[實(shí)用新型]一種電子標(biāo)簽

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320727462.4
• 申請(qǐng)日: 2013-11-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203630799U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊建紅;馬中華;李利利;何驚昱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘭州大學(xué)
• 主分類號(hào): G06K19/067
• 分類號(hào): G06K19/067
• 代理公司: 蘭州振華專利代理有限責(zé)任公司 62102
• 代理人: 張晉

技術(shù)領(lǐng)域

?本實(shí)用新型涉及在一種可應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)、超市的貨物或者商品管理的可取代條形碼的電子標(biāo)簽，特別是一種射頻識(shí)別系統(tǒng)中使用的無(wú)芯片標(biāo)簽。

背景技術(shù)

隨著物聯(lián)網(wǎng)概念的提出，射頻識(shí)別技術(shù)得到高速發(fā)展，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，例如公交收費(fèi)系統(tǒng)、物流管理、人員的安全監(jiān)控以及生產(chǎn)過(guò)程的控制和超市的商品管理等，射頻識(shí)別技術(shù)已經(jīng)深入到人們生活的方方面面。

早期人們采用光學(xué)技術(shù)進(jìn)行自動(dòng)設(shè)別，如條形碼，是將線條按照一定的編碼規(guī)則組合起來(lái)的符號(hào)，通過(guò)條碼掃描器掃描得到一組反射的光信號(hào)，經(jīng)解碼還原為數(shù)據(jù)。條形碼成本較低，有完善的標(biāo)準(zhǔn)體系，適用于需求量大且數(shù)據(jù)不必更改的場(chǎng)合，已在全球散播，所以被普遍接受。但是條形碼是可視技術(shù)，必須在人的操作下工作；且它只能接受視野范圍內(nèi)的信號(hào)，如果條形碼被劃破，污染，脫落，掃描儀就無(wú)法辨認(rèn)識(shí)別；較易磨損，且數(shù)據(jù)量很小。

隨著射頻技術(shù)的發(fā)展，射頻卡日益得到青睞和重視，其最大的優(yōu)點(diǎn)在于非接觸，完成識(shí)別工作時(shí)無(wú)需人工干預(yù)，適用于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化且不易損壞；射頻卡操作快捷方便，可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體，并可同時(shí)多項(xiàng)識(shí)別；不怕油漬、灰塵污染等惡劣的環(huán)境，可替代人工或條形碼。?????

射頻識(shí)別技術(shù)主要采用電磁耦合和電磁輻射的方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)各類物體和設(shè)備在移動(dòng)、靜止以及惡劣環(huán)境下的自動(dòng)識(shí)別、跟蹤和管理。被廣泛地應(yīng)用到車輛管理，高速公路收費(fèi)，生產(chǎn)線管理和票務(wù)管理等方面。

