CN203325014U - 一种rfid电子标签读写距离测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种RFID电子标签读写距离测量装置，设置有用于安装RFID读写器的读写器支架、标签支架、滑轨和用于安装RFID电子标签的标签托架；所述读写器支架竖直设置，滑轨水平设置，标签支架安装在滑轨上，沿滑轨水平移动；所述标签托架设置在标签支架的上方。本实用新型的RFID电子标签读写距离测量装置，结构简单，操作方便，采用计算机自动控制电子标签内产品信息的读写过程，自动化程度较高，不仅可以对裸露在外的RFID电子标签的最大读写距离和最大读写角度进行测量，而且还可以对嵌入在轮胎内的RFID电子标签的最大读写距离实现准确检测，具有较好的集成性。
Description
技术领域
本实用新型属于RFID射频识别技术领域，具体地说，是涉及一种用于对RFID电子标签的读写距离进行检测的测量装置。
背景技术
RFID全称为射频识别(Radio Frequency Identification)，是一种利用射频技术实现的非接触式自动识别技术。RFID电子标签具有体积小、读写速度快、形状多样、使用寿命长、可重复使用、存储容量大、能穿透非导电性材料等显著特点，结合RFID读写器可以实现多目标识别和移动目标识别；若进一步结合互联网技术，还可以实现全球范围内物品的跟踪与信息的共享。将RFID技术应用于工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理等领域，可以大幅提高管理与运作效率，降低成本。例如：将RFID电子标签安装在一辆正在生产中的汽车上，厂方便可以追踪此车在生产线上的生产进度以及在仓库中的存放位置等。
将RFID技术应用在轮胎制造业，可以为轮胎工业带来巨大的商业利益。例如：将RFID电子标签嵌入到轮胎中，就像给轮胎配置了一张信用卡,通过RFID电子标签不仅可以存储包括轮胎代码、生产日期、尺寸等关于产品参数的相关数据，而且还可以储存安装在轮胎内部的传感器感应输出的检测数据,对轮胎的气压变化和温度变化等过程实现跟踪记录。因此，将RFID技术应用在轮胎中，可以在轮胎的生产、销售以及安装有此轮胎的汽车销售管理过程中起到防伪和生产信息追踪及安全管理的作用，这也是RFID技术能够得以迅速发展应用的关键，是传统的条码技术和胎号标识技术所无法取代的。
为了准确读取嵌入在轮胎中的RFID电子标签内的信息，需要对RFID电子标签的性能指标进行专门的测试。在RFID系统中，最重要的性能指标是RFID电子标签的读写距离，它不仅取决于RFID读写器和RFID电子标签的自身性能，而且也会随信号传播环境的不同而发生变化，特别是当RFID电子标签嵌入到轮胎等以橡胶作为基本材料的复合材料中时，由于RFID电子标签的天线尺寸极小，其输入阻抗、方向图等特性容易受到橡胶制品加工工艺及其添加剂物性的影响，因此如何设计一种科学的测试手段，实现对RFID电子标签读写距离的准确检测，进而指导技术人员快速确定RFID电子标签在轮胎中的放置位置，是轮胎制造业乃至整个RFID测试领域需要解决的一项主要问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种RFID电子标签读写距离测量装置，以实现对RFID电子标签最大读写距离的有效检测。
为解决上述技术问题，本实用新型采用以下设计方案予以实现：
一种RFID电子标签读写距离测量装置，设置有用于安装RFID读写器的读写器支架、标签支架、滑轨和用于安装RFID电子标签的标签托架；所述读写器支架竖直设置，滑轨水平设置，标签支架安装在滑轨上，沿滑轨水平移动；所述标签托架设置在标签支架的上方。
为了方便观测RFID读写器与RFID电子标签之间的距离，在所述滑轨的外侧设置有测距标尺。
优选的，在所述装置中还设置有计算机，通过数据线与安装在读写器支架上的RFID读写器连接通信，用于对读写器的工作状态进行控制。
