无线ic标签,及使用该无线ic标签的管理系统的制作方法

专利名称：无线ic标签,及使用该无线ic标签的管理系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种RFID标签、称为RFID标签的无线IC标签、以及使用该IC标签的 管理系统，并且尤其涉及一种能存储大量数据且具有较大通信区域的无线IC标签以及使 用该无线IC标签的产品管理系统。
背景技术：
近年来，已经发明了用于IC标签的使用铁电RAM的非易失性存储单元，铁电RAM 利用铁电体作为存储设备。非易失性存储单元包括从外面接收电波并且通过与电波的谐振 产生电流的电源单元、实施无线通信的天线单元、以及用于控制这些单元的控制单元(专 利文献1)。与常规地用于IC标签的EEPROM相比，专利文献1所述的非易失性存储单元在很 多领域存在着优点，比如多次重写、较低的写入电压、无需电源、较长的使用寿命以及较小 的元件尺寸。目前，一个IC标签具有大约8K字节的存储能力并且标签自身用作存储单元 同时标签还用作作为计算设备的CPU。借助于电磁感应方法的无源型(passive type)无线IC标签(也称为RFID标签) 引起磁场，这个磁场通过施加于天线的135kHz的低频(LF)波段和13. 56MHz的高频(HF) 波段的电波在线圈天线周围产生，作为传输介质以借助于由天线感应的电动势实施与外面 的通信。然而，尽管通过使用上述LF波段或HF波段能实施稳定的通信，但是其通信范围不 宽并且不适合于移动通信。尤其，在通过使用无线IC标签在用混凝土建造的建筑物或大型 设施比如建筑工地中实施质量管理的情况下，需要在适合于管理目标或系统的频段下实施 通信。而且，需要使用能读取和写入大量数据的具有大容量存储器的无线IC标签。那么，就需要借助于一个无线IC标签实施与两个或更多具有不同性质的带宽比 如LF带或UHF带的通信而无需使用铁电RAM对非易失性存储器实施特殊处理。专利文献1 日本未审专利申请公开No. 2007-241576专利文献2 日本未审专利申请公开No. 2008-063900

发明内容
本发明要解决的问题因此，为了解决上述问题，本发明旨在提供一种无线IC标签，其能减小天线的大 小、具有较宽的通信范围、具有从低频带至超高频带的与期望使用的频带的特性相对应的 通信功能、并且同时具有大容积的存储器，并且还旨在提供一种使用无线IC标签的产品管 理系统。解决向题的手段为了解决上述问题，本发明涉及一种无线IC标签，借助于无线通信能在写入/读 取装置之间将数据写入该无线IC标签和从该无线IC标签读取数据，其中使用具有用于从外面接收电波并用于通过与电波谐振产生电流的电源单元和用于在预定频带下实施无线 通信的天线单元的铁电体的铁电存储器以及用于接收超高频带宽的电波的超高频带通信 天线芯片被电连接为安装于基板上，以使得频带长于超高频带的通信由铁电存储器的天线 单元实施并且数据存储于铁电存储器中，并且同时超高频带下的通信由超高频带通信天线 芯片实施并且数据存储于铁电存储器中。而且，本发明的无线IC标签包括经由控制单元安装于基板上并且由绝缘材料覆 盖的使用具有用于从外面接收电波并用于通过与电波谐振产生电流的电源单元和用于在 预定频带下实施无线通信的天线单元的铁电体的铁电存储器以及超高频带通信天线芯片。而且，无线IC标签的周边由耐碱性热塑性树脂材料覆盖。而且，无线IC标签的周边由具有由玻璃纤维和矿物填料增强的聚酰胺材料的热 塑性树脂材料覆盖。而且，无线IC标签形成为具有与混合入水泥产品(cement product)的骨材 (aggregate)大致相同的形状和大致相同的重量。而且，凹部形成于覆盖无线IC标签的覆盖体上并且水泥置于凹部以增强与水泥 的连接。无线IC标签与由充电设备以非接触的方式充电的电池电连接。电池由来自充电设备的预定频率下的电波以非接触的方式充电。电池安装于基板上。用于给电池充电的充电设备提供给写入/读取装置。无线IC标签与用于通过振动、热或电波而自身实施发电的发电机构电连接。