一种基于车船牌照的无源远距离rfid标签的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及非接触式自动识别技术领域，尤其是涉及一种基于车船牌照的无源逃距尚RFID标签。
【背景技术】
[0002]射频识别，RFID (Rad1 Frequency Identificat1n)技术，又称无线射频识别，是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，可工作于各种恶劣环境。
[0003]当前的市场对基于车、船为基本物体的物联网市场前景普遍看好，因此需要一种可以将传统的车船物体，进行信息化，数据化的技术，使之能被快速识别，成为互联网的一部分，而RFID标签技术可以实现这一需要。
[0004]RFID标签按其能量供应原理可分为有源RFID标签和无源RFID标签。其中，有源RFID标签自身带有电池，其优点是读写距离较远；其缺点是，体积较大，成本较高，电池不能长久使用，能量耗尽后需要人为更换电池。而无源RFID标签，其优点是能量通过电磁场或电场感应获得，无需依赖外部电池驱动，一般可做到免维护，成本较低而且使用寿命很长；其缺点是读写距离较近。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种设计简单、可实现远距离无线识别的基于车船牌照的无源远距离RFID标签。
[0006]本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0007]一种基于车船牌照的无源远距离RFID标签，包括金属牌照基体、窄缝或缝隙以及RFID模块，所述窄缝或缝隙设置在金属牌照基体上，并贯穿金属牌照基体，所述RFID模块设在金属牌照基体背面，所述金属牌照基体作为一 RFID天线。
[0008]所述金属牌照基体为平面式基体、立体式基体或翻边式基体。
[0009]所述窄缝或缝隙的宽度为l_2mm。
[0010]所述窄缝或缝隙设有一条或多条。
[0011]所述窄缝或缝隙设于金属牌照基体的边缘。
[0012]所述RFID模块由RFID芯片、阻抗匹配器、印刷电路板和引出金属片组成。
[0013]所述阻抗匹配器为磁性材料或PCB印板制成的阻抗匹配器。
[0014]所述RFID模块由塑料树脂或环氧树脂封装成固体块。
[0015]该RFID标签的工作频率为300MHz?3GHz。
[0016]所述金属牌照基体也可以替换为非车船用的金属片材或金属板材。
[0017]与现有技术相比，本实用新型具有以下优点:
[0018](I)充分利用整块金属牌照作为RFID电子标签的天线部分，不但对原有牌照的影响极小，而且还能达到远距离无线识别的目的，弥补了一般RFID无源标签读取距离近的缺点，大幅增强了 RFID天线的增益，能使基于车船牌照的无源远距离RFID标签拥有数十米远的读与能力。
[0019](2)本实用新型设置的窄缝或缝隙对现有牌照的改造极小，不会对牌照正面的图形，文字识别构成影响，造成误读，不会影响原有的肉眼识别功能和图像识别功能。相反，其无线识别能力能穿透牌照表面可能覆盖的灰尘，能在较远距离(数十米)的范围内被识别，是对现有牌照的一个有益补充。
[0020](3)本实用新型对现有牌照的改造极小，因此易于通用化，标准化，适合大规模复制推广。
[0021](4)RFID模块安装在牌照的背面，不会影响牌照正面文字图形的肉眼识别，不会影响现有基于图像识别技术的系统。
[0022](5)RFID模块铆接在窄缝或缝隙的开口处，即增强了整体无源RFID标签的机械强度，又不影响车船牌照的常规识别。
【附图说明】
[0023]图1为本实用新型标签的正面不意图；
[0024]图2为本实用新型标签的背面不意图；
[0025]图3为RFID模块的示意图；
