RU1161U1 - Идентификационная метка для маркировки и распознавания объектов - Google Patents

Abstract

1. Идентификационная метка для маркировки и распознавания объектов, выполненная на диэлектрической пленке и закрепленная на объекте или его упаковке, отличающаяся тем, что на поверхности диэлектрической пленки размещен электрический колебательный контур, выполненный из электропроводящего материала, например электропроводной краски, пасты или фольги, причем индуктивный элемент колебательного контура выполнен в виде двух плоских спиралей, расположенных по обе стороны диэлектрической пленки, направление закрутки одной плоской спирали от ее центра противоположно направлению закрутки другой плоской спирали, в центре каждой плоской спирали расположены контактные площадки, соединенные между собой через металлизированное отверстие, внутренние витки плоских спиралей соединены с указанными контактными площадками, а емкостные элементы колебательного контура выполнены в виде полосковых металлизированных площадок с прорезью, охватывающих индуктивные элементы, внешние витки которых соединены с полосковыми металлизированными площадками.2. Метка по п. 1, отличающаяся тем, что па нее наклеена защитная непрозрачная пленка с штриховыми метками или другими изображениями, кодирующие признаки которых отличаются от идентификационных признаков объекта.3. Метка по п. 1, отличающаяся тем, что она закреплена на внутренней поверхности упаковки объекта, причем положение центра индуктивных элементов помечено на внешней поверхности упаковки соответствующим маркером.

Description

Изобретение относится к маркировке предметов различного назначения при упаковке, транспортировке и хранении и предназначено, в частности, для код фовашш и последующего автоматического распознавания объектов с обеспечением секретности информации об истошном характере маркрфуемого объекта.

Известен ярльж (идентификационная метка) I для опознавания багажа, содержащий плоскую пластину исредства для крепления ее на багаже. На ярлыке имеется одна из группы отличительных геометрических форм, окрашенная в один из выбранных цветов. Внутри упомянутой формы нанесен алфавитно-цифровой символ. На карточке владельца нанесена такая же геометрическая форма и такой же алфавитно-цифровой , что и на ярлыке, - по которым может быть опознан маркируемый объект и установлен владелец.

Недостатком известной идентификационной метки является ее 1тформаш1онная незащщенность, что обеспечивает большую возможность несашсциоШфованного распознаванрьч.

Известна идентификационная метка. 21 . выполненная в виде металлической пласи-шы, обработанной радиоактивным веществом и прикрепленной к грузу.

Измерение радрюактивности снаруж контейнера, в который помещен груз, позволяет распознавать тип груза и срок его нахождения в KOHTetoepe.

Недостатком такой идентифукашюнной метки является опасность для

здоровья людей.

Наиболее близкой по технической с даости к предлагаемому техническому решенрш является идентификационная метка - кодированная этикетка 3, содержащая множество последовательных сегментов с различной отражающей способностью, выполненная, например, на Диэлектрической пленке, закрепленной на объекте или его упаковке. Каждая пара таких сегментов позволяет закодировать признаки объекта, сгруппированЕйю по функциям.

Такая идентификационная метка имеет недостаточную информационную

защищенность от несанкционированного распознавания.

В предлагаемой индентификационной метке устраняются отмеченные выще недостатки и обеспечивается уменьшение вероятности несанкциошфованного распознавания иденти(|8Жационных признаков объекта.

Это достигается в иденти(|шсационной метке маркировки и распознавания объектов, выполненной на диэлектрической пленке и закрепленной на объекте или его упаковке, тем, что на поверхности диэлектрической пленки размещен электрический колебательный контур, выполненный из электропроводящего материала, например, электропроводной краски, :пясты или;фольги, причем индуктивный элемент колеб-ательного контура выполнен в виде двух плоских спиралей, расположенных по обе стороны диэлектрической пленки, направление закрутки одной плоской спирали от ее центра противоположно направлению закрутки другой плоской спирали, в центре каждой, плоской спирали расположены контактные площадки, соединенные между собой через металлр1зированное отверстие, внутренние витки плоск11Х сшфалей соединены с указанными контактными площадками, а емкостные элементы

Чг.