发电机构安装于基板上。一种由此能借助于无线通信在写入/读取装置之间写入/读取数据的无线IC标 签通过帖着、接着/粘着、埋设、携带等方式安装于管理目标上并且借助于写入/读取装置 将数据写入如此安装的无线IC标签和从其读取数据，其中该IC标签具有使用具有用于从 外面接收电波并用于通过与电波谐振产生电流的电源单元和用于在预定频带下实施无线 通信的天线单元的铁电体的铁电存储器以及超高频带通信天线芯片，铁电存储器和超高频 带通信天线芯片电连接为安装于基板上以使得频带长于超高频带的通信由铁电存储器的 天线单元实施并且数据存储于铁电存储器中，并且同时写入/读取装置在超高频带下的通 信由超高频带通信天线芯片实施以将数据存储于铁电存储器中。一种由此能借助于无线通信在写入/读取装置之间写入/读取数据的无线IC标 签通过帖着、粘着、埋设、携带等方式安装于管理目标上并且借助于写入/读取装置将数据 写入如此安装的无线IC标签和从其读取数据，其中该IC标签具有使用具有用于从外面接 收电波并用于通过与电波谐振产生电流的电源单元和用于在预定频带下实施无线通信的 天线单元的铁电体的铁电存储器以及超高频带通信天线芯片，铁电存储器和超高频带通信 天线芯片电连接为安装于基板上，并且同时无线IC标签具有电连接的由充电设备以非接 触的方式充电的电池，使得频带长于超高频带的通信由铁电存储器的天线单元实施并且数 据存储于铁电存储器中并且同时写入/读取装置在超高频带下的通信由超高频带通信天 线芯片实施以将数据存储于铁电存储器中。一种由此能借助于无线通信在写入/读取装置之间写入/读取数据的无线IC标签通过帖着、粘着、埋设、携带等方式安装于管理目标上并且借助于写入/读取装置由从而 安装的无线IC标签写入/读取数据，其中该IC标签具有使用具有用于从外面接收电波并 用于通过与电波谐振产生电流的电源单元和用于在预定频带下实施无线通信的天线单元 的铁电体的铁电存储器以及超高频带通信天线芯片，铁电存储器和超高频带通信天线芯片 电连接为安装于基板上，并且同时无线IC标签具有电连接的用于通过振动、热或电波实施 自己发电的发电机构，使得频带长于超高频带的通信由铁电存储器的天线单元实施并且数 据存储于铁电存储器中并且同时写入/读取装置在超高频带下的通信由超高频带通信天 线芯片实施以将数据存储于铁电存储器中。无线IC标签在混合水泥、骨材、水等的生产过程中混合入水泥产品，无线IC标签 在水泥产品的测量过程中通过提供给无线IC标签的自动测量设备测量水泥产品的产品特 性值，并且同时与自动测量设备相连接的IC标签写入设备写入由自动测量设备测量的产 品特性值以及产品信息比如生产日期，并且在将水泥产品现场浇注为结构体之后，由写入/ 读取装置将数据写入结构体中的无线IC标签和从其读取数据。发明效果根据上述构造，能提供一种混合型无线IC标签，借助于无线通信能在写入/读取 装置之间将数据写入该无线IC标签和从其读取数据，其中使用具有用于从外面接收电波 并用于通过与电波谐振产生电流的电源单元和用于在预定频带下实施无线通信的天线单 元的铁电体的铁电存储器以及超高频带通信天线芯片电连接为安装于基板上以使得由写 入/读取装置进行的频带长于超高频带的通信由铁电存储器的天线单元实施，数据存储于 铁电存储器中，并且同时由写入/读取装置进行的超高频带下的通信由超高频带通信天线 芯片实施并且数据存储于铁电存储器中，从而允许超出超高频带的频带通信(比如特高频 带、高频带、中频带或低频带)并且超高频带下的通信仅通过电连接铁电存储器和常规超 高频带通信天线芯片来实施。通过使用混合型无线IC标签在任何情况下都不设置无线IC 标签的通信频率之下实施通信使得既能实施长频带的通信，比如在需要稳定通信时使用的 低频带，也能实施在需要较宽通信范围时使用的超高频带下的通信，并且由写入/读取装 置写入的数据存储于大容量的铁电存储器中。