CN204347890U - 电子标签、天线以及射频识别系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电子标签、天线以及射频识别系统。该电子标签包括：一天线，一芯片以及一基板，所述天线和所述芯片设于所述基板，所述天线包括一线圈以及与所述线圈电联接的至少一发光二极管，所述芯片电联接于所述线圈。

Description

电子标签、天线以及射频识别系统

技术领域

本实用新型涉及射频识别(RFID)技术领域，尤其涉及一种电子标签，以及用于该电子标签的一天线和应用该电子标签的一射频识别系统。

背景技术

RFID技术是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定的目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。

典型的RFID系统包括读写器、电子标签以及天线。其中读写器天线可以和读写器集成，也可以通过线缆与读写器连接；电子标签一般包括芯片和与芯片集成的标签天线。RFID系统的工作流程是：读写器通过其天线发射一定频率的调制信号，电子标签进入到相应区域时，标签天线接收到一定的能量，芯片获得能量被激活，将自身的编码信息等通过标签天线发送出去。读写器天线接收到标签天线发送回来的载波信号，对信号进行调节和解码后送到后台主系统进行相关处理。

现有的大部分电子标签与读写器在进行数据交互时，并没有相应的提示可以让使用者可以知道电子标签与读写器已进行数据交互，或者电子标签已进入读写器的读写范围之内。即使有一些电子标签增加了提示装置，这些提示装置也需要附加的电源为其供电，这样既增加了制作成本，同时也使得电子标签的结构更加复杂，不利于电子标签的轻便化。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于提供一种电子标签，该电子标签在进入一读写器的读写范围时，可以使设于其上的发光二级管发光，从而达到提醒使用者的目的。

本实用新型的另一个目的在于提供一种电子标签，该电子标签不需要增加外部的电源为设于其上的发光二极管供电，而是利用该电子标签的线圈所产生的电能为发光二极管供电。

本实用新型的另一个目的在于提供一种电子标签，该电子标签包括封装为一体的线圈以及发光二极管，该电子标签的体积并不因增加发光二极管而大幅增加，该电子标签可制成厚度不超过0.2mm的平面型电子标签。

本实用新型的另一个目的在于提供一种电子标签，该电子标签将发光二极管封装于柔性的线圈或线路板，从而特别适合制作不干胶软标签。

本实用新型的另一个目的在于提供一种电子标签天线，该电子标签天线包括封装为一体的线圈以及发光二极管，当该天线的线圈中产生电能时，可向发光二极管供电，使其发光。

本实用新型的另一个目的在于提供一种射频识别系统，该射频识别系统包括一读写器以及一电子标签，其中该电子标签在进入该读写器的读写范围时，通过该电子标签上的线圈中产生的电能为位于该电子标签上的发光二极管供电，使其发光，从而提醒使用者该电子标签已进入读写范围。

本实用新型的另一个目的在于提供一种射频识别系统，该射频识别系统中的电子标签为一封装为整体的平面结构。

本实用新型还提供一种可发光电子标签的制备方法，通过该方法可将发光二极管加载于很薄的、柔软的天线线圈。

为达到以上目的，本实用新型提供一种电子标签天线，包括：一天线，一芯片以及一基板，所述天线和所述芯片设于所述基板，所述天线包括一线圈以及与所述线圈电联接的至少一发光元件，所述芯片电联接于所述线圈。

