一種基于車船牌照的無(wú)源遠(yuǎn)距離rfid標(biāo)簽的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于車船牌照的無(wú)源逃距尚RFID標(biāo)簽。
【背景技術(shù)】
[0002]射頻識(shí)別，RFID (Rad1 Frequency Identificat1n)技術(shù)，又稱無(wú)線射頻識(shí)別，是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識(shí)別工作無(wú)須人工干預(yù)，可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽，可工作于各種惡劣環(huán)境。
[0003]當(dāng)前的市場(chǎng)對(duì)基于車、船為基本物體的物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)前景普遍看好，因此需要一種可以將傳統(tǒng)的車船物體，進(jìn)行信息化，數(shù)據(jù)化的技術(shù)，使之能被快速識(shí)別，成為互聯(lián)網(wǎng)的一部分，而RFID標(biāo)簽技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)這一需要。
[0004]RFID標(biāo)簽按其能量供應(yīng)原理可分為有源RFID標(biāo)簽和無(wú)源RFID標(biāo)簽。其中，有源RFID標(biāo)簽自身帶有電池，其優(yōu)點(diǎn)是讀寫距離較遠(yuǎn)；其缺點(diǎn)是，體積較大，成本較高，電池不能長(zhǎng)久使用，能量耗盡后需要人為更換電池。而無(wú)源RFID標(biāo)簽，其優(yōu)點(diǎn)是能量通過電磁場(chǎng)或電場(chǎng)感應(yīng)獲得，無(wú)需依賴外部電池驅(qū)動(dòng)，一般可做到免維護(hù)，成本較低而且使用壽命很長(zhǎng)；其缺點(diǎn)是讀寫距離較近。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離無(wú)線識(shí)別的基于車船牌照的無(wú)源遠(yuǎn)距離RFID標(biāo)簽。
[0006]本實(shí)用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0007]一種基于車船牌照的無(wú)源遠(yuǎn)距離RFID標(biāo)簽，包括金屬牌照基體、窄縫或縫隙以及RFID模塊，所述窄縫或縫隙設(shè)置在金屬牌照基體上，并貫穿金屬牌照基體，所述RFID模塊設(shè)在金屬牌照基體背面，所述金屬牌照基體作為一 RFID天線。
[0008]所述金屬牌照基體為平面式基體、立體式基體或翻邊式基體。
[0009]所述窄縫或縫隙的寬度為l_2mm。
[0010]所述窄縫或縫隙設(shè)有一條或多條。
[0011]所述窄縫或縫隙設(shè)于金屬牌照基體的邊緣。
[0012]所述RFID模塊由RFID芯片、阻抗匹配器、印刷電路板和引出金屬片組成。
[0013]所述阻抗匹配器為磁性材料或PCB印板制成的阻抗匹配器。
[0014]所述RFID模塊由塑料樹脂或環(huán)氧樹脂封裝成固體塊。
[0015]該RFID標(biāo)簽的工作頻率為300MHz?3GHz。
[0016]所述金屬牌照基體也可以替換為非車船用的金屬片材或金屬板材。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0018](I)充分利用整塊金屬牌照作為RFID電子標(biāo)簽的天線部分，不但對(duì)原有牌照的影響極小，而且還能達(dá)到遠(yuǎn)距離無(wú)線識(shí)別的目的，彌補(bǔ)了一般RFID無(wú)源標(biāo)簽讀取距離近的缺點(diǎn)，大幅增強(qiáng)了 RFID天線的增益，能使基于車船牌照的無(wú)源遠(yuǎn)距離RFID標(biāo)簽擁有數(shù)十米遠(yuǎn)的讀與能力。