而且，由于使用具有用于从外面接收电波并用于通过与电波谐振产生电流的电源 单元和用于在预定频带下实施无线通信的天线单元的铁电体的铁电存储器以及超高频带 通信天线芯片经由控制单元安装于基板上并且由绝缘材料覆盖，就能提供一种混合型无线 IC标签，由于安装于铁电存储器上的控制单元实施的控制，其能在例如低频带下高度稳定 的通信和具有较宽通信区域的超高频带下的通信之间切换通信，或者同时使用这两者。通 过使用混合型无线IC标签实施通信使得能将由写入装置写入的大量数据存储于大容量的 铁电存储器中。而且，由于无线IC标签的周边由耐碱性热塑性树脂材料覆盖，即使无线IC标签被 投入到水泥产品比如生混凝土(fresh concrete)中，无线IC标签也不会被强碱性水泥产 品的溶液等损坏并且因此能提供一种适合于水泥产品、混凝土结构体等的产品管理的无线 IC标签。而且，由于无线IC标签的周边由具有由玻璃纤维和矿物填料增强的聚酰胺材料 的热塑性树脂材料覆盖，即使在浇注混凝土时水泥产品中的无线IC标签不会由于压力而损坏，并且因此能提供一种适合于水泥产品或混凝土结构体的产品管理的无线IC标签。而且，由于无线IC标签形成为具有与混合入水泥产品的骨材大致相同的形状和 大致相同的重量，在无线IC标签投入水泥产品时无线IC标签就能均勻地分散于水泥产品 中。而且，由于凹部形成于覆盖无线IC标签的覆盖体上并且水泥置于凹部以增强与 水泥的连接，就能在无线IC标签投入水泥产品的情况下增大与水泥产品的亲合力并且因 此如果浇注混凝土结构体，混凝土结构体就不会在埋设无线IC标签之处破裂。由于无线IC标签与由充电设备以非接触的方式充电的电池电连接，即使无线IC 标签埋设或设置于混凝土结构体中难以通过电缆向无线IC标签供电之处，也能以无线的 方式从外面充电。因此，能提供一种可无线地充电的无线IC标签。由于电池由来自充电设备的预定频率下的电波以非接触的方式充电，就能通过来 自于无线通信装置或其它传输装置的电波充电并且因此与使用例如电磁感应来充电相比 不会发生加热等情况，并且能以非接触的方式安全地实施充电。由于电池安装于基板上，就能提供一种模块化且能充电的小型无线IC标签。由于用于给电池充电的充电设备被提供给写入/读取装置，就能使用将数据写入 无线IC标签和从其读取数据的机会来给无线IC标签充电。由于无线IC标签与用于通过振动、热或电波而自身实施发电的发电机构电连接， 即使无线IC标签埋设或设置于混凝土结构体或桥梁中难以通过电缆供电之处，无线IC标 签也能使用外部能量比如振动、热或电波自己发电并且根据需要将从而产生的电能积蓄。 因此，能提供一种能自己发电的无线IC标签。由于发电机构安装于基板上，就能提供一种能发电的小型模块化无线IC标签。一种能借助于无线通信在写入/读取装置之间将数据写入和读取的无线IC标签 通过帖着、粘着、埋设、携带等方式安装于管理目标上并且借助于写入/读取装置由从而安 装的无线IC标签写入/读取数据，其包括使用具有用于从外面接收电波并用于通过与电波 谐振产生电流的电源单元和用于在预定频带下实施无线通信的天线单元的铁电体的铁电 存储器以及超高频带通信天线芯片，铁电存储器和超高频带通信天线芯片电连接为安装于 基板上以使得频带长于超高频带的通信由铁电存储器的天线单元实施并且数据存储于铁 电存储器中，并且同时写入/读取装置在超高频带下的通信由超高频带通信天线芯片实施 以将数据存储于铁电存储器中。因而，在距写入/读取装置的通信距离改变的管理系统中， 比如工厂中的货运管理、存储于书橱中的书籍或文档的管理、以及行人和车辆的交通管理， 能快速且毫无问题地实施大容量数据的写入和读取并且提供一种适合于快速管理和长期 管理的管理系统。一种能借助于无线通信在写入/读取装置之间将数据写入和读取的无线IC标签 通过帖着、粘着、埋设、携带等方式安装于管理目标上，其包括使用具有用于从外面接收电 波并用于通过与电波谐振产生电流的电源单元和用于在预定频带下实施无线通信的天线 单元的铁电体的铁电存储器以及超高频带通信天线芯片，铁电存储器和超高频带通信天线 芯片电连接为安装于基板上，并且无线IC标签包括与标签电连接并且由充电设备以非接 触的方式充电的电池，以使得频带长于超高频带的通信由铁电存储器的天线单元实施并且 数据存储于铁电存储器中并且同时写入/读取装置在超高频带下的通信由超高频带通信天线芯片实施以将数据存储于铁电存储器中。