CN208126432U - 一种具有湿度传感功能的低成本rfid标签 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种具有湿度传感功能的低成本RFID标签，包括射频天线、第一电极、第二电极和射频芯片，射频天线由环绕线圈构成，第一电极和第二电极均设置于所述环绕线圈的内部，且第一电极和第二电极的一端均通过射频芯片与射频天线连接，第一电极和第二电极的另一端通过吸湿材料连接，射频芯片用于检测第一电极和第二电极的通断电情况，射频天线、第一电极和第二电极均由导电浆料通过印刷印制于包装材料上。本实用新型的RFID标签能直接印刷制备于现有的包装产品上，有效提升现有包装的功能性，降低电子标签的成本。

Description

一种具有湿度传感功能的低成本RFID标签

技术领域

本实用新型涉及电子标签领域，尤其涉及一种具有湿度传感功能的低成本RFID标签。

背景技术

随着物联网技术的发展，RFID技术已经成为商品智能化的重要技术，并将推动向高技术的融合与渗透，成为提高包装技术含量与产品附加值的主要手段。RFID技术是一种非接触式自动识别技术，通过射频信号自动识别对象并获取相关数据，其不仅在物流管理、信息识别、反馈控制上使包装产品从生产、物流到消费整个供应链得到优化，提高管理效率和准确度，更为重要的是RFID技术凭借其辨识读取的不可被复制性和加密设置，对基于传统材料和设计的包装防伪给予强有力的补充。RFID的核心技术之一就是RFID天线的生产制作。以往的RFID天线的制作主要有三种即线圈绕制法、蚀刻法以及电镀法，采用蚀刻法和电镀法制作RFID天线，在生产过程中会造成大量金属材料的浪费，同时产生大量的化学废液，对环境造成污染，不利于当今提倡的“绿色环保”理念。随着印刷电子技术的不断创新变革，印刷电子技术也被广泛应用在现代电子产品的制造生产中，并不断将电子产业推向更高的发展领域。用印刷的方法来印制RFID天线就是将导电油墨通过印刷的方式，直接印制到承印材料上(如纸张或者是PET等材料)，由于导电油墨干燥后能够导电，所以能够构成导电线路和天线。实现RFID天线的印刷制备，不仅能够降低生产成本，而且有利于环保。

同时，随着人们对商品质量、追溯方面要求的不断提高，具有各种功能性的包装产品需求也在逐步扩大。特别是对一些贵重商品、药品的包装方面，出现了一些带温度、湿度、压力监测功能的产品。但是由于很多功能包装仍旧采用传统的电子技术制造，在成本、使用的便利性及普及方面还不能达到市场的要求。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种具有湿度传感功能的低成本RFID标签。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种具有湿度传感功能的低成本RFID标签，包括射频天线、第一电极、第二电极和射频芯片，所述射频天线由环绕线圈构成，所述第一电极和第二电极均设置于所述环绕线圈的内部，且第一电极和第二电极的一端均通过射频芯片与射频天线连接，所述第一电极和第二电极的另一端通过吸湿材料连接，所述射频芯片用于检测第一电极和第二电极的通断电情况，所述射频天线、第一电极和第二电极均由导电浆料通过印刷印制于包装材料上。

进一步的，所述射频天线为高频射频天线或超高频射频天线，所述高频射频天线的通讯频率为13.56MHz，所述超高频射频天线的通讯频率为920MHz。

进一步的，所述第一电极上设有多个第一凸起，所述第二电极上设有多个第二凸起，所述第一凸起和第二凸起之间通过吸湿材料连接。

进一步的，当射频芯片检测到第一电极和第二电极为通电状态时，此时空气湿度达到预设阈值；当射频芯片检测到第一电极和第二电极为断电状态时，此时空气湿度为干燥状态。

进一步的，所述预设阈值可通过调节第一电极和第二电极的宽度、第一凸起和第二凸起的个数以及第一凸起和第二凸起的间距，还可通过调节吸湿材料的吸收率进行调节。

进一步的，所述射频芯片具有射频通讯和电极通断检测功能，并能将通断电状态通过射频信号发送到外部设备中。

采用上述技术方案后，本实用新型具有如下优点：1、能直接印刷制备于现有的包装产品上，有效提升现有包装的功能性，降低电子标签的成本；2、具有湿度检测和射频通讯功能，其结构简单、具有阈值判断功能，其湿度阈值可通过通断电连接部结构设计和吸湿材料选择来进行调节；3、有效监测包装内部的湿度情况和漏液情况，并通过无线射频技术与外部设备通讯。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型实施例1提出的具有湿度传感功能的低成本RFID标签的结构示意图；

