[發明專利]射頻識別裝置、射頻識別系統和用于感測環境條件的方法

有效

• 申請號: 201710290413.1
• 申請日: 2017-04-27
• 公開（公告）號: CN107368874B
• 公開（公告）日: 2020-07-21
• 發明（設計）人: G·A·吉布森
• 申請（專利權）人: 施樂公司
• 主分類號: G06K19/07
• 分類號: G06K19/07;G01N27/02
• 代理公司: 上海勝康律師事務所 31263
• 代理人: 李獻忠;張靜

本發明涉及射頻識別裝置、射頻識別系統和用于感測環境條件的方法。公開了用于射頻識別(RFID)傳感器的方法和結構，所述傳感器可以用來監測各個環境條件。測量的環境條件取決于RFID傳感器中使用的傳感器材料。傳感器材料是基于電導率的通量相對其對被監測的環境條件的飽和度選擇的。傳感器材料設置在RFID傳感器的相鄰的導電結構之間。被測量的環境條件一有變化，傳感器材料的電導率就會變化，從而提高或降低RFID傳感器對RFID讀取器的詢問的響應的幅度。

技術領域

本教導一般涉及無芯片射頻識別(RFID)標簽，并且更具體地涉及基于無芯片RFID架構的化學傳感器。

背景技術

射頻識別(RFID)技術已經越來越普遍用于庫存跟蹤、損失預防和其它用處。RFID系統可以包括設置在物體上的應答器或標簽以及無線地接收由標簽發射的信息的詢問器或讀取器。RFID標簽可以被大致分為有源標簽或無源標簽，有源標簽包括本地電源，諸如電池，無源標簽由讀取器生成的電磁波激勵，電磁波在標簽內的天線中感應出電流。

RFID標簽可以包括電子電路，電子電路可以為芯片或集成電路(IC)的形式。芯片可以存儲向讀取器傳送的數據。相反，無芯片RFID標簽既沒有集成電路也沒有離散的有源電子部件，可以直接印刷到襯底上，帶來比有芯片RFID標簽更低的成本。

無芯片RFID標簽可以包括截獲詢問器輸出的接收天線、廣播數據以由詢問器接收的發射天線和電耦連在接收天線和發射天線之間的多個諧振器陣列(即多諧振器)。使用中，讀取器可以輸出寬波段或光譜的射頻。取決于多諧振器的配置，一個或多個射頻可以包括取決于頻率的天線負載，其由接收天線截獲并使多諧振器諧振。諧振改變了由發射天線發射并且可以由詢問器接收的信號?？梢酝ㄟ^蝕刻導電膜以產生形成多諧振器的圖案化諧振結構的特定組，對每個RFID標簽編碼。要從一組標簽中唯一地識別特定的標簽，每個應答器必須被制成包括唯一的多諧振器設計，這是個費用高的過程。

接收天線、發射天線和諧振器可以使用圖案化導電層(例如金屬層)的一種或多種圖案化技術制備?？梢允褂酶鞣N圖案化技術，例如沖壓、化學蝕刻、機械蝕刻、激光蝕刻、直接寫金屬層、氣相沉積等。

作為一個實際問題，RFID技術使用射頻，與光信號相比，射頻對于材料具有好得多的穿透特性，并且會在比條形碼簽條更不利的環境條件下工作。因此，RFID標簽可以透過油漆、水、污垢、灰塵、紙、人體、凝結物或通過帶標簽的物品本身被閱讀。RFID標簽可以用在管理庫存、收費公路上的汽車的自動識別、安全系統、電子訪問卡、無鑰匙進入等等中。

用于檢測各種環境條件(諸如溫度、相對濕度、氫離子的濃度(pH)、各種化學品的存在以及其它條件)的傳感器是眾所周知的，并且基于各種不同的技術。這些傳感器可以包括可能要求人工組裝的大量的電子部件，因此費用高。在許多情況下，期望被告知遠程環境或不容易被檢查的環境(例如封裝內部)的狀態。

不象傳統的傳感器那么貴的用于檢測各種環境條件的傳感器將是本領域受歡迎的另外一點。

發明內容

下面呈現簡化的發明內容以便提供對本教導的一個或多個實施例的一些方面的基本理解。此發明內容不是詳盡的概述，也不旨在標識本教導的關鍵或重要元件，也不是界定本公開的范圍。而是，其主要目的只是以簡化形式呈現一個或多個構思，作為后面呈現的詳細描述的前奏。

在一個實施例中，根據本教導的實施例的射頻識別(RFID)裝置可以包括：接收天線；發射天線；多諧振器，所述多諧振器包括多個諧振器，其中，所述多諧振器電耦連在所述接收天線和所述發射天線之間；以及橋接所述RFID裝置的兩個或更多個導電結構的傳感器材料，其中，所述傳感器材料具有被配置成根據所述傳感器材料暴露到的環境條件變化的可變電導率。