因而，除了借助于写入/读取装置由从而安 装的无线IC标签写入/读取数据的上述效果之外，无线IC标签能由来自外面的电波充电。 因此，即使无线IC标签埋设或设置于混凝土结构体中难以通过电缆给无线IC标签或与无 线IC标签相连接的装置供电之处，也能利用供应必要电能的本系统。一种能借助于无线通信在写入/读取装置之间将数据写入和读取的无线IC标签 通过帖着、粘着、埋设、携带等方式安装于管理目标上，其包括使用具有用于从外面接收电 波并用于通过与电波谐振产生电流的电源单元和用于在预定频带下实施无线通信的天线 单元的铁电体的铁电存储器以及超高频带通信天线芯片，铁电存储器和超高频带通信天线 芯片电连接为安装于基板上，并且用于通过振动、热或电波实施自己发电的发电机构与标 签电连接，以使得频带长于超高频带的通信由铁电存储器的天线单元实施并且数据存储于 铁电存储器中并且同时写入/读取装置在超高频带下的通信由超高频带通信天线芯片实 施以将数据存储于铁电存储器中。因而，除了借助于写入/读取装置由从而安装的无线IC 标签写入/读取数据的上述效果之外，无线IC标签能通过自己发电充电。因此，即使无线 IC标签埋设或设置于混凝土结构体中难以通过电缆给无线IC标签或与无线IC标签相连接 的装置供电之处，也能利用产生必要电能的本系统。无线IC标签在混合水泥、骨材、水等的生产过程中混合入水泥产品，无线IC标签 在水泥产品的测量过程中通过提供给无线IC标签的自动测量设备测量水泥产品的产品特 性值，并且同时与自动测量设备相连接的IC标签写入设备写入由自动测量设备测量的产 品特性值以及产品信息比如生产日期，并且在将水泥产品现场构建为结构体之后，由写入/ 读取装置从结构体中的无线IC标签写入/读取数据。因而，能在浇注之后快速可靠地实施 大容量的关于比如水泥产品来源、混合比例的数据或者关于结构体的数据的写入和读取， 从而提供适合于快速管理和长期管理的混凝土质量管理系统。于是，能有助于混凝土结构 体的安全性等。


图1是本发明第一实施例的混合型无线IC标签的透视图。图2是本发明第一实施例的无线IC标签的横截视图。图3是本发明第四实施例的无线IC标签的平面图，其中第一实施例的无线IC标
签由覆盖体所覆盖。图4是图3所示无线IC标签的纵向横截视图。图5是图4所示无线IC标签的横向横截视图。图6是示出使用本发明的无线IC标签的管理系统的示例的示意图。图7是示出使用本发明的无线IC标签的混凝土质量管理系统的示例的示意图。图8是本发明第二实施例的混合型无线IC标签的透视图。图9是示出使用图8所示无线IC标签的充电系统的示例的示意图。图10是本发明第三实施例的混合型无线IC标签的透视图。参考标号描述1:无线IC标签；2 基板；
21导线;
3 铁电RAM芯片；
4 超高频带通信天线芯片
5 覆盖体；
6 读取器/写入器；
7 计算机；
8 无线IC标签；
9 覆盖体
91凹部
10计算机；
11IC标签写入设备；
12中央控制服务器；
13混凝土搅拌车；
14读取器/写入器；
15无线IC标签;
16电池；
17无线IC标签；以及
18发电机构
具体实施例方式图1是本发明的混合型无线IC标签的透视图，图2是本发明的无线IC标签的横 截视图，图3至图5分别是在本发明的无线IC标签由覆盖体所覆盖的状态下无线IC标签 的平面图、纵向横截视图和横向横截视图，图6和7是示出使用本发明的无线IC标签的管 理系统的示例的示意图，图8是本发明的混合型无线IC标签的第二实施例的透视图，图9 是示出给图8所示无线IC标签充电的示例的示意图，并且图10是本发明的混合型无线IC 标签的第三实施例的透视图。本发明的无线IC标签1示出了本发明一个实施例的配置视图，其是也称为RFID 标签的亦是存储单元的混合型无线IC标签，能将数据写入和读取并且其包括利用铁电体 作为IC标签的存储设备的称为铁电存储器的铁电RAM以及用于接收超高频带宽的电波的 超高频带通信天线芯片4。