本發(fā)明涉及rfid標(biāo)簽紗線技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種uhf頻段的rfid標(biāo)簽紗線。
背景技術(shù)：
rfid(射頻識(shí)別)作為一種21世紀(jì)高智能化的先進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，目前已經(jīng)滲入人類日常生活中并逐漸發(fā)展壯大。一個(gè)完整的、可以正常工作的rfid系統(tǒng)至少包括兩個(gè)部分：電子標(biāo)簽和讀取裝置。電子標(biāo)簽是由耦合元件及芯片組成的超薄集成電路標(biāo)簽，其核心部件是芯片和負(fù)責(zé)接發(fā)信號(hào)的天線。與傳統(tǒng)的信息標(biāo)簽相比，如條形碼、二維碼，rfid標(biāo)簽的優(yōu)勢(shì)頗多，尤其是讀取距離遠(yuǎn)的uhf(超高頻)頻段的rfid標(biāo)簽(以下簡(jiǎn)稱為uhfrfid標(biāo)簽)，主要體現(xiàn)在讀取環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、多個(gè)同時(shí)讀取、存儲(chǔ)容量大、安全性好及可讀寫五大優(yōu)勢(shì)。鑒于這些好處，uhfrfid標(biāo)簽被廣泛應(yīng)用于物流、圖書館、商品、收費(fèi)站、軍事等各個(gè)方面。當(dāng)然，在紡織服裝行業(yè)，紡織服裝產(chǎn)品的信息標(biāo)識(shí)、庫存管理、服裝防偽等對(duì)uhfrfid標(biāo)簽具有很大的需求。
在紡織服裝與rfid結(jié)合的領(lǐng)域，希望uhfrfid標(biāo)簽?zāi)芘c服裝完美結(jié)合，成為服裝的一部分，既不影響服裝的外觀，也不影響服裝給人的舒適感?，F(xiàn)在市場(chǎng)上有許多不干膠紙層合uhfrfid標(biāo)簽，并得到一定程度的應(yīng)用，但其生產(chǎn)成本相對(duì)于紡織服裝行業(yè)的利潤率而言相對(duì)較高，且其機(jī)械物理性能相對(duì)于所標(biāo)記紡織服裝產(chǎn)品而言相差很大。中國專利(專利公開號(hào):cn203311453u)《用于服裝類產(chǎn)品的一種uhf頻段的rfid標(biāo)簽》，主要將用于服裝類產(chǎn)品的uhf頻段rfid標(biāo)簽通過不干膠將其正反兩面粘住，然后縫入服裝產(chǎn)品內(nèi)部，以完成對(duì)服裝的識(shí)別跟蹤。這種uhfrfid標(biāo)簽對(duì)于服裝上的使用還有很大的局限性，比如較薄的襯衫、內(nèi)衣等貼身服裝，即使不考慮標(biāo)簽采用縫入工藝帶來的問題，不干膠相對(duì)于紡織面料和人體體表而言較硬，很難自然而然的成為服裝的一部分和不給穿戴者的皮膚帶來潛在的損傷。對(duì)于那些很薄的服裝材料，不干膠rfid標(biāo)簽縫在外面影響了服裝的外觀，縫在內(nèi)部又影響穿著舒適感，且當(dāng)不干膠發(fā)生變形時(shí)，內(nèi)部標(biāo)簽很難恢復(fù)到原有的形狀，一定程度上也影響標(biāo)簽的讀取效果。中國專利(專利公開號(hào)：cn202563538u)《內(nèi)貼式防揭起rfid不干膠標(biāo)識(shí)》所述，標(biāo)簽結(jié)構(gòu)由內(nèi)向外依次設(shè)有第一不干膠層、正面印刷層、電子芯片層、反面印刷層、第二不干膠層和pet層。這種服裝內(nèi)貼式標(biāo)簽同樣存在前述專利所述標(biāo)簽的問題，影響穿著舒適感。此外，標(biāo)簽的讀取性能受所標(biāo)記的服裝材料電介質(zhì)性能差異的影響，上述專利聲明的標(biāo)簽都沒有給出具體的解決方案，且如何保護(hù)服裝在洗滌等機(jī)械作用力后其標(biāo)簽仍能較好的保持原來的讀取效果也存在一定缺陷。中國專利(專利公開號(hào)：cn1052607565a)《基于絲網(wǎng)印制得水洗嘜uhf頻段的rfid標(biāo)簽》，以洗標(biāo)布為印制天線的基片，采用絲網(wǎng)印刷的方法將導(dǎo)電油墨印制在基片上形成天線再與rfid芯片結(jié)合，再對(duì)芯片進(jìn)行涂層保護(hù)制成標(biāo)簽，這種方法雖然解決了可穿戴，耐水洗，讀取效果容易受影響的問題，但上述專利聲明的標(biāo)簽都是屬于二維平面的標(biāo)簽，依附在服裝的表面或內(nèi)層，表面積大，偽造者容易將其移植在偽造衣物上，以假亂真，偷竊者容易發(fā)現(xiàn)，將其移除完成偷盜。因此，上述的uhfrfid標(biāo)簽在防偽防盜方面并沒有十足的優(yōu)勢(shì)。