优选地，所述发光元件为发光二极管，所述发光二极管设于所述线圈所在的面。

优选地，所述发光二极管通过串联或并联的方式电联接于所述线圈，所述发光二极管的正负极通过导电胶封装于所述线圈表面相应的加载点。

优选地，所述导电胶为各向异性导电胶。

优选地，所述线圈通过铝蚀刻技术形成于所述基板，所述基板为PET薄膜所述电子标签的总厚度不超过0.2mm。

可变形地，所述线圈与所述基板制成FPC柔性线路板，所述FPC柔性线路板的厚度为0.1mm左右。

优选地，所述电子标签包括一定位组件，所述定位组件设于所述基板，所述定位组件用于在加工所述线圈时辅助定位所述线圈。

本实用新型还提供一种电子标签天线，包括一线圈，所述线圈适于与一芯片电联接，形成一天线回路，所述电子标签天线还包括与所述线圈电联接的至少一发光元件。

优选地，所述发光元件为发光二极管，所述发光二极管设于所述线圈所在的面。

优选地，所述发光二极管通过串联或并联的方式电联接于所述线圈，所述发光二极管的正负极通过导电胶封装于所述线圈表面相应的加载点。

优选地，所述导电胶为各向异性导电胶。

本实用新型还提供一种射频识别系统，包括：

一读写器，所述读写器适于发出一第一射频信号；和一电子标签，其包括：一天线，一芯片以及一基板，所述天线和所述芯片设于所述基板，所述天线包括一线圈以及与所述线圈电联接的至少一发光元件，所述芯片电联接于所述线圈，所述线圈适于接收所述第一射频信号。

优选地，所述读写器为带有NFC模块的电子设备。

本实用新型还提供一种制备可发光电子标签的方法，包括以下步骤：

A)在一线圈上确定需要加载发光元件的加载点位置；

B)通过导电胶将所述发光元件的正负极贴于所述线圈的加载点，使所述导电胶固化，得以将所述发光元件与所述线圈电联接。

优选地，在步骤A)中，所述导电胶为各向异性导电胶。

优选地，所述发光元件为发光二极管。

优选地，步骤B)包括以下步骤：

B1)将所述导电胶点于所述加载点；

B2)将所述发光元件贴于已点胶的所述加载点；

B3)加热所述导电胶，使所述导电胶固化。

优选地，在使所述导电胶固化时，通过一定的压力将所述发光元件与所述线圈保持于两平行的平板之间，得以使发光元件平整地加载于所述线圈。

优选地，在步骤B)之后还包括一步骤C)：检测所述电子标签可否正常工作。

优选地，在步骤A)中，所述加载点为所述线圈相邻或相间隔的两根线上的两点，或者所述加载点为所述线圈的一根线上断开位置的两端点。

附图说明

图1是根据本实用新型的射频识别系统的一个优选实施例的示意图。

图2是根据本实用新型的电子标签的一个优选实施例的示意图。

图3是根据本实用新型的电子标签的天线的一个优选实施例的示意图。

图4是根据本实用新型的电子标签的天线的另一个优选实施例的示意图。

图5显示了将发光二极管封装于天线线圈的步骤。

具体实施方式

以下描述用于揭露本实用新型以使本领域技术人员能够实现本实用新型。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本实用新型的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本实用新型的精神和范围的其他技术方案。

如图1和图2所示，本实用新型提供一射频识别系统，所述射频识别系统包括一电子标签1以及一读写器2，所述读写器2适于发出一第一射频信号，所述电子标签1包括一天线11、一芯片12以及一基板13，所述天线11和所述芯片12设于所述基板13，所述天线11包括一线圈111以及与所述线圈111电联接的至少一发光二极管112，所述芯片12电联接于所述线圈111，得以使所述天线11形成一天线回路，所述线圈111适于接收所述第一射频信号，并将所述第一射频信号的能量转化为电能，为所述芯片12与所述发光二极管112提供电能，所述芯片12通电被激活后可通过所述线圈111发出一第二射频信号，所述读写器2适于接收所述第二射频信号，从而完成所述射频识别系统的识别过程，同时所述发光二极管112通电后发光。

所述电子标签1还包括一定位组件14，所述定位组件14设置于所述基板13上，所述定位组件14用于在加工所述线圈111时辅助定位。所述定位组件14包括一位于中心的方形贴片141，以及一位于所述芯片12附近的十字形贴片142，所述点位组件可用于定位所述线圈111以及所述芯片12，并有助于确定所述线圈111的水平度与垂直度。

