專利名稱：具有能量收集功能的rfid標(biāo)簽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有能量收集功能的RFID標(biāo)簽，屬于RFID標(biāo)簽的供電技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中主要包括如下三種射頻標(biāo)識(RFID)標(biāo)簽1、被動式RFID標(biāo)簽不需要使用電池，而是反射來自于識讀器的信號進(jìn)行通信， 識讀距離通常為10英尺。一些有創(chuàng)造性的天線設(shè)計者和標(biāo)簽制造商使用特殊的外殼可以擴(kuò)展識讀距離；2、半被動式RFID標(biāo)簽與被動式RFID標(biāo)簽采用相同的識讀機(jī)制，只是使用電池擴(kuò)
展識讀距離。3、主動式RFID標(biāo)簽具有自己的能量源并主動發(fā)出射頻信號而不是反射來自于識讀器的信號，因此具有更長的識讀距離?，F(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題在于現(xiàn)有的半被動式RFID標(biāo)簽和主動式RFID標(biāo)簽均需要使用電池等儲能元件，盡管電池的能量消耗不大，但仍然需要定期更換，因此給用戶帶來了很大麻煩。而現(xiàn)有關(guān)于RFID標(biāo)簽的研究僅限于如何改進(jìn)天線技術(shù)或材料來提高電池的利用率，但卻不能擺脫更換電池帶來的麻煩。另外，現(xiàn)有技術(shù)中雖然已經(jīng)使用外部太陽能面板等方式來為識讀器供電，使得RFID識讀器可以安裝在野外而不用架設(shè)輸電線，然而 RFID標(biāo)簽仍然要不斷更換電池。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種具有能量收集功能的RFID標(biāo)簽，無需更換電池。本發(fā)明提供一種具有能量收集功能的RFID標(biāo)簽，其中包括一殼體，該殼體內(nèi)設(shè)置有RFID電路，其特征在于，還包括換能器及儲能元件，其中所述換能器用于將所述RFID標(biāo)簽的外部能量轉(zhuǎn)換為電能，所述儲能元件設(shè)置于所述殼體內(nèi)，用于存儲所述換能器產(chǎn)生的電能，為所述RFID電路供電。本發(fā)明所述RFID標(biāo)簽通過設(shè)置換能器進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換，從而具有能量收集功能，因此無需再不斷更換電池，方便了用戶使用。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明所述具有能量收集功能的RFID標(biāo)簽實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明所述具有能量收集功能的RFID標(biāo)簽實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明所述具有能量收集功能的RFID標(biāo)簽實施例三的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。圖1為本發(fā)明所述具有能量收集功能的RFID標(biāo)簽實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，該RFID標(biāo)簽10包括一殼體11，該殼體11內(nèi)設(shè)置有RFID電路12，并且還包括換能器 13及儲能元件14，其中所述換能器13用于將所述RFID標(biāo)簽10的外部能量轉(zhuǎn)換為電能，所述儲能元件14設(shè)置于所述殼體11內(nèi)，用于存儲所述換能器13產(chǎn)生的電能，為所述RFID電路12供電。具體地，本實施例所述換能器13設(shè)置于所述殼體11的表面，與所述儲能元件14 連接。殼體11的截面積依照設(shè)計及應(yīng)用的不同也會有所不同，例如可以為3cmX8cm或更大，頂面積為24cm2。該換能器13的效率和功率輸出隨著其設(shè)計、結(jié)構(gòu)、材料、運(yùn)行溫度、輸入功率及匹配阻抗的不同而有所不同，以產(chǎn)生所需的電壓。所述換能器13根據(jù)能量轉(zhuǎn)換的需要可以有如下多種形式可以為光電轉(zhuǎn)換器，如太陽能面板等，用于將太陽能轉(zhuǎn)換為電能。可以為熱電轉(zhuǎn)換器，包括用于收集溫差的兩個金屬板，例如，其中一個金屬板設(shè)置于熱區(qū)域內(nèi)，另一個金屬板設(shè)置于冷區(qū)域內(nèi)，所述熱電轉(zhuǎn)換器用于將所述兩個金屬板之間的溫度差轉(zhuǎn)換為電能。具體地，所述兩個金屬板之間的溫度差會引起導(dǎo)體材料中的載荷粒子擴(kuò)散，從而在熱區(qū)域和冷區(qū)域間的產(chǎn)生電壓差，作為電能。