總之，目前已商業(yè)化應(yīng)用和專利公開的uhfrfid標(biāo)簽要么不耐水洗、要么柔軟性差等，服裝的使用性能或功能性在應(yīng)用后受到不同程度的影響，并且絕大多數(shù)的uhfrfid標(biāo)簽置于織物產(chǎn)品的表面，在防盜防偽方面明顯不足，這些缺陷阻礙了uhfrfid標(biāo)簽技術(shù)在紡織服裝行業(yè)的推廣應(yīng)用。因此就要求設(shè)計(jì)一種能夠完全“隱形”服裝內(nèi)部的uhfrfid標(biāo)簽，在防偽防盜方面有足夠的優(yōu)勢(shì)，并且一定程度上能夠耐水洗，柔韌性好，能隨衣物隨意彎曲折疊，讀取效果優(yōu)良。滿足這些要求的uhfrfid標(biāo)簽最優(yōu)形式是一維線狀。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種uhf頻段的rfid標(biāo)簽紗線，能夠完全隱藏于服裝內(nèi)部。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：提供一種uhf頻段的rfid標(biāo)簽紗線，包括rfid標(biāo)簽芯片，所述rfid標(biāo)簽芯片兩端連接有導(dǎo)電紗線/纖維，所述導(dǎo)電紗線/纖維作為天線；所述rfid標(biāo)簽芯片粘接貼附在承載紗線上；所述導(dǎo)電紗線/纖維螺旋纏繞在承載紗線上；所述標(biāo)簽外還通過包纏紗進(jìn)行包纏。
所述包纏紗為兩根，其中，一根為s捻向的包纏紗，另一根為z捻向的包纏紗。
所述rfid標(biāo)簽芯片處還通過柔性膠水進(jìn)行涂層處理。
所述承載紗線為長絲。
所述rfid標(biāo)簽芯片的阻抗與天線的阻抗?jié)M足以下關(guān)系：
有益效果
由于采用了上述的技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果：
(i)標(biāo)簽與服裝完美結(jié)合，不影響服裝的外觀和舒適性；(ii)標(biāo)簽天線為寬頻帶天線，使得標(biāo)簽受臨近處物體和材料的影響大大減小；(iii)標(biāo)簽完全“隱形”于服裝內(nèi)部，能承受一定的彎曲或變形且不易被發(fā)現(xiàn)，利于防偽防盜；(iv)標(biāo)簽結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便制作；(v)省卻在服裝上縫制標(biāo)簽這一步驟。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
本發(fā)明的實(shí)施方式涉及一種uhf頻段的rfid標(biāo)簽紗線，其由普通紗線為基底，導(dǎo)電紗線/纖維為天線，一對(duì)天線連接芯片兩端并與普通紗線形成包纏結(jié)構(gòu)的標(biāo)簽紗。如圖1所示，采用導(dǎo)電紗/纖維2作為偶極子天線，連接在芯片1的兩端，制成完整的uhfrfid標(biāo)簽，承載紗線5選用長絲紗為承載標(biāo)簽的基底，然后將芯片1粘接貼附在承載紗線5上，兩根天線2螺旋纏繞在承載紗線5上。由于此種芯片防水性能優(yōu)異，所以制得標(biāo)簽?zāi)退葱Ч芎谩Ｐ酒瑑啥寺菪p繞在承載紗線上的導(dǎo)電紗制得的螺旋偶極子天線，嵌入紗線中不會(huì)影響紗線的柔韌性，并且有一定的拉伸斷裂強(qiáng)度，不容易輕易受損。完成后再用細(xì)長絲作為包纏紗對(duì)標(biāo)簽所在位置進(jìn)行包纏，其中包纏紗共有兩根，一根為s捻向的包纏紗3，另一根為z捻向的包纏紗4，采用兩種捻向的交叉包纏可以使標(biāo)簽在承載紗線上更為牢固，不易滑移。然后再用柔性膠水在芯片1處進(jìn)行涂層處理，從而使得芯片1不會(huì)移動(dòng)。這樣會(huì)使整個(gè)標(biāo)簽完全隱藏于紗線，不易被看見并且不會(huì)影響紗線的柔軟性。