[0026]图4为RFID模块的侧视图；
[0027]图5为一种RFID模块的内部结构示意图；
[0028]图6为另一种RFID模块的内部结构示意图；
[0029]图7为翻边式基体的正面示意图；
[0030]图8为翻边式基体的侧面示意图；
[0031]图9为翻边式基体的背面示意图。
[0032]图中，I——金属牌照基体；2——窄缝或缝隙；3——RFID模块；4——引出金属片；5塑料树脂或环氧树脂包封；6 RFID芯片；7 阻抗匹配器；8 磁性材料阻抗匹配器；9一一印刷电路板；10—一牌照翻边。
【具体实施方式】
[0033]下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
[0034]实施例1
[0035]如图1-2所示，本实施例提供一种基于车船牌照的无源远距离RFID标签，包括金属牌照基体1、窄缝或缝隙2以及RFID模块3，窄缝或缝隙2设置在金属牌照基体I上，并贯穿金属牌照基体1，RFID模块3设在金属牌照基体I背面，金属牌照基体I作为一 RFID天线。该RFID标签的工作频率为300MHz?3GHz。把整体金属牌照基体作为RFID标签的天线是本实用新型最核心的创新点，这个创新能充分利用现有金属牌照资源，将原先会屏蔽RFID信号的金属牌照，创新利用为RFID标签的一部分，其作为RFID天线能大幅增加RFID天线的增益，从而达到远距离可被识别的目的。
[0036]金属牌照基体I指的目前国内，国际上常规的车或船牌照，其主体部分由整块金属构成，该金属牌照基体可以是平面的，也可以是立体的和翻边的，其有文字图形的一面，文中称为正面，没有文字图形的一面，文中称为背面。本实施例中，金属牌照基体为平面式基体。
[0037]窄缝或缝隙2的宽度为l_2mm。窄缝或缝隙2设有一条或多条。窄缝或缝隙2设于金属牌照基体的边缘。窄缝或缝隙2的用途是调整RFID天线的谐振工作频率，这种天线设计方法属于经典的缝隙天线。窄缝或缝隙2对现有牌照的改造极小，不会对牌照正面的图形，文字识别构成影响，造成误读，不会影响原有的肉眼识别功能和图像识别功能。相反，其无线识别能力能穿透牌照表面可能覆盖的灰尘，能在较远距离(数十米)的范围内被识别，是对现有牌照的一个有益补充。
[0038]窄缝或缝隙的几何尺寸、窄缝或缝隙的位置、方向需要根据具体金属牌照基体进行理论计算，然后进行实际测试不断修正获得，现列出常用的计算缝隙天线各种参数的经典公式。
[0039]窄缝或缝隙2的长度一般为2L，缝中电场幅度Vm。当L= λ/4时，其中λ为波长:
[0040](I)辐射功率为P = 0.61* (2Vm2/JT* η。)，式中η。为自由空间的本征阻抗。
[0041](2)最强辐射方向(90° )上的方向性系数为D=L 64dB或D = 2.15dB。
[0042](3)辐射电阻为 R= (1/4)*(π*τι0/0.61) = 486 Ω。
[0043](4)根据巴比涅原理，缝隙天线的馈端阻抗与互补天线馈端阻抗的关系为ZsZd =η//4，式中，Zs为缝隙天线的馈端阻抗，Zd为互补天线的馈端阻抗，nC1为自由空间的本征阻抗。
[0044]以牌照面积尺寸为440mm*130mm，工作频率为915MHz为例，可以在正面车牌右面边框，从上边框向下量48mm为起点，向下内侧开缝，斜度为40°，缝宽2mm，缝长48mm，RFID模块铆接在缝隙开口处向内8mm的缝隙两边的背面。用此方法做成的RFID牌照，釆用IW的读卡器和增益为12dB的天线测试条件下，读卡距离可达50M。
[0045]如图3-5所示，RFID模块3由RFID芯片6、阻抗匹配器7、印刷电路板9和引出金属片4组成。RFID模块3两端设有由金属片或PCB板引出的导电点。RFID模块3由塑料树脂或环氧树脂包封5封装成固体块。特定情况下不用印刷电路板也可。RFID模块3中的RFID芯片具有全球唯一的ID号码，具有不能复制，无法篡改的特性。
