CN205038668U - 具有防伪功能的rfid电子标签 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种具有防伪功能的RFID电子标签，属于射频电子标签技术领域。本实用新型的电子标签包括RFID控制芯片和电致发光器件，电致发光器件的电极与RFID控制芯片连接，用于作为电子标签的射频天线。本实用新型利用电致发光器件的光电特性制作能够显示出特定防伪图案，达到便于识别商品真伪的目的，解决了RFID标签待机时无法识别商品真伪的问题，同时利用电致发光器件的电极作为RFID标签射频天线，省去标签天线电路单元，缩小标签整体面积，降低了标签制造成本。

Description

具有防伪功能的RFID电子标签

技术领域

本实用新型涉及一种具有防伪功能的RFID电子标签，属于射频电子标签技术领域。

背景技术

在现实生活中，有些不良商家为了追逐利益，会使各种各样的假冒伪劣产品流入市场。消费者越来越重视自身权益的维护，虽然有些商品上设置有可供消费者鉴别的防伪标识，但这些防伪标识本身就容易被仿冒。因此，需要一种行之有效的手段来识别假冒伪劣产品，RFID电子标签在包装防伪上的应用也开始引起高度重视。RFID(RadioFrequencyIdentification，射频识别)技术是一种利用无线信号来实现自动识别或数据交换的射频技术，典型的射频识别系统由RFID标签芯片、读写器以及数据交换、管理系统等组成，如图1所示，读写器通过读写RFID标签芯片来识别商品的真伪，当RFID标签芯片待机或休眠时无法识别商品的真伪。

RFID电子标签按照供电方式不同，可区分有源RFID标签和无源RFID标签，通过电池来提供电能支持标签工作的称为有源RFID标签；无需电池供能，通过射频信号电磁感应提供电能支持标签工作的称为无源RFID标签；有源RFID标签相比无源RFID标签具有识别距离远、扩展性好、智能化程度高等特性在最近几年中得到了蓬勃的发展和广泛的运用，但有源RFID标签一次封装，当电池能量耗尽时，标签就不能使用了，严重限制了使用寿命。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种具有防伪功能的RFID电子标签，以解决RFID标签待机时无法识别商品真伪的问题。

本实用新型为解决上述技术问题提供了一种具有防伪功能的RFID电子标签，该电子标签包括RFID控制芯片、电致发光器件和蓄电池，蓄电池与RFID控制芯片和电致发光器件连接，分别用于为RFID芯片和电致发光器件提供电源，所述电致发光器件的电极与RFID控制芯片连接，利用电致发光器件的电极作为电子标签的射频天线。

所述的电子标签还包括光伏电池和电源管理控制模块，所述光伏电池通过电源管理控制模块分别与RFID控制芯片和电致发光器件连接，用于为RFID控制芯片和电致发光器件供电。

所述光伏电池可作为RFID电子标签的寄生ESD保护元器件。

所述的RFID控制芯片、电致发光器件和光伏电池均采用薄膜电子器件制作而成。

所述的电源管理控制模块为一个可管理的充电及电源输出控制选择的电路或装置，具备多路电源输出管理功能，光伏电池或蓄电池供电时，通过电源管理控制模块，使其达到RFID控制芯片和电致发光器件的工作电源要求。

当光能充裕时，由光伏电池通过电源管理控制模块为RFID控制芯片和电致发光器件提供工作电源，剩余电量通过电源管理控制模块对蓄电池进行充电；当光能无法满足要求时，由蓄电池向RFID控制芯片和电致发光器件提供工作电源，保证电子标签的通信质量。

当RFID控制芯片接收射频信号进行通信读写工作时，电源管理控制模块自动断开电致发光器件电源；当RFID标签控制芯片待机或休眠不进行通信读写工作时，电源管理控制模块输出可供电致发光器件显示的工作电压，以避免电致发光器件电流信号对射频接收信号产生电磁干扰。