所述芯片12可通过设置一定的程序控制所述发光二极管112的开关，从而实现控制所述发光二极管112发光的时间等，进一步提高了所述电子标签1的使用性能。

所述读写器2可以是传统的读写器，也可以是带有NFC(近场通信)模块的电子设备，例如NFC手机。

所述读写器2具有一定的读写范围，也即图1中的虚线范围之内，所述读写范围是指在该范围内所述电子标签1可以接收到所述读写器2发出的所述第一射频信号。所述发光二极管112在所述电子标签1进入所述读写范围时通电发光，在所述电子标签1离开所述读写范围时，由于所述电子标签1接收不到所述第一射频信号，从而没有能量来源，不能发光。因此，本实用新型的所述电子标签1具有提示功能，提示使用者所述电子标签1已进入或还未进入所述读写器2的读写范围。

所述发光二极管112的体积、形状、材料、发光颜色等都可以根据实际需求进行选择。为了增加观赏性，可将多个排列成各种形状的所述发光二级管112电联接于所述线圈111。值得一提的是，所述发光二极管112的功率应当与所述线圈111相匹配，得以使所述线圈111提供的电能可以使各所述发光二极管112正常工作。

为了使本实用新型的所述电子标签1集成为一整体，且满足小体积、易携带等需求，优选地，所述发光二极管112设置于所述线圈111所在的面，得以使所述电子标签1的各元件处于同一平面内，从而形成以平面型电子标签。

由于所述线圈111设置于所述基板13，因此所述发光二极管112设置于所述线圈111所在的面包括所述发光二极管112设置于所述线圈111的表面以及设置于所述基板13表面。所述发光二极管112设置于所述线圈111所在的面，也即所述线圈111与所述发光二极管112形成一个整体。当所述发光二极管112的体积与所述线圈111相比很小时，所述天线11的体积以及厚度基本由所述线圈111以及所述基板13决定，使得所述电子标签1可以根据需要制作成平面或曲面，扩大了所述电子标签1的使用范围。

所述基板13的作用在于提供一设置所述天线11和所述芯片12的平面。所述天线11和所述芯片12可以固定于所述基板13，也可以可分离地设置于所述基板13。所述基板13可以为绝缘的硬质材料或柔性材料，当所述基板13为硬质材料时，所述电子标签1通常不能变形，这样所述基板13可以在一定程度上起到保护所述线圈111与所述发光二极管112的作用；当所述基板13为柔性材料时，所述电子标签1可以在一定范围内变形，因此可以将所述电子标签1设置于不规则形状的物体上，扩大其使用范围。

所述发光二极管112可通过导电胶封装于所述线圈111，从而使得所述发光二极管112设置于所述线圈111表面，并使得所述发光二极管112与所述线圈111电联接。所述导电胶为各向异性导电胶，得以使所述线圈111中的电能供给所述发光二极管112。

所述发光二极管112还可以通过其他导电材料电联接于所述线圈111，并设置于所述线圈111表面或所述基板13表面，但是这样设置增加了所述电子标签1的制作成本，使得加工过程更加复杂，而且集成效果也没有将所述发光二极管112通过导电胶直接封装于所述线圈111时的效果好。因此，优选地，将所述发光二极管112通过所述导电胶封装于所述线圈111。

在将所述发光二极管112电联接于所述线圈111时，需要确定所述发光二极管112与所述线圈111的连接方式、加载位置。所述发光二极管112可通过并联或串联的方式与所述线圈111电联接。

图3显示了所述发光二极管并联接入所述线圈111时的示意图，所述发光二级管112的正负极分别通过所述导电胶封装于所述线圈111上相间隔的两加载点。值得注意的是，并不是所述线圈111上任意两点之间都可以加载所述发光二极管112，两所述加载点之间的电压差必须足够大，得以能够带动所述发光二极管112正常工作。两所述加载点的选择可以利用电压检测装置选出，也可以通过一定的计算得出。另外，当所述线圈111上加载多个所述发光二极管112，并且需要使各所述发光二极管112排列出一定的形状时，就需要根据实际情况设计相应的所述线圈111的排布方式，并且选择适当功率的所述发光二极管112。

图4显示了所述发光二极管112串联接入所述线圈111时的示意图，所述线圈111在需要加载所述发光二极管112的位置断开，所述发光二极管112的正负极分别通过所述导电胶封装于所述线圈111上加载位置的两端。采用串联方式时，由于所述发光二极管112的电阻使得所述天线回路的电阻增加，从而降低了所述天线11的效率，而且如果采用串联的方式接入多个所述发光二极管112时，所述天线回路无法带动多个所述发光二极管112正常工作，从而导致所述发光二极管112的亮度不足甚至无法发光。

