近场uhf识别系统和使用近场识别来识别作为导电材料或包含导电材料的对象或类似对 ...的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及利用超高射频波的对象识别领域。
【背景技术】
[0002]一些作者写道:基于超高射频对作为导电材料或包含导电材料的对象的识别(UHFRFID)富有挑战性。
[0003]Mohammed等人在其由美国劳伦斯的堪萨斯大学的信息与电信技术中心(邮编:KS66045)发表的文章 “An RFID Tag Capable of Free-Space and On-Metal Operat1n” 中提出一种约142mmX 30mm大小且3.18mm厚的RFID标签。对意图使用在金属表面上的标签而言，其厚度是至关重要的。具有如Mohammed等人所提出的尺寸的RFID标签倘若更薄、且价格更低廉的话，则可用于笔记本电脑电池。
[0004]Eunni等人在其发表于《系统学、控制论及信息学》，第5卷，第I号的文章“A NovelPlanar Microstrip Antenna Design for UHF RFID”中提出一种平面微带天线设计，其中天线层设置在放置在金属对象上的基板上。匹配网具有12.4mm的垂直长度和30mm的水平长度。尽管单看匹配电路的尺寸是并不重要的，但是天线的总尺寸为140_X72mm却至关重要。通常，除了需要宽带响应以外，人们都试图避免将匹配电路与RFID标签相结合。
[0005]Koivu先生在其2008年于EVTEK应用科学大学科技学院发表的论文“Thin RFIDSolut1n for Battery Identif icat1n”中提出了一种圆形按钮标签配置，其中RFID标签集成在放置于150 μ m厚的纸片上的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)片材上，该150 μ m厚的纸片则相应放置在铁氧体片材上。铁氧体使用由TDK所制造的Flexield IRLG4型磁性片材/无线电波吸收器，其厚度为0.25mm或0.50mm。圆形按钮标签设置在移动电话电池的角部中，并且如果该标签靠近电池边缘设置，那么它能够与所有的受试电池模型一起实现超过四厘米的读取范围。就试图用来远程识别移动电话电池而言，认为在此范围内的读取距离就足够了。
[0006]发明目的
[0007]由Mohammed等人以及Eunni等人提出的实施方案具有显著延长的形状，并因而不适合用于具有小于1cm尺寸的对象上。然而，最当前的电子设备可充电电池却要小得多。例如，广泛用于移动电话的锂离子可充电电池具有约为5X4X0.8cm的尺寸。使用Mohammed等人或Eunni等人提出的配置来识别上述那种所具有的尺寸堪比当前所用电池尺寸的可充电电池是根本不可能的。而且，更为重要的是，他们方案中的至少2mm的厚度及制造成本均使得其所提出的配置在当前不具吸引力。
[0008]Koivu所提出的圆形按钮标签的配置具有约1.3cm的直径，该直径针对识别可充电电池的用途而言是合适的尺寸。然而，他的方案从制造角度来看不具有吸引力，因为铁氧体片材使得本该仅约为2-3美分/件的制造成本急剧增加。
[0009]本发明的目的在于减少近场识别系统的制造成本。
【发明内容】
[0010]该目的可根据权利要求1所述的近场识别系统以及根据权利要求9所述的方法来实现。
[0011]从属权利要求描述了所述系统和方法的优选方面。
[0012]技术效果
[0013]所述识别系统包括:属于导电材料或包含导电材料的对象，和超高射频微带应答器，其中所述超高射频微带应答器包括微带线及连接到所述微带线的识别微芯片。所述微带线形成电回路并迂回弯折。
[0014]所述微带应答器在所述对象上位于所述对象具有导电区域的位置处，并且以使得所述微带线至少沿对象的边缘部的方式来配置。优选地，如果所述微带线沿所述对象的至少两个边缘部布置，那么可得到更大的读取角度和容量，但是具体针对某些可充电电池而言，如果该可充电电池的端部存在问题性形状的话(例如一些用于笔记本电脑的可充电电池的情况)，则可以仅跟随一个边缘部。
