本實(shí)用新型涉及一種高頻射頻傳感器，特別是在自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)與餐飲自動(dòng)點(diǎn)菜系統(tǒng)中，通過(guò)載重變化自動(dòng)控制射頻模塊工作的傳感器模塊。

背景技術(shù)：

在高頻RFID標(biāo)簽應(yīng)用中，如何根據(jù)應(yīng)用環(huán)境變化控制標(biāo)簽的工作狀態(tài)和信息反饋，是物聯(lián)應(yīng)用的新技術(shù)點(diǎn)。例如在倉(cāng)儲(chǔ)與餐飲行業(yè)，通過(guò)物料盒是否載有貨物或食物，自動(dòng)判斷是否采集物料盒信息有效性，從而實(shí)現(xiàn)信息的智能判斷與采集。其中，通過(guò)壓敏稱(chēng)重參數(shù)設(shè)置閾值，初步判斷載物與否，在智能倉(cāng)儲(chǔ)和餐飲服務(wù)中用潛在的應(yīng)用。

現(xiàn)有技術(shù)情況下，一般添加額外的感應(yīng)模塊并設(shè)計(jì)獨(dú)立的環(huán)境參數(shù)信息采集系統(tǒng)，反饋到讀寫(xiě)控制器模塊，通過(guò)中央控制器實(shí)現(xiàn)有效判斷并反饋，這樣的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，一般環(huán)境參數(shù)感應(yīng)與采集需要輸入電源驅(qū)動(dòng)。這樣無(wú)法充分實(shí)現(xiàn)射頻標(biāo)簽無(wú)源特性應(yīng)用，特別是無(wú)法滿(mǎn)足小型化盛料盒的應(yīng)用特點(diǎn)，不能滿(mǎn)足智能判斷與多樣化業(yè)務(wù)的應(yīng)用。

綜上所述，針對(duì)應(yīng)用需求與現(xiàn)有射頻標(biāo)簽的特點(diǎn)，需要一種針對(duì)無(wú)源的壓敏控制射頻電子標(biāo)簽，標(biāo)簽本身集成壓力感應(yīng)與射頻功能，并且射頻功能有效與否由承受壓力大小相關(guān)控制，從而解決以上提到的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

實(shí)用新型目的：本實(shí)用新型的目的是實(shí)現(xiàn)一種通過(guò)載重壓力敏感設(shè)計(jì)控制的電子標(biāo)簽，解決上述的技術(shù)問(wèn)題，通過(guò)集成在同一標(biāo)簽內(nèi)壓敏部件在受載情況下阻抗變化的特點(diǎn)，調(diào)節(jié)射頻天線(xiàn)電路的整體阻抗。實(shí)現(xiàn)無(wú)源壓敏控制射頻標(biāo)簽的功能。新型設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)集成化高，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，實(shí)用性高。

技術(shù)方案：本實(shí)用新型所述的一種基于機(jī)械壓敏模塊的可調(diào)阻抗傳感高頻RFID模塊，包括基材，高頻射頻芯片，高頻射頻天線(xiàn)，阻抗壓敏單元和模塊支撐結(jié)構(gòu)，所述高頻射頻芯片，高頻射頻天線(xiàn)和阻抗壓敏單元嵌裝在所述基材上，所述高頻射頻天線(xiàn)與所述高頻射頻芯片電連接，所述阻抗壓敏單元與所述高頻射頻天線(xiàn)電連接，所述基材四邊角分別設(shè)有模塊支撐結(jié)構(gòu)；所述阻抗壓敏單元包括兩個(gè)壓電電阻感應(yīng)單元，可調(diào)電阻，彈性薄膜+和承壓板，所述兩個(gè)壓電電阻感應(yīng)單元與所述可調(diào)電阻電連接，所述彈性薄膜支撐在基材上，并形成允許彈性薄膜變形的足夠空腔，所述承壓板與所述彈性薄膜相 連接。

進(jìn)一步的，所述可調(diào)電阻放入阻值可調(diào)，且匹配射頻電路阻抗初始值。

進(jìn)一步的，所述兩個(gè)壓電電阻感應(yīng)單元相互串聯(lián)連接，串聯(lián)連接后與可調(diào)電阻并聯(lián)連接。

進(jìn)一步的，所述高頻射頻芯片和高頻射頻天線(xiàn)的工作頻率為13.56MHz，且支持ISO15693或ISO14443協(xié)議。

進(jìn)一步的，所述基材采用PET基材、聚氯乙烯基材或樹(shù)脂基材。

進(jìn)一步的，所述兩個(gè)壓電電阻感應(yīng)單元蝕刻在彈性薄膜上。

有益效果：本實(shí)用新型的有益效果如下：

(1)設(shè)計(jì)的標(biāo)簽?zāi)K集成了壓力感應(yīng)模塊和高頻射頻模塊功能，外界壓力作用下，設(shè)計(jì)的彈性薄膜發(fā)生彎曲變形，蝕刻在彈性薄膜底面上的壓電電阻單元，隨著彈性薄膜發(fā)生拉伸變形，由于其半導(dǎo)體的壓電電阻特性，其電阻系數(shù)變化率與所發(fā)生變形成正比；