通过以上描述可以看出采用并联方式将所述发光二极管112接入所述线圈111比采用串联方式效率更高，可以加载更多的所述发光二极管112。

所述发光二极管112通过所述导电胶封装于所述线圈111的方法如下：首先在所述线圈111上确定加载位置，也即确定所述发光二极管112的正负极分别电联接的第一加载点以及第二加载点；在所述第一加载点以及第二加载点点胶，也即将所述导电胶点于所述第一加载点以及第二加载点；将所述发光二极管112贴于所述导电胶上；经过热压固化将所述发光二极管112封装于所述线圈111，在热压时，将所述发光二极管112和所述线圈111置于一上热压头以及一下热压头之间进行热压，从而确保所述发光二极管112受力和受热的均匀；最后经过测试，确定所述发光二极管112与所述线圈111可正常工作，也即当所述线圈构成的天线回路处于所述读写器2的读写范围内时，所述发光二极管112可发光。

值得一提的是，确定所述加载位置时，要根据串联和并联的不同方式进行选择。当需要将所述发光二极管112串联接入所述线圈111时，首先要在需要封装所述发光二极管112的位置将所述线圈111的一根线断开，断开位置的两端点即为所述第一加载点和所述第二加载点。当需要将所述发光二极管112并联接入所述线圈111时，需要根据所述发光二极管112正负极之间的距离在所述线圈111上选择合适的两根线上的两点作为所述第一加载点和所述第二加载点，且所述第一加载点和所述第二加载点之间的电压差需满足使所述发光二极管112正常工作的要求。

图3显示了本实用新型的所述电子标签1的所述天线11的一个优选实施例，其中所述线圈111具有一第一连接端1111以及一第二连接端1112，所述第一连接端1111与所述第二连接端1112分别适于与所述芯片12的正负极电联接，从而使得所述线圈111形成一回路。所述线圈111的截面为长方形，也就是说所述线圈111环绕成数圈长方形的线圈，所述线圈111的环绕方式为：从所述第一连接端1111开始向外环绕，形成数圈长方形线圈，所述第二连接端1112通过一连接桥1113从所述长方形线圈的最外层进入内层，与所述第一连接端1111相邻。

如图3所示，两所述发光二极管112并联接入所述线圈111，并且两所述发光二极管112分别封装于所述线圈111上相邻的两根线之间。将所述发光二极管112封装于相邻两根线之间的好处在于，在通过所述导电胶将所述发光二极管112的正负极分别封装于两根相邻的线时，可通过一次点胶将所述导电胶点于所述第一加载点与所述第二加载点，这样简化了生产时的工序。如图5所示，所述第一加载点31和所述第二加载点32位于所述线圈111相邻的两根线上，将所述导电胶点于所述第一加载点31与所述第二加载点32之间，同时覆盖于所述第一加载点31与所述第二加载点32上；将所述发光二极管112贴于所述第一加载点31与所述第二加载点32之间所述导电胶，且使得所述发光二极管112的正极贴于所述第一加载点31上，所述发光二极管112的负极贴于所述第二加载点32上；将所述发光二极管112和所述线圈111设置所述发光二级112的部分置于所述上热压头41和所述下热压头42之间，所述上热压头41和所述下热压头42对所述发光二极管112和所述线圈111施加一定的压力，同时对其加热，使得所述导电胶固化，从而将所述发光二级管112封装于所述线圈111上。

图4显示了本实用新型的所述电子标签1的所述天线11的另一个优选实施例，其中所述线圈111’具有一第一连接端1111’以及一第二连接端1112’，所述第一连接端1111’与所述第二连接端1112’分别与所述芯片12的正负极电联接，从而使得所述线圈111’形成一回路。所述线圈111’的截面为正方形，也就是说所述线圈111’环绕成数圈正方形的线圈，所述线圈111’的环绕方式为：从所述第一连接端1111’开始向外环绕，形成数圈正方形线圈，所述第二连接端1112’通过一连接桥1113’从所述正方形线圈的最外层进入内层，与所述第一连接端1111’相邻。