對(duì)于直線對(duì)稱振子，由于在臂上會(huì)出現(xiàn)反向電流，導(dǎo)致方向瓣分裂，垂直振子方向上的輻射減弱，天線增益下降。如果將振子臂的形式改成折線或螺旋曲線，利于用多線元之間射線波程差引起的相位差來補(bǔ)償電流的相位差，可降低副瓣，增強(qiáng)在振子對(duì)程軸方向的輻射，從而得到較高的增益。采用螺旋彎曲彎折的方法可以有效降低天線諧振頻率，控制天線的輸入阻抗。在半波偶極子天線的基礎(chǔ)上，本實(shí)施方式提出了一種尺寸縮減特性的偶極子天線——螺旋彎曲偶極子天線超高頻rfid標(biāo)簽紗。在基于紗線的uhfrfid標(biāo)簽中，偶極子天線在紗線中隨著纖維螺旋包芯纏繞，可以達(dá)到偶極子天線螺旋彎曲的效果，使天線增益增高，從而提高天線的信號(hào)傳輸，保證了所發(fā)明標(biāo)簽良好的讀取效果。
由于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，芯片日趨微型化，采用紗線作為承載基底，可以巧妙地與rfid標(biāo)簽結(jié)合。使得標(biāo)簽?zāi)芟衿胀喚€一樣織造成織物，做成服裝。這與采用不干膠縫合的rfid標(biāo)簽相比，完美的解決了在現(xiàn)有方案中不干膠與皮膚接觸的不適感問題或服裝外觀變差的問題，與絲網(wǎng)印刷的rfid標(biāo)簽相比，同樣具有耐水性，柔韌性好，不影響服裝的外觀特性的優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)具有“隱形”于服裝內(nèi)部，不易被發(fā)現(xiàn)的特性。并且與普通二維平面的rfid標(biāo)簽相比，本發(fā)明還省卻了將標(biāo)簽縫制在服裝上這一流程。采用螺旋彎曲偶極子天線提高了rfid標(biāo)簽的精度，提高標(biāo)簽的讀取距離，保證了所發(fā)明標(biāo)簽良好的讀取效果；導(dǎo)電紗質(zhì)地柔軟，可以隨著紗線彎曲，保證了所發(fā)明uhfrfid標(biāo)簽的抗彎折性能；阻抗匹配方面通過控制偶極子天線在承載紗線上的螺旋彎曲程度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
uhfrfid的表征指標(biāo)主要有兩個(gè)：最小功率和讀取距離。最小功率激活芯片的功率，使信號(hào)傳遞給讀寫器；讀取距離為標(biāo)簽到讀寫器天線的最大距離(沒有環(huán)境的干擾和外在的影響下)。最小功率一般以其功率反射系數(shù)來表征，為了獲得最大的功率傳輸，有必要讓天線阻抗與芯片阻抗良好匹配，因此本實(shí)施方式為了讓功率反射系數(shù)足夠小，從而也使得激活芯片的功率達(dá)到最小。
在式(1)中，f為頻率，γ(f)為功率反射系數(shù)，zc(f)表示芯片的阻抗，za表示了天線的阻抗，滿足上式時(shí)有關(guān)讀取距離方面的測(cè)試讀寫器能讀到標(biāo)簽的最大距離。
制作好的標(biāo)簽嵌入紗線，隨著織入服裝即可使用，當(dāng)然，制作的標(biāo)簽必須具備服裝的性能，如一些彎折、在水洗機(jī)械作用力下的穩(wěn)定性。通過柔性膠水固定芯片的標(biāo)簽接觸性能良好，粘合牢固，不受洗滌影響，結(jié)實(shí)耐用，并且標(biāo)簽體積很小，完全隱藏在服裝的內(nèi)部，在一般形變下都不會(huì)對(duì)標(biāo)簽的性能有較大影響。從而該標(biāo)簽的使用壽命與服裝一樣長，因此該種標(biāo)簽?zāi)軌蜻_(dá)到目前要求。標(biāo)簽隨著紗線織造成織物，隨后做成服裝。一方面這種標(biāo)簽?zāi)軌蚴∪?biāo)簽縫制在服裝上的步驟；另一方面，由于標(biāo)簽在織造的時(shí)候就已經(jīng)隨著紗線被整合到服裝的內(nèi)部，外觀跟普通紗線無異，只有制造商才知道標(biāo)簽的具體位置。因此，對(duì)于偽造者來說，無法將標(biāo)簽移到偽造品上，以假亂真，偽造工作難度增加，同樣偷盜者由于無法得知標(biāo)簽的具體位置，無法將其移除，很難完成偷竊。
不難發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明采用導(dǎo)電紗/纖維作為偶極子天線，連接在芯片的兩端，制成完整的uhfrfid標(biāo)簽。選用長絲紗為承載標(biāo)簽的基底，然后將芯片粘接貼附在承載紗線上，兩根天線螺旋纏繞在承載紗線上。用細(xì)長絲對(duì)標(biāo)簽所在位置進(jìn)行包纏，然后再用柔性膠水在芯片處做涂層處理。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的標(biāo)簽保留了紗線的柔軟性；賦予標(biāo)簽一定的柔韌性，能承受一定的彎曲變形；標(biāo)簽完美隱藏于服裝內(nèi)部，不易被發(fā)現(xiàn)；并且在服裝的制造過程中省卻了縫制標(biāo)簽的流程。