筛选和过滤送到后台计算机进行处理，进而送给局域网内或是公布到Internet。

图2是采用弯折线(Mender Line)技术实现的标签天线示意图。采用弯折线技术可以时标签天线的尺寸大大的缩小，图2所示的标签天线的尺寸在(2.5cm*4.5cm)以内，但标签天线的性能会有所变差。箭头方向表示标签天线上电流方向，可见电流方向由于弯折线的缘故而呈现相反的方向，从而使这些电流产生辐射场方向相反而相互抵消，从而降低天线的辐射效率。

图3给出了一种适合于机动车检验合格标志的电子标签。电子标签有芯片和天线两部分组成，天线的设计充分考虑到标签实际的应用环境，如玻璃对其的影响。标签芯片采用Philips NXP的标签芯片，具体型号为G2IL。整个电子标签的尺寸为5.5cm*5.5cm，小于机动车检验合格标志的尺寸(75±0.5)mm×(75±0.5)mm，模切圆角半径为5mm±0.1mm)，因而这款电子标签可以制作到机动车检验合格标志里面，标签天线用分形理论和Bow-Tie结构相结合来实现，分形理论使整个天线的尺寸远小于半波偶极子天线的理论值(18cm)，而采用Bow-Tie结构保证了标签天线的增益在2dB以上。图4给出了分形Bow-Tie结构标签天线的电流强度分布图。

表1给出了采用弯折线技术和分形Bow-Tie结构的标签天线的仿真辐射效率比较。可以看出采用弯折线技术的标签天线由于电流方向互相相反导致辐射效率大大降低，而使用分形Bow-Tie结构的标签天线的辐射效率则相当高。

图5是分形Bow-Tie结构标签天线的能量传输系数仿真结果。能量传输系数反映了标签天线与芯片之间阻抗匹配的程度。匹配越好能量传输系数越接近于1。从图5可以知道分形Bow-Tie结构标签天线与芯片之间匹配相当好，能力传输效率在98％以上。

图6给出了贴在机动车年检标志电子标签实施例的正面图。标签天线机动车检验合格标志内部，图7给出了图3的剖面图，机动车检验合格标志电子标签有三部分组成：机动车检验合格标志、标签天线和基板，标签天线位于机动车年检标志和基板之间，而机动车检验合格标志电子标志机动车检验合格标志直接贴到机动车的前挡风玻璃上面。

Claims (3)

1.一种机动车检验合格标志电子标签，其特征在于：包括机动车检验合格标志、标签天线、芯片，标签天线和芯片连接一体后固定在机动车检验合格标志的背面。

2.根据权利要求1所述的机动车检验合格标志电子标签，其特征在于：机动车检验合格标志电子标签、阅读器和中间件组成超高频射频识别系统，阅读器与中间件连接，机动车检验合格标志电子标签与阅读器为通讯连接。

3.根据权利要求1所述的机动车检验合格标志电子标签，其特征在于：标签天线为领带结形式的天线，领带结形式的天线的两端上设置有镂空的三角形孔，以降低天线尺寸。 

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