所述的电致发光器件的电极为天线结构，可采用蚀刻法、电镀法和导电油墨丝网印刷法中的任意一种制作而成。

本实用新型的有益效果是:本实用新型的电子标签包括RFID控制芯片和电致发光器件，电致发光器件的电极与RFID控制芯片连接，用于作为电子标签的射频天线。本实用新型利用电致发光器件的光电特性制作能够显示出特定防伪图案，达到便于识别商品真伪的目的，解决了RFID标签待机时无法识别商品真伪的问题，同时利用电致发光器件的电极作为RFID标签射频天线，省去标签天线电路单元，缩小标签整体面积，降低了标签制造成本。

此外本实用新型还提供了一种带光伏电池的电子标签，利用光生伏特效应，将光能转换成RFID电子标签所需电源能量，使之成为电子标签的一个源源不断的供电来源，提高了RFID电子标签的性能，延长了电子标签的使用寿命。同时利用光伏电池作为寄生ESD保护元器件又将大大减少标签整体面积和结构的复杂程度，从而进一步降低RFID电子标签制造成本。

附图说明

图1是现有技术有源RFID电子标签的原理结构示意图；

图2是本实用新型实施例一中RFID电子标签的原理结构示意图；

图3是本实用新型实施例二中RFID电子标签的原理结构示意图；

图4是光伏电池寄生ESD保护二极管电路示意图；

图5是本实用新型RFID电子标签光照下进行通信读写工作的原理结构示意图；

图6是本实用新型RFID电子标签光照下不进行通信读写工作的原理结构示意图；

图7是本实用新型RFID电子标签无光照下进行通信读写工作的原理结构示意图；

图8是本实用新型RFID电子标签无光照下不进行通信读写工作的原理结构示意图；

图9是本实用新型的RFID电子标签应用于包装盒上的示意图；

图10是本实用新型的RFID电子标签应用于包装瓶上的示意图；

图11是本实用新型的RFID电子标签应用于包装袋上的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步的说明。

本实用新型RFID电子标签包括有电致发光器件，电致发光器件是通过加在两电极施加电压而产生电场，被电场激发的电子碰撞发光中心，引起电子能级的跃迁、变化、复合，从而导致发光的元器件，最常见的如发光二极管(LED)。本实用新型利用电致发光器件的光电特性制作能够显示出特定防伪图案，达到便于识别商品真伪的目的，解决了RFID标签待机时无法识别商品真伪的问题，同时利用电致发光器件的电极作为RFID标签射频天线，省去标签天线电路单元，缩小标签整体面积，降低标签制造成本。

实施例一

本实施例中的RFID电子标签的结构如图2所示，包括蓄电池、电致发光器件和RFID控制芯片，蓄电池与电致发光器件和RFID控制芯片相连，用于为其供电，电致发光器件的电极与RFID控制芯片连接，作为射频天线。利用电致发光器件光电特性显示出特定的防伪图案，提高了商品的易识别性并对商品的真伪性做出判断，实现了在RFID电子标签待机、休眠等不进行通信读写工作时，利用电致发光器件显示出特定的防伪图案来达到防伪功效。利用电致发光器件电极作为标签的射频天线，减少标签整体面积，降低标签制造成本。蓄电池可选择电解电容、超级电容或锂电池、镍氢电池等可更换电池中的任意一种，视具体应用需求而定。

电致发光器件可制作成能发出蓝光、绿光、红光、黄光等不同颜色的无机电致发光器件或有机电致发光器件，常见的如发光二极管(LED)。如需要适应柔性包装和商品基体，可采用薄膜电致发光器件。电致发光器件的电极采用天线结构，可通过蚀刻法、电镀法和导电油墨丝网印刷法制作而成，电致发光器件电极的形状和尺寸满足整体天线的阻抗和RFID电子标签芯片的输入阻抗匹配的要求。