为了提高稳固性，优选设计所述读写器支架呈n形；所述滑轨包括两条，两条滑轨平行设置且分别与n形读写器支架的两条竖直边一一对应连接；所述标签支架包括两条支撑腿，一一对应地安装在所述的两条滑轨上。
为了对RFID电子标签的高度进行调节，使其能够与RFID读写器的高度一致，优选设计所述标签支架的两条支撑腿为两段式伸缩结构，并在上段支撑腿上设置有用于调节标签支架高度的高度定位孔。
为了能够对轮胎中的RFID电子标签进行测试，并实现轮胎在装置上的平稳固定，优选设置两组所述的标签支架，并行安装在所述的滑轨上；在两组标签支架的顶部安装承载平台，所述标签托架安装在所述的承载平台上，通过所述承载平台挂装待检测的轮胎。
为了进一步实现对RFID电子标签最大读写角度的测量，在所述标签支架的上方设置有角度测量机构，所述标签托架安装在所述的角度测量机构上。
进一步的，在所述角度测量机构中设置有环形或者圆形的角度定位盘，所述角度定位盘水平设置，顶面开设有多个角度定位孔，所述的多个角度定位孔呈圆周分布，所成圆周的圆心部位开设有轴孔；在所述标签托架的底部中心位置设置有定位轴，在定位轴的两侧对称设置有两个角度销，所述定位轴安装在所述的轴孔中，两个角度销分别插装在角度定位孔中。
为了防止标签托架脱离，在所述轴孔的底部安装有一弹簧，所述弹簧与标签托架的定位轴相连接。
进一步的，在所述标签支架的上方安装有承载平台，所述角度测量机构设置在承载平台的上方或者直接在承载平台的顶面形成所述的角度测量机构。
与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型的RFID电子标签读写距离测量装置，结构简单，操作方便，采用计算机自动控制电子标签内产品信息的读写过程，自动化程度较高，不仅可以对裸露在外的RFID电子标签的最大读写距离和最大读写角度进行测量，而且还可以对嵌入在轮胎内的RFID电子标签的最大读写距离实现准确检测，具有较好的集成性。利用该装置对RFID电子标签的最大读写距离和读写角度进行定量检测，由此可以为电子标签的设计以及使用者在标签置入、天线设计、材料选择等方面提供决策参考。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的一些实施例而已，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它的附图。
图1是本实用新型所提出的RFID电子标签读写距离测量装置的一种实施例的总体架构的主视图；
图2是图1的俯视图；
图3是角度测量机构的一种实施例的结构示意图；
图4是标签托架的一种实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型中的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
为了使本实用新型技术方案的优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本实用新型作详细地说明。
本实施例的RFID电子标签读写距离测量装置，其工作原理是在一个理想的空间内通过信号源输出一定功率的射频信号，然后通过改变信号源与RFID电子标签的距离，测试RFID电子标签的最大读写距离。在此基础上，通过改变RFID电子标签中的天线与信号源之间所成的角度，进而测试RFID电子标签的最大读写角度。
首先，为了实现对RFID电子标签最大读写距离的测试，本实施例在RFID电子标签读写距离测量装置中设置了读写器支架1、标签支架9、滑轨10和标签托架8等主要组成部分，结合图1、图2所示。其中，读写器支架1竖直设置，用于安装RFID读写器4，通过读写器4对待检测的RFID电子标签5进行读写操作。滑轨10水平设置，垂直于所述的读写器支架1，其上安装标签支架9，使标签支架9能够沿滑轨10水平移动，进而带动待检测的RFID电子标签5靠近或者远离所述的读写器4，实现对RFID电子标签5最大读写距离的测量。为了方便RFID电子标签5在装置上的安装固定，本实施例在标签支架9的上方设置了标签托架8，通过标签托架8安装待检测的RFID电子标签5。
