CN212164570U - 一种应用于畜牧业的rfid耳标 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及无线通讯技术领域，公开了一种应用于畜牧业的RFID耳标，所述耳标包括耳标外壳和通过注塑进入所述耳标外壳中的RFID标签，所述RFID标签包括天线、芯片和基板；其中，所述天线与所述芯片匹配，所述天线包括匹配环以及与所述匹配环相连的偶极子，所述匹配环上的馈电点与所述芯片连接，所述偶极子具有左侧振荡臂和右侧振荡臂，所述左侧振荡臂和所述右侧振荡臂为非对称设计，且所述左侧振荡臂和所述右侧振荡臂均具有若干个弯折形成的U型槽。本实用新型调整匹配环的尺寸及U型槽的深度来调节天线的阻抗，使天线阻抗与芯片共轭，使标签输出最大功率，采用固定式标签专业测试设备读距达到6m以上。

Description

一种应用于畜牧业的RFID耳标

技术领域

本实用新型实施方式涉及无线通讯技术领域，特别是涉及一种应用于畜牧业的RFID耳标。

背景技术

动物疫病是影响动物性食品安全卫生的主要问题之一。动物疫病的蔓延，不仅会对畜禽和人类安全造成危害，而且会对一个地区的整体形象造成极坏的影响。当动物患有疾病时，不仅会使畜产品质量降低，而且通过肉、乳、蛋及其制品将疾病传染给人，引起食物中毒、人畜共患传染病或寄生虫病发生，影响食用者的身体健康和生命安全，甚至危及国家安全和社会稳定。为了有效控制疫病的发生、传播和扩散，需要从源头上寻找疫病源，从而从根本上切断疫病传播途径。

畜牧信息种类繁多，数量巨大，凭原有的人工模式，势必捉襟见肘，难以为继。为此建立动物溯源体系是解决好动物性食品安全问题一项基础工作，十分必要，势在必行。

为了解决从动物养殖、屠宰、加工、仓储、物流运输等恶劣环境下的数据采集、标识与追踪，需建立动物溯源信息化管理系统，综合运用条码识别、射频识别(RFID)等物联网行业技术，将采集的数据通过通信网络相互连接起来，进行信息交换和通讯，实施智能化识别、定位、跟踪、监控和管理，实现对动物性食品的生产、加工、运输、流通、零售各个环节的溯源信息进行标识、登记、监管和预防分析。

在多数应用中，都希望RFID标签天线能够实现稳定的远距离读取，但实际上RFID天线在进行远距离读取时的稳定性欠佳，容易产生误差，而且RFID天线容易受环境影响。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供一种应用于畜牧业的RFID耳标，能够延长耳标的寿命，使耳标能长时间在户外使用。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供以下技术方案：提供一种应用于畜牧业的RFID耳标，所述耳标包括耳标外壳和通过注塑进入所述耳标外壳中的RFID标签，所述RFID标签包括天线、芯片和基板；其中，所述天线与所述芯片匹配，所述天线包括匹配环以及与所述匹配环相连的偶极子，所述匹配环上的馈电点与所述芯片连接，所述偶极子具有左侧振荡臂和右侧振荡臂，所述左侧振荡臂和所述右侧振荡臂分别与所述匹配环相连，所述左侧振荡臂和所述右侧振荡臂为非对称设计，且所述左侧振荡臂和所述右侧振荡臂均具有若干个弯折形成的U型槽。

在一些实施例中，所述匹配环为多边形、椭圆形或圆形中的一种。

在一些实施例中，所述芯片位于所述匹配环上靠近所述右侧振荡臂的一侧。

在一些实施例中，所述耳标外壳的材料为热可塑性聚氨酯(TPU)。

在一些实施例中，所述天线采用Cu金属材料制成。

在一些实施例中，所述基板的材质为PI基材。

在一些实施例中，所述RFID标签采用FPC工艺，所述芯片采用QFN 封装工艺，所述芯片与所述天线的连接采用SMT工艺。

在一些实施例中，通过调整所述匹配环的尺寸及所述U型槽的深度和/或数量来实现天线与芯片的共轭匹配。

在一些实施例中，所述左侧振荡臂具有两处弯折形成两个U型槽，所述右侧振荡臂具有四处弯折形成四个U型槽。

在一些实施例中，所述基板的长度尺寸范围为44mm～48mm，宽度尺寸范围为26mm～30mm，厚度尺寸范围为0.1mm～0.3mm。

本实用新型实施方式的有益效果是：

1、所述左侧振荡臂和所述右侧振荡臂为非对称设计，并且可通过调整匹配环的尺寸及U型槽的深度或者数量来调节天线的阻抗，使天线阻抗与芯片共轭，使标签输出最大功率，从而进一步延长读写距离；