例如，所述一個金屬板可以安裝于容器或交通工具的外部，使其處于冷區(qū)域內(nèi)；而所述另一個金屬板可以安裝于屏蔽物體、空調(diào)或交通工具的內(nèi)部，使其處于熱區(qū)域內(nèi)?？梢詾閴弘娹D(zhuǎn)換器，所述RFID標(biāo)簽連接于受壓裝置，所述換能器為壓電轉(zhuǎn)換器， 用于將由所述受壓裝置產(chǎn)生的壓力轉(zhuǎn)換為電能。具體地，該受壓裝置例如可以為交通工具的底部彈簧，所述壓電轉(zhuǎn)換器用于將由所述交通工具的重量壓縮所述底部彈簧而產(chǎn)生的壓力轉(zhuǎn)換為電能，其中，該壓力能夠引起壓電轉(zhuǎn)換器中壓電電容器的變形，從而產(chǎn)生電壓，作為電能?？梢詾殡姶呸D(zhuǎn)換器，通過由線圈等振動的物體切割磁力線而產(chǎn)生磁通量的改變并由此產(chǎn)生穿過線圈的交流電壓，作為電能。該電磁轉(zhuǎn)換器例如可以為天線，其可由簡單的電線段制成。當(dāng)天線收到信號時，便能將電磁能轉(zhuǎn)化為電能，當(dāng)天線發(fā)射信號時，則相反。在倉庫或停車場內(nèi)，可以將天線作為電磁傳感器在合適的頻率范圍內(nèi)收集射頻噪音，轉(zhuǎn)換為電能。可以為靜電轉(zhuǎn)換器，包括變?nèi)荻O管，具有固定電極和可移動電極，所述固定電極設(shè)置于所述殼體11上，所述可移動電極設(shè)置于移動物體上，例如人們走路時所穿的鞋上， 所述移動物體的移動引起所述變?nèi)荻O管的電壓變化，從而將移動物體的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。所述儲能元件14可以為薄膜電池，存儲由所述換能器13轉(zhuǎn)換而來的電能，并利用該電能為RFID電路12連續(xù)供電。當(dāng)本實施例所述RFID標(biāo)簽10為半被動式RFID標(biāo)簽時，則可以利用該電能擴(kuò)展識讀距離；當(dāng)本實施例所述RFID標(biāo)簽10為主動式RFID標(biāo)簽時，則可以利用該電能主動發(fā)出射頻信號與RFID識讀器(圖中未示出)進(jìn)行通信。主動式RFID 標(biāo)簽的典型發(fā)射功率為毫瓦級，使用光電轉(zhuǎn)換器或壓電轉(zhuǎn)換器作為換能器13即可以實現(xiàn)
{共 ο本實施例所述RFID標(biāo)簽通過設(shè)置換能器進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換，從而具有能量收集功能， 因此無需再不斷更換電池，方便了用戶使用，可以應(yīng)用于汽車、引擎等具體應(yīng)用中。圖2為本發(fā)明所述具有能量收集功能的RFID標(biāo)簽實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，本實施例所述RFID標(biāo)簽10的結(jié)構(gòu)與上述實施例一大致相同，也包括殼體11、RFID電路 12、換能器13、及儲能元件14，但區(qū)別在于在本實施例中，換能器13與儲能元件14并不直接相連，而是在所述殼體11上設(shè)置外部接口 15，與所述儲能元件14連接，所述換能器13設(shè)置于所述殼體11的外部，通過所述外部接口 15與所述儲能元件14連接。由于風(fēng)能是一種變化率較大的能源，如風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)等風(fēng)電轉(zhuǎn)換器難以具有能夠設(shè)置在RFID標(biāo)簽上的足夠小的尺寸，而本實施例所述換能器13設(shè)置于所述殼體11的外部，消除了對換能器13的體積的限制，因此除了可以使用上述的光電轉(zhuǎn)換器、熱電轉(zhuǎn)換器或壓電轉(zhuǎn)換器作為換能器13以外，還可以使用體積較大的風(fēng)電轉(zhuǎn)換器作為換能器13，用于將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為電能。該風(fēng)電轉(zhuǎn)換器例如可以為風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)。圖3為本發(fā)明所述具有能量收集功能的RFID標(biāo)簽實施例三的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，本實施例所述RFID標(biāo)簽10的結(jié)構(gòu)與上述實施例二大致相同，但區(qū)別在于在本實施例中，用作換能器的所述風(fēng)電轉(zhuǎn)換器分別與多個RFID標(biāo)簽的外部端口相連，例如，在圖3中， 風(fēng)電轉(zhuǎn)換器53與第一 RFID標(biāo)簽20的外部端口 25相連，并與第二 RFID標(biāo)簽30的外部端口 35相連，還與第三RFID標(biāo)簽40的外部端口 45相連，從而使多個RFID標(biāo)簽共用一個風(fēng)電轉(zhuǎn)換器。