铁电RAM和超高频带通信天线芯片4电连接并安装于一个基板 2上。安装利用铁电体作为用于IC标签的存储设备的铁电RAM的铁电RAM芯片3和用 于接收超高频带宽的无线电的超高频带通信天线芯片4安装于无线IC标签1上，并且铁电 RAM芯片3和超高频带通信天线芯片4的电路由导线21构造以使得能相互交换数据。构造铁电RAM芯片3的铁电RAM的类型可以是任何类型，比如电容器型或晶体管 型。这里，易于用于产品等的管理系统中的是不包括电源的无源型(passive type)铁电 RAM，但是整流来自外面的用于数据通路的电波从而使用电波作为电源。铁电RAM芯片3 具有铁电RAM，其是使用铁电体的非易失性存储器；电源单元，其不是配备电池而是通过 接收来自外面的电波并与之谐振从而产生电流用以驱动；用于实施无线通信的薄膜天线单元；以及控制单元，用于控制铁电RAM芯片3和超高频带通信天线芯片4。在与已经用于常规无线IC标签的EEPROM相比较时，铁电RAM优于EEI3ROM的功能 在于，EEPROM的重写次数为大约10的5次幂，而铁电RAM的重写次数为10的13次幂或更 多。而且，常规EEPROM的写入电压为12V，而铁电RAM在直流1. 1和3V之间，这是相当低的 电压。因此，无需将电池结合入无线IC标签并且具有通过与来自外面的电波谐振而发电的 电源单元的无源型电源就足以使用，并且与已经用于常规无线IC标签的EEPROM相比，铁电 RAM的写入速度快5000倍。而且，数据保存时间为10年或更久，这是相对较长的。而且，另 一优点在于在重写方式，对于常规EEPROM或闪存而言写入以区块单元实施，而铁电RAM能 以字单元随机地实施写入。控制单元还能设置为在能加入信息时防止覆盖写入从而防止在先写入的信息被 篡改并且优选地数据的写入/读取借助于协议来实施。因此，就能借助于与作为写入/读 取装置的读取器/写入器6的无线通信在大约8KB的存储容量内实施每个数据的写入/读 取。其中铁电RAM芯片3能实施无线通信的电波带宽能自由地设置并且能使用适合于 小型无线通信的从低频波段至超高频波段的任何波段。然而，适合于将天线单元的带宽设 置为在低频波段下通信，这使得能通过地波进行稳定的通信、具有较弱的方向性、相对不易 于受到水、灰尘和金属的影响、并且能实施高度可靠的数据通信。这里，天线单元的带宽可 设置为用于频带通信，比如特高频波段、高频波段或中频波段。另一方面，对于实施移动目标管理或者宽范围管理的情况，安装设置为借助于读 取器/写入器6写入/读取数据的在超高频带下通信的具有较宽通信区域比如数米通信距 离的超高频带通信天线芯片4。仅具有特高频带通信天线功能的一个足以用作超高频带通 信天线芯片4。然而，如果具有小存储容量的常规超高频存储芯片安装在基板上并且超高频 存储芯片用作超高频带通信天线芯片，则能以低成本提供混合型无线IC标签1。铁电RAM芯片3和超高频带通信天线芯片4的控制由安装于铁电RAM芯片3上的 控制单元实施。根据作为写入/读取装置的读取器/写入器6的通信频带由铁电RAM芯片 3的天线单元或超高频带通信天线芯片4实施通信，并且同时，传输的数据由控制单元控制 并且存储于铁电RAM芯片3的大容量存储器中。如果，例如，低频带频率的电波从读取器/写入器6输出，铁电RAM芯片3的天线 单元接收电波并且控制单元进行控制以使得因而传输的数据存储于铁电RAM芯片3的存储 单元中。同时，如果超高频带频率的电波从读取器/写入器6输出，超高频带通信天线芯片 4接收电波并且在超高频带通信天线芯片4接收电波时，进行控制以使得因而传输的数据 经由超高频带通信天线芯片4存储于铁电RAM芯片3的存储单元中。这里，控制单元可与 铁电RAM芯片3分开地提供并且铁电RAM芯片3和超高频带通信天线芯片4的电路可经由 控制单元构造。这里，能由读取器/写入器6读取的管理标识事先地或者在对无线IC标签1的铁 电RAM3进行写入操作时保存，并且在信息读取或写入时由读取器/写入器6读取管理标识 以使得其能识别无线IC标签1是构造预定管理系统的一个。这里，根据需要，防碰撞功能 能安装于无线IC标签1上以使得通信不会在每个标签附近定位有多个无线IC标签1时由 于干涉而失效。