колебательного рюнтура выполнены з виде полосковых металлизрфованных шющадок с прорезями, охватывающих индуктивные элементы, внешние нviтки которых соединены с полосковыми металлизированными площадкам -, а также тем, что на нее наклеена защитная непрозрачная пленка с штриховыг ш

метками или друп1ми изображеш ями, кодирующие признаки которых отличаются от идентификационных признаков объекта, и тем, что метка закреплена на внутренней поверхности упаковки объекта, причем положение центра ршдуктивных элементов намечено на внешней поверхности упаковки соответствующим маркером.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:

-на фиг.1 приведены изображения идентификационных меток с одной стороны диэлектрической пленки;

-на фиг.2 приведены изображения иденти(|&1кационных меток с другой стороны диэлектрической пленки;

-на фиг.З приведен разрез идентификационной метки;

на фиг.4 показаны различные варианты расположения идентификационных меток на поверхности распознаваемого объекта или его упаковки; .

-на фиг.5 приведена блок-схема устройства, осуществляющего считывание информации с идентиф1жационных меток;

-на фиг.б показано взаимодействие ршдуктора с идентификацрюнной меткой;

-на фиг.7 изображена проекция индуктора (вид сверху);

-на фиг.З показана электрическая схема взаимодействия катушки индуктивности индутстора с элементом индуктивности идентификационной метки;

-на фиг.9 приведена эквивалентная схема электрических цепей

,

1шдуктора и идект11ф1 кац1юнной метки.

Предлагаемая идентификащ-юнная метка выполнена в виде колебательного LC - контура, индуктивный (L) элемент которого выполнен в виде двух плоских сш-фалей I и 2 (фиг.1 и (|иг.2), расположенных по обе стороны диэлектрической пленки.3 (фиг.З). В центре каждой спрфали расположеьш контактные площадки 4 и 5, соединенные между собой через металлизрфованное отверстие 6 (фиг.З).

Емкостные (С) элементы колебательного контура выполнены в виде полосковых металлизированных площадок 7 и 8 с прорезями 9 и 10.

Кольцеобразные металлизированные площадки 7 охватывают плоские сшфали I, а металлизированные площадки 8 охватывают спирали 2.

Направления закрутки спиралей I и 2 от их центра являются противоположными (показаны на фиг.1 и 2 круговыми стрелками).

Внешние витки спиралей I и 2 соединены соответственно с полосковыми металлизрфовашшми площадками 7 и 8.

На фиг.4 показаны варианты крепления идентификащаднной метки II на объект 12 (предмет, багаж, оборудование, контейнер и т.п.) или упаковку предмета.

На фиг.4а идентификационная метка II закрепляется в определенном месте на внешней поверхности объекта, а на фиг.46 - на внутренней поверхности упаковкр- - неметаллической.

ЗакреплеШЮ может осуществляться с помощью клеевого состава или липкого слоя, предварительно нанесенного на идентификационную метку (на чертеже не показан).

Центр метки помечается специальньм маркером 13, нанесенным краской, например, в виде несмываемой точки или крестика.

На фиг.5 изображена блок-схема устройства, позволяющего считывать

ii

1-1Н(|)Ормэц1Ш с идентифущировакных меток II о кош-фующих признаках объекта 12.

Устройство содерзкит генератор 14 качающейся частоты (cBiin-reHepaTop), генератор 15 горообразного напряжения, выход которого подключен к управляющему входу генератора 14, выход которого со входом усилителя 16, выход которого подключен к ршдуктору 17; демодулятор 18, блок 19 определения экстремума сигнала, блок 20 регистрации и блок 21 управления и сршхронизации.