如图4所示，两所述发光二极管112串联接入所述线圈111’，并且两所述发光二极管112的正负极分别通过所述导电胶封装于所述线圈111’上预定的加载位置。

值得一提的是，本实用新型的所述天线11的截面的形状不局限于以上两个实施例指出的长方形与正方形，圆形或椭圆形等其他形状都可以，本实用新型对线圈的形状不做限制。

本实用新型的所述天线11的所述线圈111可以是单独加工的，也可以和所述基板13一体加工，如所述线圈111通过铝蚀刻技术形成于所述基板13，或所述线圈111与所述基板13制作为FPC柔性电路板。

在所述电子标签1的一个优选实施例中，所述线圈111为铝基材，所述基板13为PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)薄膜，在所述基板13双面蚀刻形成所述线圈111。双面刻蚀天线的好处在于提高了所述天线11的阻抗性能，提高了电感量以及灵敏度，从而使得所述线圈111中产生的电能足够同时供给多个所述发光二极管112和所述芯片12工作。优选地，所述基板13一侧的所述线圈111的厚度为0.03mm，另一侧的所述线圈111的厚度为0.01mm。所述基板13的厚度为0.038mm。

根据所述基板13与所述线圈111的厚度可以知道，所述电子标签1的总体厚度不超过0.1mm。即使增加一层0.05mm厚的印刷纸质面层，其厚度也没有超过0.2mm，这样厚度的所述电子标签1具有很好的柔韧性，极大的提高了所述电子标签1的应用范围，尤其是对所述电子标签1的体积和厚度有一定限制时。

在所述电子标签1的另一个优选实施例中，所述线圈111与所述基板13制作为FPC柔性电路板。FPC柔性电路板的厚度可以薄至0.1mm，此外FPC柔性电路板具有很好的柔性，适于制作不干胶软标签。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本实用新型的实施例只作为举例而并不限制本实用新型。本实用新型的目的已经完整并有效地实现。本实用新型的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本实用新型的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (10)

1.一种电子标签，其特征在于，包括：一天线，一芯片以及一基板，所述天线和所述芯片设于所述基板，所述天线包括一线圈以及与所述线圈电联接的至少一发光元件，所述芯片电联接于所述线圈。

2.如权利要求1所述的电子标签，其中所述发光元件为发光二极管，所述发光二极管通过串联或并联的方式电联接于所述线圈，所述发光二极管的正负极通过导电胶封装于所述线圈表面相应的加载点。

3.如权利要求2所述的电子标签，其中所述线圈通过铝蚀刻技术形成于所述基板，所述基板为PET薄膜。

4.如权利要求2所述的电子标签，其中所述线圈与所述基板制成FPC柔性线路板。

5.如权利要求4所述的电子标签，其中所述FPC柔性线路板的厚度为0.1mm左右。

6.一种电子标签天线，包括一线圈，所述线圈适于与一芯片电联接，形成一天线回路，其特征在于，所述电子标签天线还包括与所述线圈电联接的至少一发光元件。

7.如权利要求6所述的电子标签天线，其中所述发光元件为发光二极管，所述发光二极管通过串联或并联的方式电联接于所述线圈，所述发光二极管的正负极通过导电胶封装于所述线圈表面相应的加载点。

8.一种射频识别系统，其特征在于，包括：

一读写器，所述读写器适于发出一第一射频信号；和

一电子标签，其包括：一天线，一芯片以及一基板，所述天线和所述芯片设于所述基板，所述天线包括一线圈以及与所述线圈电联接的至少一发光元件，所述芯片电联接于所述线圈，所述线圈适于接收所述第一射频信号。

9.如权利要求8所述的射频识别系统，所述发光元件为发光二极管，所述发光二极管通过串联或并联的方式电联接于所述线圈，所述发光二极管的正负极通过导电胶封装于所述线圈表面相应的加载点。

10.如权利要求8或9所述的射频识别系统，其中所述读写器为带有NFC模块的电子设备。