物聯(lián)網(wǎng)能夠大規(guī)模應(yīng)用的前提之一就是電子標(biāo)簽的成本降低，如果為所有的商品打上電子標(biāo)簽，那么電子標(biāo)簽的年產(chǎn)量要超過(guò)100億個(gè)，標(biāo)簽成本才能降到10美分以下，這個(gè)價(jià)格對(duì)于汽車、冰箱、電視、手機(jī)等商品可能可以接受，但是對(duì)于牙膏、毛巾、燈泡等低價(jià)商品來(lái)說(shuō)成本仍然很高，因此標(biāo)簽成本是制約物聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模應(yīng)用的重要因素。而標(biāo)簽的成本主要取決于標(biāo)簽芯片的成本，為了降低標(biāo)簽的成本，各種無(wú)芯片標(biāo)簽被提出來(lái)，文獻(xiàn)1：?C.S.Hartmann.?A?global?SAW?ID?tag?with?large?data?capacity?[C].?in?Proc.IEEE?Ultrasonics?Symp.,?Montreal,Canada,2002.8.pp:65-69.第一個(gè)公開(kāi)了無(wú)芯片標(biāo)簽的RFID系統(tǒng)，利用時(shí)域進(jìn)行數(shù)據(jù)編碼，標(biāo)簽天線接收讀寫器發(fā)射的入射脈沖，然后通過(guò)SAW介質(zhì)，可以形成一個(gè)脈沖編碼調(diào)制的信號(hào)，編碼容量達(dá)到了64bits。文獻(xiàn)2：J.C.Liiu,?J.H.Yao.?Wireless?RF?identification?system?based?on?SAW[J].?IEEE?Trans.?Ind.?Electron.,2008.?55(2).?pp:958-961.?公開(kāi)了用了一對(duì)SAW(聲表面濾波器)的色散延遲線擴(kuò)展和壓縮信號(hào)，通過(guò)降低靈敏度來(lái)提高抗干擾的性能。文獻(xiàn)3：S.Harma,?W.G.Arthur,C.S.Hartmann?et?al.?Inline?SAW?RFID?tag?using?time?position?and?phase?encoding[J].?IEEE?Trans.Ultrason.,Ferroelect.,Freq.?Control.2008.55(8).pp:1840-1846.公開(kāi)了利用短金屬反射器進(jìn)行編碼的基于SAW的無(wú)芯片標(biāo)簽。可是SAW不能實(shí)現(xiàn)完全印刷，因?yàn)榛赟AW的基材是壓電材料，需要亞微米的光刻技術(shù)，這種材料的價(jià)格昂貴，它的成本已經(jīng)接近了傳統(tǒng)的帶芯片的標(biāo)簽成本。為了降低這種標(biāo)簽的成本，文獻(xiàn)4：C.?Mandel,?M.?SchuBler,?M.?Maasch?et?al.?A?novel?passive?phase?modulator?based?on?LH?delay?lines?for?chipless?microwave?RFID?applications[C].?presented?at?the?IEEE?MTT-S?Int.?Microwave?Workshop?on?Wireless?Sensing,?Local?Positioning,?and?RFID,Cavtat,Croatia,2009.9.pp:?24-29.公開(kāi)了低成本的導(dǎo)電墨水材料設(shè)計(jì)的無(wú)芯片標(biāo)簽，但是這種標(biāo)簽的體積較大，而且編碼容量較小。文獻(xiàn)5：Sudhir?Shrestha,?Mercyma?Balachandran,?Mangilal?Agarwal?et?al.?A?Chipless?RFID?Sensor?System?for?Cyber?Centeric?Monitoring?Applications[J].?IEEE?Transaction?on?Microwave?theory?and?techniques.2009.57(5).pp:1303-1309.公開(kāi)了由天線，識(shí)別信息產(chǎn)生電路和傳感器組成的標(biāo)簽，利用單個(gè)傳輸線產(chǎn)生PPM信號(hào)表示識(shí)別代碼，利用天線模式反射脈沖的相位變化來(lái)檢測(cè)傳感器的信息。文獻(xiàn)6：Shulabh?Gupta,Babak?Nikfal,Christophe?Caloz.?Chipless?RFID?System?Based?on?Group?Delay?Engineered?Dispersive?Delay?Structures[J].?IEEE?Antennas?and?Wireless?Propagation?Letters.?2011.10.pp:1366-1368.公開(kāi)了基于群延遲設(shè)計(jì)的C型色散延遲線結(jié)構(gòu)的無(wú)芯片標(biāo)簽，結(jié)構(gòu)提供簡(jiǎn)單，頻率可測(cè)量的多進(jìn)制的脈位調(diào)制編碼的能力。基于頻于編碼的無(wú)芯片標(biāo)簽也被提出，文獻(xiàn)7:?Stevan?Preradovic,?Isaac?Balbin,Nemai?Chandra?Karmakar?et?al.?Multiresonator-Based?Chipless?RFID?System?for?Low-Cost?Item?Tracking[J].?IEEE?Transaction?on?Microwave?Theory?and?Techniques.?2009.57(5).pp:1411-1419.公開(kāi)了用于傳送帶的無(wú)芯片標(biāo)簽的RFID系統(tǒng)，利用頻譜進(jìn)行編碼，其頻譜的產(chǎn)生主要依靠標(biāo)簽上的多個(gè)帶阻濾波器來(lái)產(chǎn)生特定的頻率的信號(hào)，而且標(biāo)簽必須有發(fā)射和接收兩面天線構(gòu)成，發(fā)射天線和接收天線必須正交極化。要增加其編碼容量，必須增大面積，同時(shí)提出了第一代和第二代的無(wú)芯片標(biāo)簽的讀寫器系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了基于UWB系統(tǒng)的無(wú)芯片標(biāo)簽。文獻(xiàn)8：Randika?V.?Koswatta,?Nemai?C.?Karmakar.?A?Novel?Reader?Architecture?Based?on?UWB?Chirp?Signal?Interrogation?for?Multiresonator-Based?Chipless?RFID?Tag?Reading[J].?IEEE?Transactions?on?Microwave?Theory?and?Techniques.?2012.60(9).pp:2925-2933.公開(kāi)了由VCO，Mixer和LPF構(gòu)成無(wú)芯片標(biāo)簽讀寫器，明確的給出了無(wú)芯片標(biāo)簽在時(shí)域?qū)崿F(xiàn)解碼。為了減小無(wú)芯片標(biāo)簽的面積，文獻(xiàn)9：C.M.Nijas,R.Dinesh,U.Deepak?et?al.?Chipless?RFID?Tag?Using?Multiple?Microstrip?Open?Stub?Resonators[J].?IEEE?Transactions?on?Antennas?and?Propagation.?2012.60(9).pp:4429-4432.公開(kāi)了利用L型的開(kāi)路枝節(jié)產(chǎn)生諧振頻率，用緊湊的超寬帶天線代替了單級(jí)圓形天線，減小了標(biāo)簽的面積，但是這種標(biāo)簽還是需要接收和發(fā)射兩面正交極化的天線。文獻(xiàn)10：Isaac?Balbin,?Nemai?Chandra?Karmakar.?Phase-Encoded?Chipless?RFID?Transponder?for?Large-Scale?Low-Cost?Applications[J].?IEEE?Microwave?and?Wireless?Components?Letters.?2009.?19(8).pp:509-511.公開(kāi)了基于頻域的相位編碼無(wú)芯片標(biāo)簽，由三個(gè)開(kāi)路的高阻微帶貼片天線組成3bits的無(wú)芯片標(biāo)簽，根據(jù)反向散射信號(hào)的相位特征區(qū)分信號(hào)。