Вход опорного сигнала демодулятора 18 подключен к выходу генератора 14 качающейся частоты, второй вход демодулятора 18 соединен с выходом усижтеля 16, а выход подключен к измерительному входу блока 19 определения экстремума, выходы которого соединены с соответствующими входами блока 20 регистрации и блока 21 управлении и син фонизации, выходы которого подключены к управляющим . и С1шхронизирующим входам генераторов 14 и 15 и блоков 19 и 20.

Фиг.6 иллюстрирует способ индуктивного взаимодействия индуктора 17 с идентификационной меткой II, закрепленной на поверхности объекта 12 (или его упаковки).

Индуктор 17 состоит из корпуса 22, катушки -юдуктивности 23 и

визирного стекла 24. - - --„.

, На ф11Г.7 показан инд тстор 17 (вид сверху). В центре индуктора 17 расположено визрфное стекло 24 с визирным перекрестием 25.

Идентификационная метка II представляет собой, по существу, пассивный электрорадиоэлемент-колебательны - LC-контур.

Инд гктивный элемент (L) такого контура образован двумя плоскими сШфалягии I и 2, соед1-шенньм1 между собой через контактные площадки 4 и 5 и металлиз1фова1шое отверстие 6.

- НаправлеЫШ закрутки спиралей I и 2 выбраны таким образом, чтобы получалось согласованное включение их между собой, т.е. чтобы при возбуждении их индуктором 17 сигналы, наводимые в них суммировались.

По существу, спирали I и. 2 образуют двухслойную катушку индуктивности (L-элемент).

Величина индуктивности такой катушки индуктивности может быть ориентировочно определена по формуле 4.

L 24,75 D /W. Ig 4D /t I0 мкГн, (I)

Б..„ - средний диаметр спирали, см;

t - радиальная ширина намотки, см;

п - число витков.

Емкостный элемент (С) , колебательного контура образован дЬумя полосковыми металлизированными площадками 7 и 8, расположенными с двух сторон тонкой др1электрической пленки 3.

Полосковые металлизированные площадки 7 и 8 схватывают плоские спирал I и 2 для того, чтобы суммарная площадь, занимаемая идентиф11кационной меткой II была минимальной. При изготовлении метки Г1 площадки 7 и 8 будут перекрывать друг друга и образуют плоский конденсатор (e жocтнoй элемент С).

Прорези 9 и 10 служат для того, чтобы площадки 7 и 8 не образовывали короткозамкнутый виток, который фактически шунтировал бы индуктивный (L) элемент. - - Емкость такого плоскопараллельного конденсатора может быть определена по формуле (см. Ю.Ф.Скрипников, Колебательный контур Энергия M.I970, с.5-6):

с 0,88б83/а Пф1()

где: S - площадь пластрш, /скг/;

а - рассто5шие между пластинами, /мм/;

- диэлектрическая проницаемость материала между обкладкагум.

При этом колебательный контур, образованный L и С-элементами идентификацуюнной метки характеризуется собственной резонансной частотой /Q, определяемой из вьфажения:

/Q 1/2% (3)

Предлагаемая идентификационная метка для маркироыш и распознавать объектов используется следующим образом.

Изготовленная вышеуказанным способом идентификационная метка II наклеивается на объект 12 (или его упаковку). При закреплении метки II на внешней поверхности объекта 12 (фиг.4а) на нее дополнительно с целью дополнительной защиты от раскрытия истиннного характера объекта может быть наклеена непрозрачная пленка, например, со штриховыми или другими изображениям -, кодирующие признаки которых отличаются от идентификационных признаков объекта (на чертеже не изображена).

При закреплении метки II на внутренней поверхности .упаковки объекта 12 (фиг.46) положение центра ршдуктивного элемента должно быть помечено на внешней поверхности упаковки объекта 12 cooTBeTCTByBUiHM маркером (:рест1-1ком или точкой, которые могут быть нанесены яркой краской).--- - -

При поступлеш-ш объекта 12 в приемный пункт, напригиер, на таможенньы досмотр, используется устройство с ушдуктором, схема которого приведена на фиг.5..