出于提高装置稳固性方面的考虑，本实施例优选将读写器支架1设计成类似n形的结构，滑轨10优选设计两条，将两条滑轨10平行设置，并分别与n形读写器支架1的两条竖直边一一对应连接或者形成一体式结构，结合图1、图2所示。在n形读写器支架1中，连接在两条竖直边之间的横梁上设置有用于承载RFID读写器4的承载平台2，所述承载平台2优选设置在横梁的中间部位。对于所述的标签支架9来说，也优选设计成类似n形的结构，将标签支架9的两条支撑腿一一对应地安装在两条滑轨10上，以使标签支架9能够在滑轨10上平稳滑动。对于标签托架8，优选设置在标签支架9的两条支撑腿之间的横梁臂上。
若采用该测量装置对嵌入在轮胎内部的RFID电子标签的最大读写距离进行测试，则需要将轮胎固定到该测量装置上。考虑到轮胎的重量较大，为了提高轮胎在测量装置上固定的稳定度，本实施例优选在测量装置中设置两组标签支架9，结合图1、图2所示。将两组标签支架9并行设置，分别安装在两条滑轨10上，在两组标签支架9顶部的横梁臂上安装承载平台6，设计承载平台6的宽度，使其伸出标签支架9，伸出部分用于挂装待检测的轮胎。在承载平台6的上方安装所述的标签托架8，对于裸露的RFID电子标签5，可以安装在所述的标签托架8上进行测试。
所述承载平台6优选采用塑料或者木头等材料制成，以避免对读写器4发出的射频信号形成反射；承载平台6的强度应该至少能够承受24.6Kg轮胎封装的重量。
由于在检测的过程中，需要调节RFID电子标签5的高度，使其天线与RFID读写器4所发出的射频信号的中心位置基本一致，因此，本实施例将标签支架9设计成两段式伸缩结构，并在上段支撑腿上开设用于调节标签支架9高度的高度定位孔3，如图1所示。由此一来，只需将标签支架9的支撑腿调节到合适的高度，并通过在高度定位孔3中插装定位销，实现对标签支架9高度的定位。通过调节标签支架9的高度，即可实现对RFID电子标签5高度的调节。
具体测试过程为：将所述测量装置平稳摆放在铺设有吸收材料的地板上，利用吸收材料抑制射频信号反射。若需要将测量装置放置在室内，则室内的各墙面需要使用RF吸收面板来抑制环境反射。将RFID读写器4安装在读写器支架1的承载平台2上，并使其射频信号发射面朝向标签托架8。对于待检测的RFID电子标签为裸露标签时，可以直接将裸露的RFID电子标签5安装在标签托架8上，且标签天线朝向读写器4；若待检测的RFID电子标签为嵌入在轮胎内部的电子标签时，则可以直接将封装有所述电子标签的轮胎挂装到标签支架9上的承载平台6上，且调整轮胎使其内部的标签天线朝向读写器4，调整后，使用尼龙紧固件将轮胎固定在承载平台6上。调节标签支架9的高度，使待检测的RFID电子标签中的天线与RFID读写器4所发出的射频信号的中心位置基本一致。
通过数据线将RFID读写器4与计算机连接，如果计算机具有无线网络功能，则需要将此功能禁用。通过计算机向RFID读写器4发送控制命令，调节RFID读写器4的发射功率，并启动RFID读写器4发射RF信号，同时接收测试数据。
拖动标签支架9在滑轨10上水平滑动，优选从距离零点开始逐渐向远离RFID读写器4的方向滑动。在拖动标签支架9滑动的过程中，实时观察RFID读写器4是否能够读取到标签中的数据信息，若能够读取到信息，则继续增大读写器4与电子标签之间的距离，直到读写器4刚好读取不到电子标签中的信息为止，测量此时读写器4与电子标签之间的距离，即可获得当前待检测电子标签的最大读写距离。
为了方便、直观地读取RFID读写器4与电子标签之间的距离，本实施例优选在滑轨10的外侧安装测距标尺7，如图1所示，读取测距标尺7上的刻度即可获得当前待检测电子标签的最大读写距离。