实施例二

很多情况时，RFID电子标签会暴露在光线充足的场所，充分利用太阳能等光能作为RFID标签的天然能源，利用光生伏特效应，将光能转换成RFID标签所需电源能量，使之成为电子标签的一个源源不断的供电来源，为此，本实施例在实施例一基础上进行了进一步改进。本实施例中RFID电子标签的结构如图3所示，包括电致发光器件、RFID控制芯片、光伏电池、蓄电池和电源管理控制模块，电致发光器件的电极与RFID控制芯片连接，作为射频天线，蓄电池和光伏电池均通过电源管理控制模块分别与电致发光器件和RFID控制芯片连接，用于分别为电致发光器件和RFID控制芯片供电，光伏电池通过电源管理控制模块与蓄电池连接，用于为蓄电池供电。

同时光伏电池可作为RFID电子标签的寄生ESD保护元器件，静电放电(简写为ESD)是芯片电路系统在使用过程中经常发生并导致芯片损坏或失效的重要原因之一，为了防止RFID电子标签电路系统避免遭受静电放电损害，常常会给系统设计专门的ESD保护元器件。ESD防护的基本设计理念是：让ESD通过一个低阻抗通道进行放电并同时将ESD电压箝制在某一个足够低的电平，避免损伤电路系统。最常见的ESD保护器件为二极管，利用二极管的导通特性，能够将ESD脉冲箝位到足够低的电平,确保电路系统免遭ESD伤害。光伏电池一般为PN结型半导体器件，其可等效于一个二极管，本实用新型运用其二极管的ESD保护特性，可充当RFID电子标签的寄生ESD保护元器件，从而大大提高了RFID电子标签系统的可靠性和安全性，如图4所示。本实用新型利用光伏电池作为寄生ESD保护元器件又将大大减少标签整体面积和结构的复杂程度，从而进一步降低RFID电子标签制造成本。

其中光伏电池可以采用晶体硅光伏电池，例如单晶硅或多晶硅电池，如需要使用柔软性包装和商品基本，也可采用薄膜光伏电池，例如非晶硅(a-Si)、碲化硅(CdTe)、铜铟镓硒(CIGS)等薄膜光伏电池的一种。蓄电池可选择电解电容、超级电容或锂电池、镍氢电池等可更换电池中的任意一种，视具体应用需求而定，由于采用了光伏发电模式的RFID电子标签具有持续充电能力，因此本实用新型所采用的蓄电池容量可比现有的RFID电子标签的蓄电池容量小。

电致发光器件可制作成能发出蓝光、绿光、红光、黄光等不同颜色的无机电致发光器件或有机电致发光器件，常见的如发光二极管(LED)。如需要适应柔性包装和商品基体，可采用薄膜电致发光器件。电致发光器件的电极采用天线结构，可通过蚀刻法、电镀法和导电油墨丝网印刷法制作而成。电致发光器件电极和光伏电池电极的形状和尺寸满足整体天线的阻抗和RFID电子标签芯片的输入阻抗匹配的要求。

电源管理控制模块为一个可管理的充电及电源输出控制选择的电路或装置，具备多路电源输出管理功能，光伏电池或蓄电池供电时，通过电源管理控制模块，使其达到标签芯片和电致发光器件的工作电源要求。光能充裕时，由光伏电池提供标签工作电源，剩余电量通过电源管理控制模块对蓄电池进行充电；在光能无法满足要求时，蓄电池向标签提供工作电源，保证RFID标签的通信质量。由于利用电致发光器件电极作为标签射频天线，为了避免电致发光器件电流信号对射频接收信号产生电磁干扰，当RFID标签控制芯片接收射频信号进行通信读写工作时，电源管理控制模块将自动断开电致发光器件电源。当RFID标签控制芯片待机、休眠等不进行通信读写工作时，电源管理控制模块输出可供电致发光器件显示的工作电压。