Лицо, осуществляющее и распознаванрю постугшвших грузов

(багажа, контьйнерсв и т.д.) подносит 1-шдуктор I к месту расположения идентифигсащюнкой метю II и совмещает центр визгфного перекрестяя 25 (см. фиг.6 и 7) с центром идентификационной метки и затем вк.1ючает устройство.

Устройство работает следуюнцш образом.

Блок 21 тзраЕлешш и синхронизации запускает генератор 15 пилообразного напряжения, генератор 14 качающейся частоты, а также блок 19 определеш1я экстремума сигнала и блок 20 регистращ-Д.

Генератор 15 начинает формировать линейно возрастающее (или линейно убывающее) напряжение, которое поступает на управляющий вход генератора 14. Генератор 14 формирует на своем выходе переменный синусоидальный сигнал постоянной (стабильной) амплитуды, но с плавныги изменением частоты. Этот сигнал усиливается усилителем 16 и поступает в катущку индуктивности 23 индуктора 17.,

Вокруг катушки индуктивности 23 индуктора 17 создается переменное электромагнитное поле, силовые линии которого показаны на фиг.6. Силовые лини11 электромагш1тного поля пронизывают витки ршдуктивного элемента идентиф11кационной метки II и возбуждают в индуктивном элементе метки э.д.с. Поскольку электромагнитное поле изменяется с переменной частотой, то в ЬС-контуре идентификационной метки II возникают вьшужденные электрические колебания той же частоты.

Электрическая схема, поясняющая взаимодействие i-шдуктора 17 с идентификационной меткой II посредством ршдуктивной взаимосвязи приведена на фиг.8.

Через R и L обозначены соответственно активное сопротивление и индуктивность шдуктора 17, а через R, 1 и С - активное сопротивление, ршдуктивность и емкость вторичного контура, которы,является колбб5Т9Льньп1 ic-контур идентификационной меткиII, При этом

через М, обозначен козфб 1Щ1энт взаимной инд к-тиБности,по которому

можно определить коэффициэнт связи К. между контурами исопротивление

связи Х.,,;

Zf

KCB -- / (-i)

Из теории связанных контуров 4 известно, что вторичный контур вносит в первичный контур активное активное сопротивление:

н (ов/2|)х (б) и реактивное: н - «1в

где Z.,, - полное сопротивление вторичного контура.

:--: Во вторичном контуре (идентификационной метке) по-д - :лействием возбужденной э.д.с. создается переменньй ток, величина которого зависят от со.противления связи Х и коэф|)|1циента связи (см. выражеш{я

(4), (5)).

Полное сопротивление вторичного контура определяется по формуле:

2 /R 4- (colg - I/ (оС.(8)

При резонзнсе, т.е. когда

VV ,S

I

2г) .. (7)

..u 27Г /.,, второй член подкоренного Еьфзжения обратится в VU,

ноль, т.к.

О),.,, и о d о 2

Zg будет достигать своего минимального значеш1Я, т.е. z, R. Поэтому в соотвествии с выражениями (6) и (7) и будут достигать своего

минимального значения.

Как следует из эквивалентной схемы, приведенной на фиг.9, это приведет к резкому увеличению вносимой нагрузки (К и Х.) в первичную цепь (т.е. в индуктор 17).

Увеличение нагрузки на выходе усилителя 16 приведет, в свою очередь, к изменению уровня сигнала на его выходе (при правильном соотношении выходного сопротивления усилителя и сопротивлешш нагрузки). Демодулятор 18 выделит огибающую сигнала переменной частоты, которая будет иметь экстремальное значение при / /.

Блок 19 определения экстремума сигнала сформирует на своем выходе пиковый сигнал в момент достижения сигналом на выходе демодулятора 18 своего экстремального значения.

По моменту формирования пикового Сигнала блок 21 управления и синхронизации выдает в блок 20 регистрации цифровой код, соответствующий резонансной частоте / колебательного LC-контура, принадлежащего идентификационной метке II и, следовательно, опознаваемому объекту 12.

Схемы блоков устройства (фиг.5) не раскрываются, поскольку могут быть выполнены по различньш вариантам и не являются предметом данной заявки.