为了对RFID电子标签5的最大读写角度进行测量，本实施例还进一步在所述的测量装置上设计了角度测量机构15，结合图2、图3所示。将所述角度测量机构15设置在标签支架9的上方，优选设置在承载平台6的顶面或者直接在承载平台6的顶面形成所述的角度测量机构15，本实施例优选后一种设计方案。在所述角度测量机构15中设置环形或者圆形的角度定位盘，将所述角度定位盘水平设置，并在其顶面开设一圈角度定位孔11。优选设计每一个角度定位孔11的直径为5mm，且相邻两个角度定位孔11之间的相隔角度为5度，以提高读写角度的测量精度。在角度定位孔11环绕形成的圆周的圆心部位开设轴孔12，所述轴孔12为盲孔，其直径优选设计为10mm。在轴孔12底部安装一根弹簧，用于对标签托架8起到限位作用。
在标签托架8的底部中心位置设置定位轴13，如图4所示，并在定位轴13的两侧对称设置两个角度销14。在对标签托架8进行装配时，首先将标签托架8的定位轴13安装到角度测量机构15的轴孔12中，并与轴孔12中的弹簧固定连接。然后，将标签托架8上的两个角度销14分别插装到角度测量机构15的两个角度定位孔11中，实现标签托架8在角度测量机构15上的安装固定。
在对RFID电子标签的最大读写角度进行测量的过程中，首先调节待检测的RFID电子标签5的天线与读写器4的射频信号发射面正对。然后，将标签托架8手动拉起，由于弹簧的拉力，标签托架8不会脱离角度测量机构15，但可在角度测量机构15上按一定角度转动。增大RFID电子标签5与读写器4之间夹角，观察读写器4是否仍能读取所述RFID电子标签5内的信息，若能，则继续加大标签托架8的转动角度，知道读写器4刚好不能读取待测RFID 电子标签5内的信息时，此时标签托架8所处的角度即是待测RFID电子标签5的最大读写角度。
当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种RFID电子标签读写距离测量装置，其特征在于：设置有用于安装RFID读写器的读写器支架、标签支架、滑轨和用于安装RFID电子标签的标签托架；所述读写器支架竖直设置，滑轨水平设置，标签支架安装在滑轨上，沿滑轨水平移动；所述标签托架设置在标签支架的上方。
2.根据权利要求1所述的RFID电子标签读写距离测量装置，其特征在于：在所述滑轨的外侧设置有测距标尺。
3.根据权利要求1所述的RFID电子标签读写距离测量装置，其特征在于：在所述装置中还设置有计算机，通过数据线与安装在读写器支架上的RFID读写器连接通信。
4.根据权利要求1所述的RFID电子标签读写距离测量装置，其特征在于：所述读写器支架呈n形；所述滑轨包括两条，两条滑轨平行设置且分别与n形读写器支架的两条竖直边一一对应连接；所述标签支架包括两条支撑腿，一一对应地安装在所述的两条滑轨上。
5.根据权利要求4所述的RFID电子标签读写距离测量装置，其特征在于：所述标签支架的两条支撑腿为两段式伸缩结构，在上段支撑腿上设置有用于调节标签支架高度的高度定位孔。
6.根据权利要求5所述的RFID电子标签读写距离测量装置，其特征在于：所述标签支架设置有两组，并行安装在所述的滑轨上；在两组标签支架的顶部安装有承载平台，所述标签托架安装在所述的承载平台上。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的RFID电子标签读写距离测量装置，其特征在于：在所述标签支架的上方设置有角度测量机构，所述标签托架安装在所述的角度测量机构上。
8.根据权利要求7所述的RFID电子标签读写距离测量装置，其特征在于：在所述角度测量机构中设置有环形或者圆形的角度定位盘，所述角度定位盘水平设置，顶面开设有多个角度定位孔，所述的多个角度定位孔呈圆周分布，所成圆周的圆心部位开设有轴孔；在所述标签托架的底部中心位置设置有定位轴，在定位轴的两侧对称设置有两个角度销，所述定位轴安装在所述的轴孔中，两个角度销分别插装在角度定位孔中。
9.根据权利要求8所述的RFID电子标签读写距离测量装置，其特征在于：在所述轴孔的底部安装有一弹簧，所述弹簧与标签托架的定位轴相连接。
10.根据权利要求9所述的RFID电子标签读写距离测量装置，其特征在于：在所述标签支架的上方安装有承载平台，所述角度测量机构设置在承载平台的上方或者直接在承载平台的顶面形成所述的角度测量机构。
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