如图2所示，每个芯片安装于其上的基板2由包括绝缘材料的绝缘体5覆盖以使 得无线IC标签1在贴附、埋设或与管理目标一起运载时不会损坏。塑料树脂等适合用作绝 缘体5的绝缘材料并且绝缘体5可覆盖基板2的上侧面或者可以树脂模塑以覆盖整个基板 2。接着，作为本发明的第二实施例，将解释电连接有从充电设备以非接触方式充电 的电池的无线IC标签15的状况。如图8所示，无线IC标签15是设置有能通过无线通信 充电的电池并且包括充电机构的第一实施例的无线IC标签1。那么，例如，标签通过从安装 有或者也用作充电设备的读取器/写入器6通信而被充电，如图9所示。无线IC标签15 的其它构造与第一实施例的无线IC标签1相同。安装有利用铁电体作为IC标签的存储设备的铁电RAM的铁电RAM芯片3、接收超 高频带宽的电波的超高频带通信天线芯片4、以及能通过无线通信充电的电池16安装在无 线IC标签15上。作为二次电池的电池16设置于基板2上并且与铁电RAM芯片3以及根 据需要与各种设备相连接，其具有用于接收特定频率带宽的电波的无线通信机构。如图9 所示，在提供给读取器/写入器6的充电设备的无线通信机构和提供给无线IC标签一侧的 电池之间通过使用近距离通信技术实施通信以给无线IC标签一侧上的二次电池充电。从 而积蓄的电能用作驱动无线IC标签15或者连接器无线IC标签15的装置的电源。例如，当嵌在混凝土结构体等中的无线IC标签15和具有充电设备的读取器/写 入器6实施无线通信时，电池16被充电。这里，除了上述近距离通信技术之外，一种充电方法可以是使用电磁感应的方法。 也就是，线圈分别提供给充电设备和电池并且如果让电流流动至充电设备一侧上的线圈， 那么电流流动至电池一侧上的线圈并且这个电流被积蓄。而且，充电设备可不安装于读取 器/写入器6上并且可以分开地提供。另外，电池16可不设置于基板2上并且可与无线IC 标签电连接。接着，作为本发明的第三实施例，将解释电连接有发电机构情况下的无线IC标签 17。如图10所示，无线IC标签17是包括发电机构的无线IC标签。这是设置有自己发电 的发电机构的第一实施例的无线IC标签1。其它构造与第一实施例的无线IC标签1相同。安装有利用铁电体作为用于IC标签的存储设备的铁电RAM的铁电RAM芯片3、用 于接收超高频带宽的电波的超高频带通信天线芯片4、以及发电机构18安装于无线IC标签 上。发电机构18安装于基板上并且与铁电RAM芯片3电连接以及根据需要与各种设备电 连接。发电机构18是通过振动发电的振动发电设备并且通过人的动作、由于设备驱动引起 的振动以及建筑物和桥梁由于车辆等通过而引起的振动产生相对弱的电能。然后，由发电 机构产生的电能可直接使用或者可积蓄于提供给发电机构的二次电池中。发电机构18用 作驱动无线IC标签或者与无线IC标签相连接的设备的电源。例如，在携带无线IC标签17的人移动或者埋设或贴附至混凝土结构体、桥梁、产 品等的无线IC标签17由于车辆等通过或者由于在携带时摆动而振动时，发电机构18利用 振动作为能量发电。这里，发电机构18不限于上述振动发电设备并且可以是通过来自外面的热而发 电的机构(作为热电设备)，并且可以是通过无线通信借助于来自外面的电波(比如射频 电波)而发电的发电机构，并且可以是使用各种类型外部能量的机构，通常称为收获技术(harvestertechnology)。这里，发电机构18可不设置于基板2上并且可以与无线IC标签 17电连接。下文中，将解释无线IC标签8，作为无线IC标签的第四实施例，其具有由覆盖体9 覆盖的无线IC标签1以使得无线IC标签能用于管理后述水泥产品或混凝土结构体的混凝 土质量管理系统。管理系统经由无线IC标签实施的管理目标尤其是水泥产品和混凝土结 构体。因此，无线IC标签8是用于旨在于在浇注之后实施水泥产品或混凝土结构体的管理 的系统，其中标签在水泥厂中水泥产品的制造过程中投入水泥产品，水、骨材和水泥在水泥 厂中混合。