Поскольку параметры идентифгжационных меток (Ь и С) зависят от геометрических размеров, от числа витков ршдуктивного элемента и от

sifi. on.

других велшшн (см.вьфажения (I) и (2), то резонансщто частоту такого колебательного контура можно варьировать в ш-фоких пределах, т.е. диапазон задаваемых значений кода (признака объекта) может быть вполне достато -шым для практического применения.

Как показывают экспериментальные данные для реально достижршых размеров идентифиьсационной метки мгл, 20л20 тл, мм и др. значение резонансной частоты находится в области сотен кГц.

Изготовление предлагаемой идентификационной метке не вызывает затруднений. Она может быть изготовлена методами фотолитографии, напыления, а также нанесением электропроводщей краски или пасты на диэлектрическ то пленку через трафареты. Выполнение переходных отверстий в контактных площадках с последуюнц-ш заполнением их электропроводящей пастой также не является технологически сложной операцией.

Использование предлагаемой идентификационной меткр для маркировки и распознавания объектов в отличие от известных меток основано совершенно на другом физическом, принщше код фования признаков (заданием резонансной частоты колебательного с помощью выбора определенных геометрических характеристж элементов, образующих контур). Такой способ код1фоваш-1я признаков не является явньпл и наглядным, как наприглер, . кодирование с помощью штриховых меток. Указанное обстоятельство затрудняет несанкциошфованное распознавание идентификационных признаков.

Друп-1М достоинством предлагаемой идентификационной метки является то, что она может располагаться с внутренней поверхности объекта, что также уменьшает вероятность несгнкциошфованного распознавания.

распознавания на метку может быть наклеена непрозрачная пленка с. штриховыми метками или другими изображениями, кодирующие признаки которых отличаются от идентификащюнных признаков объекта. Это своего рода маск фовка для предотвращения несанкщ-юн фованного распоанавашш истошного характера объекта, что имеет значение nppi хранении и транспортировке объектов с повышенной секретностью.

При этом указанная непрозрачная пленка не препятствует электромагнитному взаимодействию индуктора с предлагаемой идентификационной меткой.

Источники информации:

1.Патент США N 4180284, М.кл.5 G 09Р 3/00, 1979.

2.Заявка Великобритании N 2147265, М.кл.5 G09F 3/00, 1985.

3.Патент Франции N 2166991, М.кл.5 G09F 3/00, 1973 - прототш.

4.Ю.Ф.Скрипников. Колебательный контур, Энергия, M.I970.

s

Автрры:

В.М.Киселев

В.Н.Лукерчекко

В.А.Янушкевич

Claims (3)

1. Идентификационная метка для маркировки и распознавания объектов, выполненная на диэлектрической пленке и закрепленная на объекте или его упаковке, отличающаяся тем, что на поверхности диэлектрической пленки размещен электрический колебательный контур, выполненный из электропроводящего материала, например электропроводной краски, пасты или фольги, причем индуктивный элемент колебательного контура выполнен в виде двух плоских спиралей, расположенных по обе стороны диэлектрической пленки, направление закрутки одной плоской спирали от ее центра противоположно направлению закрутки другой плоской спирали, в центре каждой плоской спирали расположены контактные площадки, соединенные между собой через металлизированное отверстие, внутренние витки плоских спиралей соединены с указанными контактными площадками, а емкостные элементы колебательного контура выполнены в виде полосковых металлизированных площадок с прорезью, охватывающих индуктивные элементы, внешние витки которых соединены с полосковыми металлизированными площадками.

2. Метка по п. 1, отличающаяся тем, что па нее наклеена защитная непрозрачная пленка с штриховыми метками или другими изображениями, кодирующие признаки которых отличаются от идентификационных признаков объекта.

3. Метка по п. 1, отличающаяся тем, что она закреплена на внутренней поверхности упаковки объекта, причем положение центра индуктивных элементов помечено на внешней поверхности упаковки соответствующим маркером.