图2为本实用新型实施例2提出的具有湿度传感功能的低成本RFID标签的结构示意图；

图中所标各部件名称如下：

1-射频天线，101-高频射频天线，102-超高频射频天线，201-第一电极，202-第二电极，3-射频芯片，2021-第一凸起，2021-第二凸起。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例，对本实用新型作进一步的详细说明。

实施例1

如图1所示，本实用新型实施例1提供的一种具有湿度传感功能的低成本RFID标签，包括射频天线1、第一电极201、第二电极202和射频芯片3，射频天线1具体采用高频射频天线101，其通讯频率设置为13.56MHz，由环绕线圈构成，第一电极201和第二电极202均设置于所述环绕线圈的内部，且第一电极201和第二电极202的一端均通过射频芯片3与射频天线1连接，第一电极201和第二电极202的另一端通过吸湿材料连接，射频天线、第一电极和第二电极均由导电浆料通过印刷印制于包装材料上，具体是通过套印方式来实现：先印刷底层天线，再于过线的地方印刷绝缘层，然后再印刷导电浆料，实现过线结构。

本实施例1中，吸湿材料采用改性吸湿纤维素纤维膜，其结构呈多孔状，能持续吸收和保持包装空间中的水汽，当吸收的水汽量达到一定程度时，插齿电极通过吸湿材料形成电通路。

可以理解的是，本实施例1中，射频芯片3用于检测第一电极201和第二电极202的通断电情况，具体采用具有断路、开路探测功能的防篡改芯片NTAG213TT，内部功能设置为通讯时读取探测点DP端的通断，也就是探测插齿电极的通断情况。当DP端处于断路状态时，说明吸湿材料没有吸收太多的水汽，包装盒内部处于干燥的状态；当DP端处于通路情况时，说明包装盒内部湿度达到了预设阈值，吸湿材料已经吸收了足够的水汽而形成电通路。

在本实施例1中，本实施例1中，所述射频芯片3具有射频通讯和电极通断检测功能，并能将通断电状态通过射频信号发送到外部设备中。

在本实施例1中，本实施例1中，第一电极201上设有多个第一凸起2011，第二电极202上设有多个第二凸起2021，第一凸起2011和第二凸起2021之间通过吸湿材料连接。当射频芯片3检测到第一电极201和第二电极202为通电状态时，此时空气湿度达到预设阈值；当射频芯片3检测到第一电极201和第二电极202为断电状态时，此时空气湿度为干燥状态。

本实施例1中，该预设阈值可通过调节第一电极201和第二电极202的宽度、第一凸起2011和第二凸起2021的个数以及第一凸起2011和第二凸起2021的间距，还可通过调节吸湿材料的吸收率进行调节。

实施例2

参照图2，本实施例2提出的一种具有湿度传感功能的低成本RFID标签，包括射频天线1、第一电极201、第二电极202和射频芯片3，射频天线1具体采用超高频射频天线102，其通讯频率设置为920MHz，由环绕线圈构成，第一电极201和第二电极202均设置于所述环绕线圈的内部，且第一电极201和第二电极202的一端均通过射频芯片3与射频天线1连接，第一电极201和第二电极202的另一端通过吸湿材料连接，射频天线、第一电极和第二电极均由导电浆料通过印刷印制于包装材料上，具体是通过凹版印刷技术制备，其导电材料采用纳米银浆，印刷后通过130度烘箱烘烤20分钟形成导电线路，该导电图形通过一次印刷形成，无过线结构。