因此，需要无线IC标签与水泥具有亲合力，从而在标签投入混合物后具有分散 性，并且具有适合于在投入混合物时和浇注之后写入/读取数据的强度和形状。无线IC标签8是由覆盖体9覆盖的无线IC标签1。在覆盖体9的表面上，加工出 凹部91。多个微小凹部微凹于覆盖体9的表面上以形成凹部91并且水泥产品填充凹部从 而获得无线IC标签1和水泥产品之间的粘着性和亲合力。而且，形成凹部91提高无线IC 标签1的强度。在本实施例中，总共有50个地方微凹，无线IC标签的两个表面每侧上25 个，因此在实施注射成型时执行微凹处理。然而，微凹处理可以在所有表面或者仅部分地实 施。而且，本实施例中凹部的深度大致在0.2和0.5mm之间。然而，深度不限于此。凹部91 不限于微凹处理并且凹孔可形成于覆盖体9的表面上，覆盖体9可弯曲，或者覆盖体9可形 成为具有凹透镜形状以提供凹部。这里，优选地无线IC标签1的比重在1. 3和1. 9之间的范围内，这在骨材的比重 附近，并且标签在本实施例中设置为具有1. 5的比重。根据无线IC标签8在混凝土中的分 散实验，如果标签形成为具有1.3或更小的比重，无线IC标签8在水泥产品中漂浮并且因 此标签可能会暴露于水泥产品的表面上。如果标签形成为具有1. 9或更大的比重，无线IC 标签8不会在水泥产品中分散而是沉陷或偏心地定位。确认形成为比重为大约1. 5的无线 IC标签1最均勻地分散于水泥产品的表面附近。也就是，当多个比重为1. 5的无线IC标 签1在其中骨材、水泥、水等混合的水泥产品制造过程中投入1立方米的水泥产品中时，无 线IC标签定位于距水泥产品表面9. 3厘米的平均深度的位置中并且获得3. 826的标准偏 差、8. 00的中间值、4. 17的最小值以及11. 83的最大值。因此，甚至在无线IC标签1具有 大约IOcm的无线通信写入/读取距离时，也能毫无问题地实施信息的写入/读取。优选地无线IC标签8的大小设置为类似于骨材的大小。在本实施例中，标签形成 为纵向长度为17mm且横向长度为12mm的大致椭球形，并且与水泥产品具有高亲合力以使 得标签不会在水泥产品中沉陷。覆盖体9由热塑性树脂材料形成并且覆盖标签以将无线IC标签1定位于覆盖体9 的中心处。具体地，覆盖体9使用能抵抗PH值12. 0至13. 0的强碱性并且能抵抗大约100°C 温度(在混合骨材、水和水泥时应用)的耐碱性(alkaline-fast)树脂材料。在本发明的 实施例中，使用聚酰胺树脂并且尤其在使用聚酰胺MXD6复合树脂作为覆盖体9的材料的情 况下，在较宽的温度范围内获得优良的机械强度和弹性系数。而且，确认使用聚酰胺MXD6 复合树脂的这种覆盖体具有较低的吸水系数并且在与骨材、水、水泥等混合时由于吸水导 致的尺寸变化或机械强度恶化较低。这里，包括由非穿透性/非透磁性玻璃纤维增强的聚酰胺MXD6复合树脂、矿物填 料等的 Reny 材料(由三菱工程塑料公司(MitsubishiEngineering-Plastics Coporation)生产)用作覆盖体9。无线IC标签主体由覆盖体9覆盖并注射成型。确认无线IC标签8在 此情况下能抵抗纵向上平均197千克力(kgf)的负载和横向上至少平均148千克力(kgf) 的负载。而且，根据借助于碱性骨材反应的促进法的标签膨胀测试，当无线IC标签1在水 泥产品的将骨材、水、水泥等混合的制造过程中投入水泥产品时，平均膨胀率为0. 49%，这 不会在水泥产品变干后影响水泥产品。另外，尽管覆盖体包括非穿透性/非透磁性玻璃纤 维，覆盖体不包括具有磁性的物质比如铁并且因此覆盖体不会影响无线通信。这里，用于覆 盖体9的热塑性树脂材料可以是聚氨酯树脂、氯乙烯树脂、苯乙烯族树脂、烯族树脂、或聚 酯族树脂中的任何一种，除了聚酰胺树脂之外。这里，除了上述无线IC标签1之外，由覆盖体9覆盖的无线IC标签可以是具有能 借助于无线通信从外面充电的电池16的无线IC标签15或者是具有发电机构18的无线IC 标签17。下面，将参照一些示例解释使用无线IC标签1的管理系统。