[0015]当所述识别系统正被该系统下方的问询器询问时，所述系统配置为:通过由对象边缘部上的电流所感生的磁性近场而从微带线向所述对象下方发送识别信号，使得识别微芯片能被识别。通过这种方式，由于识别微芯片可被识别，因此可实现对所述对象和/或此类对象的识别。
[0016]对Mohammed等人、Eunni等人以及Koivu所提出的标签的显著改进在于:借助于该新型配置，不必再发送那种穿透所述对象的超高射频信号，却足以具有由所述对象边缘部上的电流所感生的磁性近场。微带线上的电流在所述对象的边缘部上感生出次级电流，从而感生出能实现应答器与问询器之间的电耦合的磁性近场。通过这种方式，相比于Koivu的方案，由于不需要铁氧体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，还能够使得所述配置变得足够紧凑。
[0017]如果所述对象是用于电子设备的可充电电池(具体说是基于锂离子的可充电电池或者是包括用于储存能量的金属基板的可充电电池)，那么本发明能够检测出所述可充电电池的类型，从而选择出适当的回收计划或适当的处置方式。此类可充电电池尤其常用于移动电话中。需要能够识别出某特定可充电电池是锂离子电池、锂离子聚合物电池、镍镉电池，还是镍氢电池。所述对象可以是任何其他金属对象。具体地，在加工工业中使用到几种此类对象。如果所述对象例如是铸模，则可以特别优选地采用本发明。
[0018]优选地，所述微带线包含铝、铜或银，或由铝、铜或银构成。如果是铝或铜，则所述微带线可通过蚀刻来制造。如果是银，则所述微带线可通过使用银基油墨来自动打印该微带线的方式来制造。
[0019]如果所述微带应答器包括箔片(其中将微带线附接到所述箔片上，并且所述箔片附接于对象或围绕所述对象的箔片、纸、包装物或覆盖物上)，那么不需要再将微带线与所述对象金属部件隔离以防止所述微带线短路。有利的是，由于所述箔片不必一定要高度无损，因此所述箔片可以是或包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(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)或纸。可以通过粘合剂来实现上述对对象或者围绕对象的箔片、纸、包装物或覆盖物的附接；粘合层的厚度可以为10至30 μ m，优选为例如20 μ m。代替粘合剂的是，可将所述微带应答器焊接在围绕对象的箔片、纸、包装物或覆盖物中。
[0020]聚对苯二甲酸乙二醇酯箔片具有40-60 μm的厚度，最优选为50 μm。所述微带线所具有的厚度为16至20 μ m，最优选为18 μ m。
[0021]所述微带线可制备得较为紧凑。优选地，它所具有的尺寸约为10-14mmX 13_17mm，最优选为12_X 15mm。
[0022]优选地，该微带线沿至少两个相邻的边缘部设置在一定距离处。优选地，所述距离是0.8-1.2mm,最优选为1.0_。这能够实现对象中磁性近场的较好形成，从而提高识别微芯片的可识别性。
[0023]所述用于识别作为导电材料或包含导电材料的对象或此类对象的方法包括下列步骤，其中所述对象具体是用于移动电话或任何其他电子设备的可充电电池:
[0024]a)将微带应答器附接到所述对象，以创建根据本发明的系统；
[0025]b)通过问询器来询问所述系统；
[0026]c)当所述对象在其一侧与磁性近场进行耦合时，接收识别微芯片的识别信号，其中所述对象的一侧例如是与所述微带应答器所在位置相对的对象的那一侧；和
[0027]d)利用所述识别信号来识别所述对象或此类对象。
[0028]所述方法能够从待识别的对象或待识别的此类对象的下方执行。本发明已达到高达1cm的识别距离。这种方法易于降低用于执行识别过程的空间需求，因为现在不再需要所述待识别的系统的上方具有自由空间。这在识别过程即将执行的前提下，更有效地鼓励工厂管理者或回收企业家致力于组织好空间利用。在可充电电池的识别过程中，在传