[0019](2)本實(shí)用新型設(shè)置的窄縫或縫隙對(duì)現(xiàn)有牌照的改造極小，不會(huì)對(duì)牌照正面的圖形，文字識(shí)別構(gòu)成影響，造成誤讀，不會(huì)影響原有的肉眼識(shí)別功能和圖像識(shí)別功能。相反，其無(wú)線識(shí)別能力能穿透牌照表面可能覆蓋的灰塵，能在較遠(yuǎn)距離(數(shù)十米)的范圍內(nèi)被識(shí)別，是對(duì)現(xiàn)有牌照的一個(gè)有益補(bǔ)充。
[0020](3)本實(shí)用新型對(duì)現(xiàn)有牌照的改造極小，因此易于通用化，標(biāo)準(zhǔn)化，適合大規(guī)模復(fù)制推廣。
[0021](4)RFID模塊安裝在牌照的背面，不會(huì)影響牌照正面文字圖形的肉眼識(shí)別，不會(huì)影響現(xiàn)有基于圖像識(shí)別技術(shù)的系統(tǒng)。
[0022](5)RFID模塊鉚接在窄縫或縫隙的開口處，即增強(qiáng)了整體無(wú)源RFID標(biāo)簽的機(jī)械強(qiáng)度，又不影響車船牌照的常規(guī)識(shí)別。
【附圖說明】
[0023]圖1為本實(shí)用新型標(biāo)簽的正面不意圖；
[0024]圖2為本實(shí)用新型標(biāo)簽的背面不意圖；
[0025]圖3為RFID模塊的示意圖；
[0026]圖4為RFID模塊的側(cè)視圖；
[0027]圖5為一種RFID模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖6為另一種RFID模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖7為翻邊式基體的正面示意圖；
[0030]圖8為翻邊式基體的側(cè)面示意圖；
[0031]圖9為翻邊式基體的背面示意圖。
[0032]圖中，I——金屬牌照基體；2——窄縫或縫隙；3——RFID模塊；4——引出金屬片；5塑料樹脂或環(huán)氧樹脂包封；6 RFID芯片；7 阻抗匹配器；8 磁性材料阻抗匹配器；9一一印刷電路板；10—一牌照翻邊。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。本實(shí)施例以本實(shí)用新型技術(shù)方案為前提進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
[0034]實(shí)施例1
[0035]如圖1-2所示，本實(shí)施例提供一種基于車船牌照的無(wú)源遠(yuǎn)距離RFID標(biāo)簽，包括金屬牌照基體1、窄縫或縫隙2以及RFID模塊3，窄縫或縫隙2設(shè)置在金屬牌照基體I上，并貫穿金屬牌照基體1，RFID模塊3設(shè)在金屬牌照基體I背面，金屬牌照基體I作為一 RFID天線。該RFID標(biāo)簽的工作頻率為300MHz?3GHz。把整體金屬牌照基體作為RFID標(biāo)簽的天線是本實(shí)用新型最核心的創(chuàng)新點(diǎn)，這個(gè)創(chuàng)新能充分利用現(xiàn)有金屬牌照資源，將原先會(huì)屏蔽RFID信號(hào)的金屬牌照，創(chuàng)新利用為RFID標(biāo)簽的一部分，其作為RFID天線能大幅增加RFID天線的增益，從而達(dá)到遠(yuǎn)距離可被識(shí)別的目的。
[0036]金屬牌照基體I指的目前國(guó)內(nèi)，國(guó)際上常規(guī)的車或船牌照，其主體部分由整塊金屬構(gòu)成，該金屬牌照基體可以是平面的，也可以是立體的和翻邊的，其有文字圖形的一面，文中稱為正面，沒有文字圖形的一面，文中稱為背面。本實(shí)施例中，金屬牌照基體為平面式基體。