本实施例2中，射频芯片3采用超高频段，具有断路、开路探测功能的防篡改芯片UCODE G2il+，内部功能设置为通讯时读取OUT端与VDD端之间的通断状态，也就是探测插齿电极的通断情况。当OUT端与VDD端之间处于断路状态时，说明吸湿材料没有吸收太多的水汽，包装盒内部处于干燥的状态；当OUT端与VDD端之间处于通路情况时，说明包装盒内部湿度达到了预设阈值，吸湿材料已经吸收了足够的水汽而形成电通路。

在本实施例2中，射频芯片3具有射频通讯和电极通断检测功能，并能将通断电状态通过射频信号发送到外部设备中。

在本实施例2中，第一电极201上设有多个第一凸起2011，第二电极202上设有多个第二凸起2021，第一凸起2011和第二凸起2021之间通过吸湿材料连接。当射频芯片3检测到第一电极201和第二电极202为通电状态时，此时空气湿度达到预设阈值；当射频芯片3检测到第一电极201和第二电极202为断电状态时，此时空气湿度为干燥状态。

本实施例2中，该预设阈值可通过调节第一电极201和第二电极202的宽度、第一凸起2011和第二凸起2021的个数以及第一凸起2011和第二凸起2021的间距，还可通过调节吸湿材料的吸收率进行调节。

本实施例2中，吸湿材料采用吸水海绵，其结构呈致密多孔状，能持续吸收和保持包装空间中的水汽，当吸收的水汽量达到一定程度时，插齿电极可通过海绵材料形成电通路。

可以理解的是，在本实施例1和实施例2中，导电浆料还可以用金浆、铜浆和铝浆等导电材料。

可以理解的是，在本实施例1和实施例2中，印刷的工艺还可以采用喷墨、丝网、凸版、柔印、转移印刷等。

可以理解的是，本实施例1中，吸湿材料还可以是化学合成或改性的纤维素纤维、纸质材料、吸收泡沫、超吸水聚合物、凝胶材料或具有同等功能的材料及混合物。

可以理解是，在本实施例1和实施例2中，该RFID标签可直接印刷制备在薄膜、纸基等包装盒材料上，有效降低了成本，与现有包装盒集成，形成带湿度检测的智能物流包装盒，可广泛应用与包装、物流领域。

除上述优选实施例外，本实用新型还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本实用新型作出各种改变和变形，只要不脱离本实用新型的精神，均应属于本实用新型所附权利要求所定义的范围。

Claims (6)

1.一种具有湿度传感功能的低成本RFID标签，其特征在于，包括射频天线、第一电极、第二电极和射频芯片，所述射频天线由环绕线圈构成，所述第一电极和第二电极均设置于所述环绕线圈的内部，且第一电极和第二电极的一端均通过射频芯片与射频天线连接，所述第一电极和第二电极的另一端通过吸湿材料连接，所述射频芯片用于检测第一电极和第二电极的通断电情况，所述射频天线、第一电极和第二电极均由导电浆料通过印刷印制于包装材料上。

2.根据权利要求1所述的RFID标签，其特征在于，所述射频天线为高频射频天线或超高频射频天线，所述高频射频天线的通讯频率为13.56MHz，所述超高频射频天线的通讯频率为920MHz。

3.根据权利要求1所述的RFID标签，其特征在于，所述第一电极上设有多个第一凸起，所述第二电极上设有多个第二凸起，所述第一凸起和第二凸起之间通过吸湿材料连接。

4.根据权利要求1所述的RFID标签，其特征在于，当射频芯片检测到第一电极和第二电极为通电状态时，此时空气湿度达到预设阈值；当射频芯片检测到第一电极和第二电极为断电状态时，此时空气湿度为干燥状态。

5.根据权利要求4所述的RFID标签，其特征在于，所述预设阈值可通过调节第一电极和第二电极的宽度、第一凸起和第二凸起的个数以及第一凸起和第二凸起的间距，还可通过调节吸湿材料的吸收率进行调节。

6.根据权利要求1所述的RFID标签，其特征在于，所述射频芯片具有射频通讯和电极通断检测功能，并能将通断电状态通过射频信号发送到外部设备中。