由于風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)等風(fēng)電轉(zhuǎn)換器的體積較大，由風(fēng)能轉(zhuǎn)換而來的電能也較多， 單個RFID標(biāo)簽無法充分利用如此多的電能，因此，本實施例通過使多個RFID標(biāo)簽共用一個風(fēng)電轉(zhuǎn)換器，從而能夠提高電能的利用率。并且，該電能也可以用來在野外作業(yè)中為RFID 識讀器供電。最后應(yīng)說明的是以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種具有能量收集功能的RFID標(biāo)簽，包括一殼體，該殼體內(nèi)設(shè)置有RFID電路，其特征在于，還包括換能器及儲能元件，其中所述換能器用于將所述RFID標(biāo)簽的外部能量轉(zhuǎn)換為電能，所述儲能元件設(shè)置于所述殼體內(nèi)，用于存儲所述換能器產(chǎn)生的電能，為所述RFID 電路供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有能量收集功能的RFID標(biāo)簽，其特征在于所述換能器設(shè)置于所述殼體的表面，與所述儲能元件連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有能量收集功能的RFID標(biāo)簽，其特征在于所述殼體上設(shè)置有外部接口，與所述儲能元件連接；所述換能器設(shè)置于所述殼體的外部，通過所述外部接口與所述儲能元件連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一所述的具有能量收集功能的RFID標(biāo)簽，其特征在于所述換能器為光電轉(zhuǎn)換器，用于將太陽能轉(zhuǎn)換為電能。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一所述的具有能量收集功能的RFID標(biāo)簽，其特征在于所述換能器為熱電轉(zhuǎn)換器，包括用于收集溫差的兩個金屬板，所述熱電轉(zhuǎn)換器用于將所述兩個金屬板之間的溫度差轉(zhuǎn)換為電能。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一所述的具有能量收集功能的RFID標(biāo)簽，其特征在于所述RFID標(biāo)簽連接于受壓裝置，所述換能器為壓電轉(zhuǎn)換器，用于將由所述受壓裝置產(chǎn)生的壓力轉(zhuǎn)換為電能。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一所述的具有能量收集功能的RFID標(biāo)簽，其特征在于所述換能器為電磁轉(zhuǎn)換器，用于通過由振動的物體切割磁線而產(chǎn)生電能。
8.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一所述的具有能量收集功能的RFID標(biāo)簽，其特征在于所述換能器為靜電轉(zhuǎn)換器，包括變?nèi)荻O管，具有固定電極和可移動電極，所述固定電極設(shè)置于所述殼體上，所述可移動電極設(shè)置于移動物體上，所述移動物體的移動引起所述變?nèi)荻O管的電壓變化，從而將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有能量收集功能的RFID標(biāo)簽，其特征在于所述換能器為風(fēng)電轉(zhuǎn)換器，用于將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為電能。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的具有能量收集功能的RFID標(biāo)簽，其特征在于所述風(fēng)電轉(zhuǎn)換器分別與多個RFID標(biāo)簽的外部端口相連。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具有能量收集功能的RFID標(biāo)簽，其中包括一殼體，該殼體內(nèi)設(shè)置有RFID電路，其特征在于，還包括換能器及儲能元件，其中所述換能器用于將所述RFID標(biāo)簽的外部能量轉(zhuǎn)換為電能，所述儲能元件設(shè)置于所述殼體內(nèi)，用于存儲所述換能器產(chǎn)生的電能，為所述RFID電路供電。本發(fā)明所述RFID標(biāo)簽通過設(shè)置換能器進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換，從而具有能量收集功能，因此無需再不斷更換電池，方便了用戶使用。
文檔編號G06K19/077GK102385714SQ20101057193
公開日2012年3月21日 申請日期2010年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月6日
發(fā)明者朱麗萍 申請人:朱麗萍