2、标签柔软性较好，可以耐弯折，在应用环境中具有寿命长且对户外环境有很强的耐受性。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本实用新型实施例提供的一种应用于畜牧业的RFID耳标的平面示意图；

图2是图1所示的RFID标签的平面示意图；

图3是图2所示的RFID标签的结构示意图；

图4是本实用新型实施例天线的结构示意图；

图5是本实用新型实施例天线的尺寸图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本实用新型。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

在现有技术中，动物的追溯及相关系统的建立通过耳标的形式建立相关数据库，耳标的标识通过二维码及数字的形式达到标识的目的。在实际使用中可以通过便携式设备扫二维码获取相关数据以用来查询该标识物的信息，从而了解该标识物的投喂，疫情，生长等讯息。其中耳标采用TPU材料制作，具有环保且对生物无害特性，二维码和数字采用激光打印的方式打印上去。该方式可以简单的标识并且获取相应的疫情等信息，但是存在标识寿命较短，读取受光源影响较大等缺点，且每次只能近距离读取，耗时费力。

还有的利用RFID技术，采用高周波压合方式，将常规不干胶标签封装进入耳标，使耳标能够远距离读取，耳标封装后具有一定的内存空间进行数据的写入。但此封装较简单无法做到防水，耐老化较差，长时间应用有可能出现分层，使功能失效等现象，且失效后标识信息较难重新获取。

请一并参阅图1、图2和图3，本实用新型提供的一种应用于畜牧业的RFID耳标，包括耳标外壳100和通过注塑进入所述耳标外壳中的 RFID标签200，所述RFID标签200包括天线210、芯片220和基板230；其中，所述天线210与所述芯片220匹配，所述天线210包括匹配环211 以及与所述匹配环相连的偶极子，所述匹配环211上的馈电点与所述芯片220连接，所述偶极子具有左侧振荡臂212和右侧振荡臂213，所述左侧振荡臂212和所述右侧振荡臂213分别与所述匹配环211相连，所述左侧振荡臂212和所述右侧振荡臂213为非对称设计，且所述左侧振荡臂212和所述右侧振荡臂213均具有若干个弯折形成的U型槽。

所述偶极子具有多次弯折，可以在减小所述天线210尺寸的同时保证所述天线210具有较高的增益。

所述天线210通过所述偶极子与所述匹配环211耦合，耦合的存在可以获得较宽的频带，从而实现远距离传输信号。

所述匹配环211的形状可为多边形、椭圆形或圆形中的一种，通过调整所述匹配环211的尺寸、所述U型槽的深度，或者调整所述U型槽的数量来实现所述天线210与所述芯片220的共轭匹配。共轭匹配是指在信号源给定的情况下，共轭匹配在信号源给定的情况下，输出功率取决于负载电阻与信号源内阻之比K，当两者相等，即K＝1时，输出功率最大。本实施例中应用于畜牧业的RFID耳标中天线210与芯片220的共轭匹配是指天线210的阻抗与芯片220的阻抗共轭匹配，使回波损耗较小，所述RFID标签200的效率增强，从而输出最大功率。天线210 的输出功率最大，其传输距离相应地延长，因而可进一步延长所述RFID 标签200的读写距离。

所述芯片220位于所述匹配环211上靠近所述右侧振荡臂213的一侧，可以有效减小动物耳朵对天线增益的影响。

所述耳标外壳100的材料为热可塑性聚氨酯(TPU)，此材料为动物环保材料，对生物无害，同时所述RFID标签200采用二次成型技术，将所述RFID标签200完全注塑进入所述耳标外壳100中，使所述耳标具有IP67防护等级，不易老化，可长时间在户外使用，避免所述RFID 标签功能失效。

所述RFID标签200采用FPC工艺，所述天线210采用Cu金属材料制成，所述基板230的材质为PI基材，具有耐高温特性，且弯折性能强；所述芯片220具有多个引脚焊盘，采用QFN封装工艺，能提供卓越的电性能及散热性能；所述芯片220与所述天线210的连接采用SMT焊接工艺。

在本实施例中，所述匹配环211为矩形，所述左侧振荡臂212与所述右侧振荡臂213分别与所述匹配环211的下部连接，所述左侧振荡臂 212具有两处弯折形成两个U型槽，所述右侧振荡臂213具有四处弯折形成四个U型槽，每个U型槽的尺寸可以相同也可以不同，本领域技术人员可以通过改变所述U型槽的深度来实现所述天线210与所述芯片 220的共轭匹配，延长所述RFID标签200的读写距离。