该RFID电子标签的工作模式包括光照下进行通信读写工作模式、光照下不进行通信读写工作模式、无光照下进行通信读写工作模式和无光照下不进行通信读写工作模式，下面针对各模式的工作过程进行详细说明。

光照下进行通信读写工作模式

该工作模式下本实用新型的RFID电子标签的控制连接如图5所示，在一定光照情况下，光伏电池收集光子，将接收到的光能转换为电能，通过电源管理控制模块，输出满足RFID电子标签的电源电压，持续给其供电，保证RFID标签在远距离通信情况下正常工作。另一路通过电源管理控制模块对蓄电池进行充电。电致发光器件电极作为标签射频天线，接受射频电磁波，进行通信工作，为了避免电致发光器件电流信号对射频接收信号产生电磁干扰，保证标签的通信质量，此模式下电源管理控制模块断开电致发光器件电源。

光照下不进行通信读写工作模式

该工作模式下本实用新型的RFID电子标签的控制连接如图6所示，在一定光照情况下，光伏电池收集光子，将接收到的光能转换为电能，通过电源管理控制模块，输出满足电致发光器件的电源电压，持续给其供电，保证电致发光器件显示出设定的防伪图案，利用图形显示起到防伪功能，解决了RFID待机时无法识别商品真伪的问题。另一路通过电源管理控制模块对蓄电池进行充电。此模式下电源管理控制模块断开RFID电子标签电源。

无光照下进行通信读写工作模式

该工作模式下本实用新型的RFID电子标签的控制连接如图7所示，夜间或其他没有光照的情况下，光伏电池由于光照不足无法收集足够光子，将光能转化为电能，从而没有电能输出，此时，蓄电池通过电源管理控制模块，输出满足RFID电子标签的电源电压，持续给其供电，保证RFID标签在远距离通信下的正常工作。所述电致发光器件电极作为标签射频天线，接受射频电磁波，进行通信工作。为了避免电致发光器件电流信号对射频接收信号产生电磁干扰，保证标签的通信质量，此模式下电源管理控制模块断开电致发光器件电源。此模式下电源管理控制模块断开与光伏电池的连接通路。电致发光器件、光伏电池、RFID控制芯片均可制作成薄膜电子器件设置于柔性包装基体上，并可随包装物进行弯曲，而不会影响使用性能。

无光照下不进行通信读写工作模式

该工作模式下本实用新型的RFID电子标签的控制连接如图8所示：夜间或其他没有光照的情况下，光伏电池由于光照不足无法收集光子，将光能转化为电能，从而没有电能输出。此时，蓄电池通过电源管理控制模块，输出满足电致发光器件的电源电压，持续给其供电，保证电致发光器件显示出设定的防伪图案，利用图形显示起到防伪功能，解决了RFID待机时无法识别商品真伪的问题。此模式下电源管理控制模块断开与光伏电池的连接通路，同时断开RFID电子标签电源。电致发光器件、光伏电池、RFID控制芯片均可制作成薄膜电子器件设置于柔性包装基体上，并可随包装物进行弯曲，而不会影响使用性能。

随着薄膜电子器件的应用越来越广泛，利用其易弯曲功能，可附着于柔性或有一定形状的包装基体上，如塑料包装袋、包装纸张和包装瓶等。本实用新型RFID电子标签中光伏电池、电致发光器件、RFID控制芯片均可为薄膜电子器件，可设置于柔性包装物或商品的基体上，随基体进行弯曲。如图9所示，此为本实用新型电子标签应用于包装盒上的示意图，RFID电子标签1设置于包装盒3上，电致发光器件显示形成了防伪图案2，由于本实用新型RFID电子标签可为薄膜电子器件，可随包装盒进行弯曲，而不会影响使用性能。如图10所示，此为本法实用新型RFID电子标签应用于包装瓶上的示意图，RFID电子标签1设置于包装瓶4上，电致发光器件显示形成了防伪图案2。由于本实用新型RFID电子标签采用薄膜电子器件，可随包装瓶进行弯曲，而不会影响使用性能。如图11所示，此为本实用新型RFID电子标签应用于包装袋上的示意图，RFID电子标签1设置于包装袋5上，电致发光器件显示形成了防伪图案2。由于本实用新型RFID电子标签采用薄膜电子器件，可随包装袋进行弯曲，而不会影响使用性能。

