一种具有湿度感测功能的RFID标签的制作方法

本发明属于无线射频识别技术领域，涉及一种电子标签，特别是涉及一种具有湿度感测功能的rfid标签。

背景技术：

电子标签作为数据载体，能起到标识识别、物品跟踪、信息采集的作用。电子标签、读写器、天线和应用软件构成的rfid系统直接与相应的管理信息系统相连。每一件物品都可以被准确地跟踪，包括实时数据的采集、安全的数据存取通道、离线状态下就可以获得所有产品信息等等。目前，rfid技术已被广泛应用于诸如工业自动化、商业自动化等众多领域，rfid标签的广泛应用确实给人们的生活带来了更多的便利。

目前，由于rfid标签或tag，虽不必供电，却只有传递rfid标签的标识符及内部记忆属性的功能，并无温度、湿度等环境条件的感测及传递功能。因此，使用rfid标签在环境湿度、衣服晒干程度、人体尿湿程度、人体汗湿程度等感测方面应用限制多，应用成本高，使用便利性查，难以推广到更普及的产品上。

技术实现要素：

本发明的目的是针对目前用rfid标签在环境湿度、衣服晒干程度、人体尿湿程度、人体汗湿程度等方面应用限制多，应用成本高，使用便利性差，难以推广到更普及的产品上等等缺点，提出一种具有湿度感测功能且无需电池的rfid标签，在满足快速且便利的读出rfid码的功能的基础上，进一步拓展湿度感测及传递功能。

本发明的技术方案：一种具有湿度感测功能的rfid标签，包括由天线和芯片构成的rfid天线层；其特征在于：所述rfid天线层上设有吸湿层，所述吸湿层通过胶层与rfid天线层粘接形成电容结构。

所述吸湿层的上方设有上贴合胶层。

所述标签层的下方设有下贴合胶层。

以贴合胶层或直接以一层塑料将rfid天线层与吸湿层结合。

所述下贴合胶层的下方设有面材层。

本发明的有益效果为：本发明提出的一种具有湿度感测功能的rfid标签，基本型式是由吸湿层、胶层和rfid天线层构成的电容结构，结构新颖，由于rfid天线层吸湿力较低，胶层被夹在中间后二者的介电系数受湿气影响较小，而吸湿层本身属一种易吸湿褪湿材料，且位于产品结构的近被测体的一侧，易受被测体的湿度影响而致介电值或电容值变化，以此特性做为感知的基础，利用材料湿度与介电值的相关性、介电值与电容的相关性、电容与天线组合成的阻抗的相关性，以及天线组合成的阻抗与芯片阻抗的匹配是能调控rfid灵敏度及读距原理，当标签附近环境湿度或水份增减将使感湿层吸湿或褪湿，因而这感湿层的介电性随之变化，此介电性的变化造成rfid天线的电容发生变化，而使rfid的天线组合阻抗发生变化，造成天线组合阻抗与芯片内部阻抗的匹配改变，导致灵敏度或读距随之增减，此时，使用具有测试灵敏度，读距，或能调制功率阀值的rfid读取器来测试即可借灵敏度或读距或最小有效功率阀值间接换算而测得其湿度，其工作原理清晰，这种rfid标签可使用具有译码和换算功能软件的rfidreader同时读取rfid标识符及标签的湿度，可应用在环境湿度、衣服晒干程度、人体尿湿程度、人体汗湿程度等领域，具有低成本快速且无线读出的湿度及rfid码的特殊便利性。

附图说明

图1是本发明基本型式结构示意图。

图2是本发明中第一实施例的结构示意图。

图3是本发明中第二实施例的结构示意图。

图4是本发明中第三实施例的结构示意图。

图5是本发明中湿敏组件电容值与相对湿度的关系示意图。

图中：吸湿层1、胶层2、天线3、芯片4、下贴合胶层5、上贴合胶层6、面材层7。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1所示，一种具有湿度感测功能的rfid标签，包括由天线和芯片构成的rfid天线层；rfid天线层上设有吸湿层，吸湿层通过胶层(或塑料层)与rfid天线层粘接形成电容结构。这是本发明的基本型式，吸湿层借一层的胶与rfid天线层合，形成吸湿层、胶层(或塑料层)及rfid天线层的电容结构，其中rfid天线层的吸湿力较低，而胶层(或塑料层)被夹在中间，二者的介电系数受湿气影响较小；而吸湿层本身属一种易吸湿褪湿材料，且位与产品结构的偏近被测体的一侧，易受被测体的湿度影响而致介电系数变化，以此特性做为感知的基础。

实施例1

如图2所示，一种具有湿度感测功能的rfid标签，包括由天线和芯片构成的rfid天线层，rfid天线层上设有吸湿层，吸湿层通过胶层(或塑料层)与rfid天线层粘接形成电容结构，rfid天线层的下方设有下贴合胶层，其中吸湿层可打印图案文字或维持空白。

实施例2

如图3所示，一种具有湿度感测功能的rfid标签，包括由天线和芯片构成的rfid天线层，rfid天线层上设有吸湿层，吸湿层通过胶层(或塑料层)与rfid天线层粘接形成电容结构，吸湿层的上方设有上贴合胶层(胶层不完全覆盖吸湿层)，以贴合胶层的一面贴在物体上使吸湿层靠近被贴物，rfid天线层外侧可打印图案文字或维持空白。

实施例3

如图4所示，一种具有湿度感测功能的rfid标签，包括由天线和芯片构成的rfid天线层，rfid天线层上设有吸湿层，吸湿层通过胶层(或塑料层)与rfid天线层粘接形成电容结构，吸湿层的上方设有上贴合胶层，以上贴合胶层的一面贴在物体上使吸湿层靠近被贴物，另外在rfid天线层的下方设有下贴合胶层，在下贴合胶层外胶贴一层面材，可在面材外侧打印图案文字或维持空白。

一种具有湿度感测功能的rfid标签，其湿度感测原理如下：高分子电容式湿敏组件的电容值与相对湿度的关系如图5所示，介电系数与湿度为正相关，电容与湿度也是正相关。

c=εa/d；其中，c为电容，ε为介电系数，a为层板面积，d为二层的距离。

电容与天线阻抗正比于-1/wc，其中w是频率，c是电容。

例如芯片输出阻抗为10-j×245(前项为实部电阻，后项为虚部电抗，那么设计的天线达到最佳谐振效率，则需要天线设计的输入阻抗为10+j×245，形成组抗的共轭匹配，谐振效果愈佳，电磁波能量传递效率愈佳，所以灵敏度愈高。

使用具有测试灵敏度，读距，或能调制功率阀值的rfid读取器进行测试，可以依序发射1db，2db，3db，......20db，21db，......29db，30db...，找到能使rfid标签回应的最小发射功率，即为灵敏度，依校正的湿度与灵敏度对照表及内插法计算获得湿度。

技术特征：

技术总结
一种具有湿度感测功能的RFID标签，属于无线射频识别技术领域，基本型式是由吸湿层、胶层和RFID天线层构成的电容结构，结构新颖，由于RFID天线层吸湿力较低，胶层被夹在中间,后二者的介电系数受湿气影响较小，而吸湿层本身属一种易吸湿褪湿材料，且位于产品结构的偏外侧，易受环境湿度影响而致介电系数变化，以此特性做为感知的基础，可应用在环境湿度、衣服晒干程度、人体尿湿程度、人体汗湿程度等领域，具有低成本快速且无线读出的湿度及RFID码的特殊便利性。

技术研发人员：李宗庭
受保护的技术使用者：永道无线射频标签（扬州）有限公司
技术研发日：2018.07.03
技术公布日：2018.12.11