(2)機(jī)械壓力敏控標(biāo)簽中分布兩個(gè)壓電電阻單元電串聯(lián)，然后與一可調(diào)電阻并聯(lián)，形成射頻天線(xiàn)的外接阻抗，與射頻天線(xiàn)共同組成射頻系統(tǒng)的阻抗電路，因此機(jī)械壓力產(chǎn)生的壓敏電阻變化就反映在射頻天線(xiàn)阻抗的變化；

(3)根據(jù)應(yīng)用中承載物重量范圍，設(shè)計(jì)壓敏電阻并調(diào)節(jié)并聯(lián)的可調(diào)電阻，當(dāng)承載重量達(dá)到定義的承物確認(rèn)閾值時(shí)，產(chǎn)生足夠的電阻變化，從而調(diào)整了射頻天線(xiàn)的外接匹配阻抗，滿(mǎn)足射頻正常工作的匹配阻抗設(shè)計(jì)；

(4)集成的力敏模塊無(wú)需外接電源，高頻射頻電子標(biāo)簽是指工作于13.56MHz的HF頻段的電子標(biāo)簽，無(wú)源器件滿(mǎn)足。支持ISO15693或ISO14443協(xié)議。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)主視圖；

圖2為圖1的結(jié)構(gòu)剖視圖。

具體實(shí)施方式

如圖1和圖2所示的一種基于機(jī)械壓敏模塊的可調(diào)阻抗傳感高頻RFID模塊，包括基材6，高頻射頻芯片3，高頻射頻天線(xiàn)4，阻抗壓敏單元5和模塊支撐結(jié)構(gòu)7，所述高頻射頻芯片3，高頻射頻天線(xiàn)4和阻抗壓敏單元5嵌裝在所述基材6上，所述高頻射頻天線(xiàn)4與所述高頻射頻芯片3通過(guò)電導(dǎo)線(xiàn)8電連接，所述阻抗壓敏單元5與所述高頻射頻天線(xiàn)4通過(guò)電導(dǎo)線(xiàn)8電連接，所述基材6四邊角分別設(shè)有模塊支撐結(jié)構(gòu)7；所述阻抗壓敏單元5包括兩個(gè)壓電電阻感應(yīng)單元2，可調(diào)電阻1，彈性薄膜10和承壓板11，所 述兩個(gè)壓電電阻感應(yīng)單元2與所述可調(diào)電阻1通過(guò)電導(dǎo)線(xiàn)8電連接，所述彈性薄膜10支撐在基材6上，并形成允許彈性薄膜變形的足夠空腔12，所述承壓板11與所述彈性薄膜10相連接。

所述可調(diào)電阻1放入阻值可調(diào)，且匹配射頻電路阻抗初始值。所述兩個(gè)壓電電阻感應(yīng)單元2相互串聯(lián)連接，串聯(lián)連接后與可調(diào)電阻1并聯(lián)連接。所述高頻射頻芯片3和高頻射頻天線(xiàn)4的工作頻率為13.56MHz，且支持ISO15693或ISO14443協(xié)議。所述基材6采用PET基材、聚氯乙烯基材或樹(shù)脂基材。

阻抗壓敏單元5與高頻射頻標(biāo)簽天線(xiàn)4相連接，形成射頻標(biāo)簽的可調(diào)阻抗結(jié)構(gòu)。阻抗壓敏單元阻值的變化，對(duì)射頻標(biāo)簽系統(tǒng)阻抗產(chǎn)生微調(diào)功能，控制射頻標(biāo)簽工作開(kāi)關(guān)特性。

阻抗壓敏單元5如圖2所示，由彈性薄膜10和兩個(gè)壓電電阻感應(yīng)單元2組成，彈性薄膜10嵌裝在基材中，在底部形成變形空腔，容許彈性薄膜在外部重量載荷加載情況下，產(chǎn)生彎曲變形。蝕刻在彈性薄膜上的一對(duì)壓電電阻隨著變形，改變壓電電阻材料導(dǎo)電率變化，產(chǎn)生壓電電阻變化量。

高頻射頻標(biāo)簽正常工作(觸發(fā)正常信號(hào)接收)的天線(xiàn)阻抗需要與設(shè)計(jì)匹配。對(duì)于電感耦合式射頻識(shí)別系統(tǒng)的天線(xiàn).在其尺寸不變的情況下，Q值越大意味著天線(xiàn)線(xiàn)圈中的電流強(qiáng)度越大，輸出功率越強(qiáng)，讀寫(xiě)距離就越遠(yuǎn)。品質(zhì)因數(shù)Q的計(jì)算公式為：

式中f0是工作頻率(13.56MHz)，L是天線(xiàn)的等效電感，R是天線(xiàn)的等效并聯(lián)電阻。天線(xiàn)設(shè)計(jì)完成后，定義射頻滿(mǎn)足帶寬的天線(xiàn)理想品質(zhì)因數(shù)為Q_Re，容錯(cuò)區(qū)間為+/-ΔQ。

外接正常工作并聯(lián)電阻閾值要求：

匹配并聯(lián)電阻阻值范圍R_Re為：之間。

設(shè)計(jì)壓電電阻敏感單元阻值變化率，使其在有效負(fù)重與空載情況下，電阻產(chǎn)生變化范圍2ΔR超過(guò)匹配并聯(lián)阻值范圍，從而實(shí)現(xiàn)由結(jié)構(gòu)是否負(fù)重控制射頻天線(xiàn)工作性能，實(shí)現(xiàn)智能控制功能。

以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何形式上的 限制，雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本實(shí)用新型，任何熟悉本專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。