从以上实施例可以看出，本实用新型在RFID电子标签上利用光伏电池将清洁环保的太阳能等光能转化为电能，在光线充足的情况下，持续为标签供电，减少对环境的污染，延长标签持续工作能力，提高通信质量，并满足标签芯片工作距离的要求。利用电致发光器件光电特性显示出特定的防伪图案，可有效地提高商品的易识别性并对商品的真伪性做出判断。实现在RFID电子标签待机、休眠等不进行通信读写工作时，利用电致发光器件显示出特定的防伪图案来达到防伪功效，解决了RFID标签待机时无法识别商品真伪的问题。同时，利用电致发光器件电极作为标签的射频天线，减少标签整体面积，降低标签制造成本。本实用新型中电致发光器件、光伏电池、RFID控制芯片等均可采用薄膜电子器件，可随柔性包装基体进行弯曲，使RFID标签可方便地设置于包装盒、包装瓶、快递袋或商品的其它包装上，也可直接附着在商品上。本实用新型科技含量大大提高，极难被仿造，且制造成本相对较低，便于在物联网等领域应用推广。

Claims (8)

1.一种具有防伪功能的RFID电子标签，其特征在于，该电子标签包括RFID控制芯片、电致发光器件和蓄电池，蓄电池与RFID控制芯片和电致发光器件连接，分别用于为RFID芯片和电致发光器件提供电源，所述电致发光器件的电极与RFID控制芯片连接，利用电致发光器件的电极作为电子标签的射频天线。

2.根据权利要求1所述的具有防伪功能的RFID电子标签，其特征在于，所述的电子标签还包括光伏电池和电源管理控制模块，所述光伏电池通过电源管理控制模块分别与RFID控制芯片和电致发光器件连接，用于为RFID控制芯片和电致发光器件供电。

3.根据权利要求2所述的具有防伪功能的RFID电子标签，其特征在于，所述光伏电池可作为RFID电子标签的寄生ESD保护元器件。

4.根据权利要求3所述的具有防伪功能的RFID电子标签，其特征在于，所述的RFID控制芯片、电致发光器件和光伏电池均采用薄膜电子器件制作而成。

5.根据权利要求4所述的具有防伪功能的RFID电子标签，其特征在于，所述的电源管理控制模块为一个可管理的充电及电源输出控制选择的电路或装置，具备多路电源输出管理功能，光伏电池或蓄电池供电时，通过电源管理控制模块，使其达到RFID控制芯片和电致发光器件的工作电源要求。

6.根据权利要求5所述的具有防伪功能的RFID电子标签，其特征在于，当光能充裕时，由光伏电池通过电源管理控制模块为RFID控制芯片和电致发光器件提供工作电源，剩余电量通过电源管理控制模块对蓄电池进行充电；当光能无法满足要求时，由蓄电池向RFID控制芯片和电致发光器件提供工作电源，保证电子标签的通信质量。

7.根据权利要求6所述的具有防伪功能的RFID电子标签，其特征在于，当RFID控制芯片接收射频信号进行通信读写工作时，电源管理控制模块自动断开电致发光器件电源；当RFID标签控制芯片待机或休眠不进行通信读写工作时，电源管理控制模块输出可供电致发光器件显示的工作电压，以避免电致发光器件电流信号对射频接收信号产生电磁干扰。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的具有防伪功能的RFID电子标签，其特征在于，所述的电致发光器件的电极为天线结构，可采用蚀刻法、电镀法和导电油墨丝网印刷法中的任意一种制作而成。