使用时可以将上述耳标安装在动物的耳朵上，所述芯片220携带有相应的信息，此时所述RFID标签具有对外通讯能力，就可以对动物的相关信息起到标识作用。

在畜牧耳标中设有上述天线210、芯片220以及基板230，可以有效减小动物耳朵对天线增益的影响，实现远距离读写。

上述实施例中，各部分的尺寸可以按照国标尺寸进行设置，如图3 所示，在本实用新型的一实施例中，整体RFID标签尺寸为46X28mm，厚度为0.2mm，所述天线210的整体尺寸为44X26mm，圆角倒角为半径1mm，所述匹配环211的大小为15.86X5.93mm，匹配环211的环内尺寸为 4.59X13.33mm，芯片220处采用6PAD式样，焊盘大小根据芯片QFN封装设计，匹配环211下部宽度为1.86mm。

左侧振荡臂212是由两条水平矩形块S1、水平矩形块S2和两条垂直矩形块T1、垂直矩形块T2构成，形成2个U型槽。垂直矩形块T1为宽度26mm，长度5.29mm矩形块，垂直矩形块T2为宽度23.76mm，长度为1.58mm矩形块。水平矩形块S1的尺寸为3.39X7.58mm，水平矩形块S2的尺寸为1.86X3.87mm。

右侧振荡臂213是由四条水平矩形块S3、水平矩形块S4、水平矩形块S5、水平矩形块S6和四条垂直矩形块T3、垂直矩形块T4、垂直矩形块T5、垂直矩形块T6构成，形成四个U型槽，水平矩形块S3为宽度 8.58mm，长度3.22mm矩形块，水平矩形块S4为宽度5.58mm，长度3.22mm 矩形块，水平矩形块S5为宽度5.58mm，长度3.22mm矩形块，水平矩形块S6为宽度1.86mm，长度4.15mm矩形块，

垂直矩形块T3为宽度26mm，长度为5.37mm矩形块,垂直矩形块T4 为宽度21.49mm，长度为1.58mm矩形块，垂直矩形块T5为宽度17.12mm，长度为1.58mm矩形块，垂直矩形块T6为宽度19.32mm，长度为1.58mm 矩形块。

本实用新型实施例提供的一种应用于畜牧业的RFID耳标，采用二次成型技术，将RFID标签完全注塑进入TPU的外壳中，使耳标具有IP67 防护等级，且标签柔软性较好，可以耐弯折，在应用环境中寿命长，对户外环境有很强的耐受性；通过调整匹配环大小以及U形槽深度和或数量来使天线与芯片阻抗匹配，从而延长读写距离，采用固定式标签专业测试设备读距可达到6m以上。

需要说明的是，本实用新型的说明书及其附图中给出了本实用新型的较佳的实施方式，但是，本实用新型可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施方式，这些实施方式不作为对本实用新型内容的额外限制，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。并且，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施方式，均视为本实用新型说明书记载的范围；进一步地，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种应用于畜牧业的RFID耳标，其特征在于，所述耳标包括耳标外壳和通过注塑进入所述耳标外壳中的RFID标签，所述RFID标签包括天线、芯片和基板；其中，

所述天线与所述芯片匹配，所述天线包括匹配环以及与所述匹配环相连的偶极子，所述匹配环上的馈电点与所述芯片连接，所述偶极子具有左侧振荡臂和右侧振荡臂，所述左侧振荡臂和所述右侧振荡臂分别与所述匹配环相连，所述左侧振荡臂和所述右侧振荡臂为非对称设计，且所述左侧振荡臂和所述右侧振荡臂均具有若干个弯折形成的U型槽。

2.根据权利要求1所述的RFID耳标，其特征在于，

所述匹配环为多边形、椭圆形或圆形中的一种。

3.根据权利要求2所述的RFID耳标，其特征在于，

所述芯片位于所述匹配环上靠近所述右侧振荡臂的一侧。

4.根据权利要求1所述的RFID耳标，其特征在于，

所述耳标外壳的材料为热可塑性聚氨酯(TPU)。

5.根据权利要求1所述的RFID耳标，其特征在于，

所述天线采用Cu金属材料制成。

6.根据权利要求1所述的RFID耳标，其特征在于，

所述基板的材质为PI基材。

7.根据权利要求1所述的RFID耳标，其特征在于，

所述RFID标签采用FPC工艺，所述芯片采用QFN封装工艺，所述芯片与所述天线的连接采用SMT工艺。

8.根据权利要求1所述的RFID耳标，其特征在于，

通过调整所述匹配环的尺寸及所述U型槽的深度和/或数量来实现天线与芯片的共轭匹配。

9.根据权利要求1所述的RFID耳标，其特征在于，

所述左侧振荡臂具有两处弯折形成两个U型槽，所述右侧振荡臂具有四处弯折形成四个U型槽。

10.根据权利要求6所述的RFID耳标，其特征在于，

所述基板的长度尺寸范围为44mm～48mm，宽度尺寸范围为26mm～30mm，厚度尺寸范围为0.1mm～0.3mm。

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