[0037]窄縫或縫隙2的寬度為l_2mm。窄縫或縫隙2設(shè)有一條或多條。窄縫或縫隙2設(shè)于金屬牌照基體的邊緣。窄縫或縫隙2的用途是調(diào)整RFID天線的諧振工作頻率，這種天線設(shè)計(jì)方法屬于經(jīng)典的縫隙天線。窄縫或縫隙2對(duì)現(xiàn)有牌照的改造極小，不會(huì)對(duì)牌照正面的圖形，文字識(shí)別構(gòu)成影響，造成誤讀，不會(huì)影響原有的肉眼識(shí)別功能和圖像識(shí)別功能。相反，其無(wú)線識(shí)別能力能穿透牌照表面可能覆蓋的灰塵，能在較遠(yuǎn)距離(數(shù)十米)的范圍內(nèi)被識(shí)別，是對(duì)現(xiàn)有牌照的一個(gè)有益補(bǔ)充。
[0038]窄縫或縫隙的幾何尺寸、窄縫或縫隙的位置、方向需要根據(jù)具體金屬牌照基體進(jìn)行理論計(jì)算，然后進(jìn)行實(shí)際測(cè)試不斷修正獲得，現(xiàn)列出常用的計(jì)算縫隙天線各種參數(shù)的經(jīng)典公式。
[0039]窄縫或縫隙2的長(zhǎng)度一般為2L，縫中電場(chǎng)幅度Vm。當(dāng)L= λ/4時(shí)，其中λ為波長(zhǎng):
[0040](I)輻射功率為P = 0.61* (2Vm2/JT* η。)，式中η。為自由空間的本征阻抗。
[0041](2)最強(qiáng)輻射方向(90° )上的方向性系數(shù)為D=L 64dB或D = 2.15dB。
[0042](3)輻射電阻為 R= (1/4)*(π*τι0/0.61) = 486 Ω。
[0043](4)根據(jù)巴比涅原理，縫隙天線的饋端阻抗與互補(bǔ)天線饋端阻抗的關(guān)系為ZsZd =η//4，式中，Zs為縫隙天線的饋端阻抗，Zd為互補(bǔ)天線的饋端阻抗，nC1為自由空間的本征阻抗。
[0044]以牌照面積尺寸為440mm*130mm，工作頻率為915MHz為例，可以在正面車牌右面邊框，從上邊框向下量48mm為起點(diǎn)，向下內(nèi)側(cè)開縫，斜度為40°，縫寬2mm，縫長(zhǎng)48mm，RFID模塊鉚接在縫隙開口處向內(nèi)8mm的縫隙兩邊的背面。用此方法做成的RFID牌照，釆用IW的讀卡器和增益為12dB的天線測(cè)試條件下，讀卡距離可達(dá)50M。
[0045]如圖3-5所示，RFID模塊3由RFID芯片6、阻抗匹配器7、印刷電路板9和引出金屬片4組成。RFID模塊3兩端設(shè)有由金屬片或PCB板引出的導(dǎo)電點(diǎn)。RFID模塊3由塑料樹脂或環(huán)氧樹脂包封5封裝成固體塊。特定情況下不用印刷電路板也可。RFID模塊3中的RFID芯片具有全球唯一的ID號(hào)碼，具有不能復(fù)制，無(wú)法篡改的特性。
[0046]上述基于車船牌照的無(wú)源遠(yuǎn)距離RFID標(biāo)簽工作原理如下:當(dāng)裝有本實(shí)用新型的車輛、輪船通過特定地點(diǎn)，例如公路、收費(fèi)站、隧道、碼頭、船閘時(shí)、部署在這些地點(diǎn)附近的RFID讀卡器，會(huì)持續(xù)產(chǎn)生特定的電磁場(chǎng)和電場(chǎng)；當(dāng)本實(shí)用新型進(jìn)入電磁場(chǎng)和電場(chǎng)內(nèi)，由金屬牌照和窄縫構(gòu)成的RFID天線，將獲得感應(yīng)電流作為電源激活整個(gè)RFID標(biāo)簽電路，然后將帶信息的感應(yīng)電流送入RFID芯片進(jìn)行信息處理，再?gòu)腞FID芯片獲得所需回復(fù)的信息(利用負(fù)載調(diào)制法)，最后通過由金屬牌照和窄縫構(gòu)成的RFID天線返回給讀卡器天線并且送到讀卡器，從而實(shí)現(xiàn)信息交互識(shí)別功能。
[0047]上述金屬牌照基體也可以變相地制成金屬片材或板材的RFID遠(yuǎn)距離抗金屬電子標(biāo)簽，用于非車船的其他目的。
[0048]實(shí)施例2
[0049]本實(shí)施例中，RFID模塊3中的阻抗匹配器可為磁性材料或PCB印板制成的阻抗匹配器，與金屬牌照、窄縫或縫隙與RFID芯片達(dá)到阻抗匹配，使整體無(wú)源RFID車牌標(biāo)簽達(dá)到讀取距離最遠(yuǎn)。其余同實(shí)施例1。
[0050]實(shí)施例3
