近場(chǎng)uhf識(shí)別系統(tǒng)和使用近場(chǎng)識(shí)別來識(shí)別作為導(dǎo)電材料或包含導(dǎo)電材料的對(duì)象或類似對(duì) ...的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及利用超高射頻波的對(duì)象識(shí)別領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]一些作者寫道:基于超高射頻對(duì)作為導(dǎo)電材料或包含導(dǎo)電材料的對(duì)象的識(shí)別(UHFRFID)富有挑戰(zhàn)性。
[0003]Mohammed等人在其由美國勞倫斯的堪薩斯大學(xué)的信息與電信技術(shù)中心(郵編:KS66045)發(fā)表的文章 “An RFID Tag Capable of Free-Space and On-Metal Operat1n” 中提出一種約142mmX 30mm大小且3.18mm厚的RFID標(biāo)簽。對(duì)意圖使用在金屬表面上的標(biāo)簽而言，其厚度是至關(guān)重要的。具有如Mohammed等人所提出的尺寸的RFID標(biāo)簽倘若更薄、且價(jià)格更低廉的話，則可用于筆記本電腦電池。
[0004]Eunni等人在其發(fā)表于《系統(tǒng)學(xué)、控制論及信息學(xué)》，第5卷，第I號(hào)的文章“A NovelPlanar Microstrip Antenna Design for UHF RFID”中提出一種平面微帶天線設(shè)計(jì)，其中天線層設(shè)置在放置在金屬對(duì)象上的基板上。匹配網(wǎng)具有12.4mm的垂直長度和30mm的水平長度。盡管單看匹配電路的尺寸是并不重要的，但是天線的總尺寸為140_X72mm卻至關(guān)重要。通常，除了需要寬帶響應(yīng)以外，人們都試圖避免將匹配電路與RFID標(biāo)簽相結(jié)合。
[0005]Koivu先生在其2008年于EVTEK應(yīng)用科學(xué)大學(xué)科技學(xué)院發(fā)表的論文“Thin RFIDSolut1n for Battery Identif icat1n”中提出了一種圓形按鈕標(biāo)簽配置，其中RFID標(biāo)簽集成在放置于150 μ m厚的紙片上的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)片材上，該150 μ m厚的紙片則相應(yīng)放置在鐵氧體片材上。鐵氧體使用由TDK所制造的Flexield IRLG4型磁性片材/無線電波吸收器，其厚度為0.25mm或0.50mm。圓形按鈕標(biāo)簽設(shè)置在移動(dòng)電話電池的角部中，并且如果該標(biāo)簽靠近電池邊緣設(shè)置，那么它能夠與所有的受試電池模型一起實(shí)現(xiàn)超過四厘米的讀取范圍。就試圖用來遠(yuǎn)程識(shí)別移動(dòng)電話電池而言，認(rèn)為在此范圍內(nèi)的讀取距離就足夠了。
[0006]發(fā)明目的
[0007]由Mohammed等人以及Eunni等人提出的實(shí)施方案具有顯著延長的形狀，并因而不適合用于具有小于1cm尺寸的對(duì)象上。然而，最當(dāng)前的電子設(shè)備可充電電池卻要小得多。例如，廣泛用于移動(dòng)電話的鋰離子可充電電池具有約為5X4X0.8cm的尺寸。使用Mohammed等人或Eunni等人提出的配置來識(shí)別上述那種所具有的尺寸堪比當(dāng)前所用電池尺寸的可充電電池是根本不可能的。而且，更為重要的是，他們方案中的至少2mm的厚度及制造成本均使得其所提出的配置在當(dāng)前不具吸引力。
[0008]Koivu所提出的圓形按鈕標(biāo)簽的配置具有約1.3cm的直徑，該直徑針對(duì)識(shí)別可充電電池的用途而言是合適的尺寸。然而，他的方案從制造角度來看不具有吸引力，因?yàn)殍F氧體片材使得本該僅約為2-3美分/件的制造成本急劇增加。
[0009]本發(fā)明的目的在于減少近場(chǎng)識(shí)別系統(tǒng)的制造成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]該目的可根據(jù)權(quán)利要求1所述的近場(chǎng)識(shí)別系統(tǒng)以及根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法來實(shí)現(xiàn)。
[0011]從屬權(quán)利要求描述了所述系統(tǒng)和方法的優(yōu)選方面。
[0012]技術(shù)效果
[0013]所述識(shí)別系統(tǒng)包括:屬于導(dǎo)電材料或包含導(dǎo)電材料的對(duì)象，和超高射頻微帶應(yīng)答器，其中所述超高射頻微帶應(yīng)答器包括微帶線及連接到所述微帶線的識(shí)別微芯片。所述微帶線形成電回路并迂回彎折。
[0014]所述微帶應(yīng)答器在所述對(duì)象上位于所述對(duì)象具有導(dǎo)電區(qū)域的位置處，并且以使得所述微帶線至少沿對(duì)象的邊緣部的方式來配置。優(yōu)選地，如果所述微帶線沿所述對(duì)象的至少兩個(gè)邊緣部布置，那么可得到更大的讀取角度和容量，但是具體針對(duì)某些可充電電池而言，如果該可充電電池的端部存在問題性形狀的話(例如一些用于筆記本電腦的可充電電池的情況)，則可以僅跟隨一個(gè)邊緣部。