[0046]上述基于车船牌照的无源远距离RFID标签工作原理如下:当装有本实用新型的车辆、轮船通过特定地点，例如公路、收费站、隧道、码头、船闸时、部署在这些地点附近的RFID读卡器，会持续产生特定的电磁场和电场；当本实用新型进入电磁场和电场内，由金属牌照和窄缝构成的RFID天线，将获得感应电流作为电源激活整个RFID标签电路，然后将带信息的感应电流送入RFID芯片进行信息处理，再从RFID芯片获得所需回复的信息(利用负载调制法)，最后通过由金属牌照和窄缝构成的RFID天线返回给读卡器天线并且送到读卡器，从而实现信息交互识别功能。
[0047]上述金属牌照基体也可以变相地制成金属片材或板材的RFID远距离抗金属电子标签，用于非车船的其他目的。
[0048]实施例2
[0049]本实施例中，RFID模块3中的阻抗匹配器可为磁性材料或PCB印板制成的阻抗匹配器，与金属牌照、窄缝或缝隙与RFID芯片达到阻抗匹配，使整体无源RFID车牌标签达到读取距离最远。其余同实施例1。
[0050]实施例3
[0051 ] 如图7-9所示，本实施例中，金属牌照基体I为翻边式基体。RFID模块3设在牌照翻边10的内侧，窄缝或缝隙2开设在牌照翻边10上。其余同实施例1。
【主权项】
1.一种基于车船牌照的无源远距离RFID标签，其特征在于，包括金属牌照基体、窄缝或缝隙以及RFID模块，所述窄缝或缝隙设置在金属牌照基体上，并贯穿金属牌照基体，所述RFID模块设在金属牌照基体背面，所述金属牌照基体作为一 RFID天线。2.根据权利要求1所述的基于车船牌照的无源远距离RFID标签，其特征在于，所述金属牌照基体为平面式基体、立体式基体或翻边式基体。3.根据权利要求1所述的基于车船牌照的无源远距离RFID标签，其特征在于，所述窄缝或缝隙的宽度为l_2mm。4.根据权利要求1所述的基于车船牌照的无源远距离RFID标签，其特征在于，所述窄缝或缝隙设有一条或多条。5.根据权利要求1所述的基于车船牌照的无源远距离RFID标签，其特征在于，所述窄缝或缝隙设于金属牌照基体的边缘。6.根据权利要求1所述的基于车船牌照的无源远距离RFID标签，其特征在于，所述RFID模块由RFID芯片、阻抗匹配器、印刷电路板和引出金属片组成。7.根据权利要求6所述的基于车船牌照的无源远距离RFID标签，其特征在于，所述阻抗匹配器为磁性材料或PCB印板制成的阻抗匹配器。8.根据权利要求1所述的基于车船牌照的无源远距离RFID标签，其特征在于，所述RFID模块由塑料树脂或环氧树脂封装成固体块。9.根据权利要求1所述的基于车船牌照的无源远距离RFID标签，其特征在于，该RFID标签的工作频率为300MHz?3GHz。10.根据权利要求1所述的基于车船牌照的无源远距离RFID标签，其特征在于，所述金属牌照基体替换为非车船用的金属片材或金属板材。
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于车船牌照的无源远距离RFID标签，包括金属牌照基体、窄缝或缝隙以及RFID模块，所述窄缝或缝隙设置在金属牌照基体上，并贯穿金属牌照基体，所述RFID模块设在金属牌照基体背面，所述金属牌照基体作为一RFID天线，所述金属牌照基体为平面式基体、立体式基体或翻边式基体，窄缝或缝隙宽度为1-2mm，设有一条或多条。与现有技术相比，本实用新型具有设计简单、可实现远距离无线识别等优点。
【IPC分类】G06K19/07
【公开号】CN204695351
【申请号】CN201520344127
【发明人】李恒, 李树群, 金加龙
【申请人】李恒, 李树群
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年5月25日