[0051 ] 如圖7-9所示，本實(shí)施例中，金屬牌照基體I為翻邊式基體。RFID模塊3設(shè)在牌照翻邊10的內(nèi)側(cè)，窄縫或縫隙2開設(shè)在牌照翻邊10上。其余同實(shí)施例1。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于車船牌照的無(wú)源遠(yuǎn)距離RFID標(biāo)簽，其特征在于，包括金屬牌照基體、窄縫或縫隙以及RFID模塊，所述窄縫或縫隙設(shè)置在金屬牌照基體上，并貫穿金屬牌照基體，所述RFID模塊設(shè)在金屬牌照基體背面，所述金屬牌照基體作為一 RFID天線。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于車船牌照的無(wú)源遠(yuǎn)距離RFID標(biāo)簽，其特征在于，所述金屬牌照基體為平面式基體、立體式基體或翻邊式基體。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于車船牌照的無(wú)源遠(yuǎn)距離RFID標(biāo)簽，其特征在于，所述窄縫或縫隙的寬度為l_2mm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于車船牌照的無(wú)源遠(yuǎn)距離RFID標(biāo)簽，其特征在于，所述窄縫或縫隙設(shè)有一條或多條。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于車船牌照的無(wú)源遠(yuǎn)距離RFID標(biāo)簽，其特征在于，所述窄縫或縫隙設(shè)于金屬牌照基體的邊緣。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于車船牌照的無(wú)源遠(yuǎn)距離RFID標(biāo)簽，其特征在于，所述RFID模塊由RFID芯片、阻抗匹配器、印刷電路板和引出金屬片組成。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于車船牌照的無(wú)源遠(yuǎn)距離RFID標(biāo)簽，其特征在于，所述阻抗匹配器為磁性材料或PCB印板制成的阻抗匹配器。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于車船牌照的無(wú)源遠(yuǎn)距離RFID標(biāo)簽，其特征在于，所述RFID模塊由塑料樹脂或環(huán)氧樹脂封裝成固體塊。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于車船牌照的無(wú)源遠(yuǎn)距離RFID標(biāo)簽，其特征在于，該RFID標(biāo)簽的工作頻率為300MHz?3GHz。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于車船牌照的無(wú)源遠(yuǎn)距離RFID標(biāo)簽，其特征在于，所述金屬牌照基體替換為非車船用的金屬片材或金屬板材。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種基于車船牌照的無(wú)源遠(yuǎn)距離RFID標(biāo)簽，包括金屬牌照基體、窄縫或縫隙以及RFID模塊，所述窄縫或縫隙設(shè)置在金屬牌照基體上，并貫穿金屬牌照基體，所述RFID模塊設(shè)在金屬牌照基體背面，所述金屬牌照基體作為一RFID天線，所述金屬牌照基體為平面式基體、立體式基體或翻邊式基體，窄縫或縫隙寬度為1-2mm，設(shè)有一條或多條。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離無(wú)線識(shí)別等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】G06K19/07
【公開號(hào)】CN204695351
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520344127
【發(fā)明人】李恒, 李樹群, 金加龍
【申請(qǐng)人】李恒, 李樹群
【公開日】2015年10月7日
【申請(qǐng)日】2015年5月25日