[0015]當(dāng)所述識(shí)別系統(tǒng)正被該系統(tǒng)下方的問詢器詢問時(shí)，所述系統(tǒng)配置為:通過由對(duì)象邊緣部上的電流所感生的磁性近場(chǎng)而從微帶線向所述對(duì)象下方發(fā)送識(shí)別信號(hào)，使得識(shí)別微芯片能被識(shí)別。通過這種方式，由于識(shí)別微芯片可被識(shí)別，因此可實(shí)現(xiàn)對(duì)所述對(duì)象和/或此類對(duì)象的識(shí)別。
[0016]對(duì)Mohammed等人、Eunni等人以及Koivu所提出的標(biāo)簽的顯著改進(jìn)在于:借助于該新型配置，不必再發(fā)送那種穿透所述對(duì)象的超高射頻信號(hào)，卻足以具有由所述對(duì)象邊緣部上的電流所感生的磁性近場(chǎng)。微帶線上的電流在所述對(duì)象的邊緣部上感生出次級(jí)電流，從而感生出能實(shí)現(xiàn)應(yīng)答器與問詢器之間的電耦合的磁性近場(chǎng)。通過這種方式，相比于Koivu的方案，由于不需要鐵氧體而可以降低制造成本；除此之外，相比于Mohammed等人和Eunni等人所提出的方案，還能夠使得所述配置變得足夠緊湊。
[0017]如果所述對(duì)象是用于電子設(shè)備的可充電電池(具體說是基于鋰離子的可充電電池或者是包括用于儲(chǔ)存能量的金屬基板的可充電電池)，那么本發(fā)明能夠檢測(cè)出所述可充電電池的類型，從而選擇出適當(dāng)?shù)幕厥沼?jì)劃或適當(dāng)?shù)奶幹梅绞?。此類可充電電池尤其常用于移?dòng)電話中。需要能夠識(shí)別出某特定可充電電池是鋰離子電池、鋰離子聚合物電池、鎳鎘電池，還是鎳氫電池。所述對(duì)象可以是任何其他金屬對(duì)象。具體地，在加工工業(yè)中使用到幾種此類對(duì)象。如果所述對(duì)象例如是鑄模，則可以特別優(yōu)選地采用本發(fā)明。
[0018]優(yōu)選地，所述微帶線包含鋁、銅或銀，或由鋁、銅或銀構(gòu)成。如果是鋁或銅，則所述微帶線可通過蝕刻來制造。如果是銀，則所述微帶線可通過使用銀基油墨來自動(dòng)打印該微帶線的方式來制造。
[0019]如果所述微帶應(yīng)答器包括箔片(其中將微帶線附接到所述箔片上，并且所述箔片附接于對(duì)象或圍繞所述對(duì)象的箔片、紙、包裝物或覆蓋物上)，那么不需要再將微帶線與所述對(duì)象金屬部件隔離以防止所述微帶線短路。有利的是，由于所述箔片不必一定要高度無損，因此所述箔片可以是或包括聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)、聚乙炔(PA)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚碳酸酯(PC)或紙?？梢酝ㄟ^粘合劑來實(shí)現(xiàn)上述對(duì)對(duì)象或者圍繞對(duì)象的箔片、紙、包裝物或覆蓋物的附接；粘合層的厚度可以為10至30 μ m，優(yōu)選為例如20 μ m。代替粘合劑的是，可將所述微帶應(yīng)答器焊接在圍繞對(duì)象的箔片、紙、包裝物或覆蓋物中。
[0020]聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯箔片具有40-60 μm的厚度，最優(yōu)選為50 μm。所述微帶線所具有的厚度為16至20 μ m，最優(yōu)選為18 μ m。
[0021]所述微帶線可制備得較為緊湊。優(yōu)選地，它所具有的尺寸約為10-14mmX 13_17mm，最優(yōu)選為12_X 15mm。
[0022]優(yōu)選地，該微帶線沿至少兩個(gè)相鄰的邊緣部設(shè)置在一定距離處。優(yōu)選地，所述距離是0.8-1.2mm,最優(yōu)選為1.0_。這能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)象中磁性近場(chǎng)的較好形成，從而提高識(shí)別微芯片的可識(shí)別性。
[0023]所述用于識(shí)別作為導(dǎo)電材料或包含導(dǎo)電材料的對(duì)象或此類對(duì)象的方法包括下列步驟，其中所述對(duì)象具體是用于移動(dòng)電話或任何其他電子設(shè)備的可充電電池:
[0024]a)將微帶應(yīng)答器附接到所述對(duì)象，以創(chuàng)建根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)；
[0025]b)通過問詢器來詢問所述系統(tǒng)；
[0026]c)當(dāng)所述對(duì)象在其一側(cè)與磁性近場(chǎng)進(jìn)行耦合時(shí)，接收識(shí)別微芯片的識(shí)別信號(hào)，其中所述對(duì)象的一側(cè)例如是與所述微帶應(yīng)答器所在位置相對(duì)的對(duì)象的那一側(cè)；和
[0027]d)利用所述識(shí)別信號(hào)來識(shí)別所述對(duì)象或此類對(duì)象。
[0028]所述方法能夠從待識(shí)別的對(duì)象或待識(shí)別的此類對(duì)象的下方執(zhí)行。本發(fā)明已達(dá)到高達(dá)1cm的識(shí)別距離。這種方法易于降低用于執(zhí)行識(shí)別過程的空間需求，因?yàn)楝F(xiàn)在不再需要所述待識(shí)別的系統(tǒng)的上方具有自由空間。這在識(shí)別過程即將執(zhí)行的前提下，更有效地鼓勵(lì)工廠管理者或回收企業(yè)家致力于組織好空間利用。在可充電電池的識(shí)別過程中，在傳