在使用无线IC标签 1的管理系统中，构成无线IC标签1的铁电RAM芯片3和超高频带通信天线芯片4如图1 所示安装于基板2上并且铁电RAM芯片3和超高频带通信天线芯片4是构造为能如图6所 示相互交换数据的系统。那么，这些芯片的天线单元就能在低频或超高频带宽下与读取器 /写入器6通信。读取器/写入器6能通过切换至低频或超高频带宽中的一个或两者实施与无线IC 标签1的数据通信并且能通过与无线IC标签1的无线通信读取和写入关于管理目标的数 据。如果写入数据从读取器/写入器6输出，与从读取器/写入器6输出的频带相对 应的无线IC标签1的铁电RAM芯片3或超高频带通信天线芯片4的天线单元接收数据并 且数据存储于铁电RAM芯片3的存储器中。而且，如果从读取器/写入器6输出读取信号， 与从读取器/写入器6输出的频带相对应的无线IC标签1的铁电RAM芯片3或超高频带 通信天线芯片4的天线单元接收信号，并且存储于铁电RAM芯片3中的数据从天线单元输 出至读取器/写入器6。然后从而由读取器/写入器6读取的数据可存储于计算机7中。作为使用具有这种构造的无线IC标签的管理系统的一个实施例示例，将基于图7 解释混凝土质量管理系统。首先，准备多个处于初始状态下的无线IC标签8(其包括由覆 盖体9覆盖的无线IC标签1)，并且将它们在混凝土公司的混合水泥、骨材(比如砾石)、水 等的水泥产品生产过程中以大约每立方米水泥产品1个无线IC标签的比率混合入水泥产 品。此时，提供给水泥产品测量过程的自动测量设备测量产品特性值，比如水泥产品的水和 水泥比率、水泥混合剂、或者温度，并且同时与自动测量设备相连接的IC标签写入设备11 自动地写入从而由自动测量设备测量的产品特性值以及产品信息比如生产日期。而且，从 而写入无线IC标签1的生产信息也记录于用于混凝土质量控制系统的中央控制的中央控 制服务器12中以使得数据在相关组织比如混凝土公司的计算机10中链接起来。另外，其中混合有无线IC标签8的水泥产品装载于混凝土搅拌车13上。运输信 息比如运输日期借助于结合入个人数字助理(PDA)的读取器/写入器写入混合于混凝土搅 拌车13中的水泥产品中，读取器/写入器事先设置为由主管运输等的人员实施与事先加密 信号的无线通信。而且，当混凝土搅拌车13到达现场时，现场主管人员使用也结合入PDA的读取器/写入器14来写入接收信息比如接收日期和时间、测试结果、以及通过使用进入无线IC标 签1的加密信号确认混合物，并且同时将信息记录于中央控制服务器12中。然后，浇注其 中混合有无线IC标签1的混凝土产品并形成混凝土结构体。现场主管建筑的建筑公司也 能根据需要通过使用读取器/写入器14将结构体信息比如增强布置数据记录入建筑区域 单元的目标或者混凝土结构体的建筑部分中的位置处的无线IC标签8。在从而完成混凝土结构体之后，能通过使用结合在PDA中的设置来通过事先设置 的加密信号实施无线通信的读取器/写入器14来读取记录于混凝土结构体中的无线IC标 签8中的各种信息。而且，上述中央控制服务器12控制在多个位置写入无线IC标签1的信息并且根 据需要将信息提供给现场建筑公司、建筑物客户、用户、各种工业组织等。下面将解释使用无线IC标签的另一管理系统的示例。使用无线IC标签1的货运 管理系统能用于通过将无线IC标签1帖着至产品并且在产品从工厂运输时或制造时通过 使用读取器/写入器6将产品信息、制造信息、运输目的地信息等写入标签以追踪产品的由 运输公司或者后勤管理系统管理运输目的地。在工厂生产线上，信息经由具有较宽通信区 域并且适合于移动通信的超高频带通信天线芯片4写入，并且在装运之后，信息能经由铁 电RAM芯片3的天线单元由在低频带宽下使用的手持读取器/写入器读取或写入。而且，使用无线IC标签1的书籍或文档管理系统能在书库或书橱中使用，用于通 过将无线IC标签1帖着至书籍或文档并且由读取器/写入器6写入书籍或文档的分类信 息、写入和调度信息、借者ID等来进行图书馆借书管理或公司文档输入和调度管理系统。 在书库等中，经由具有较宽通信区域的超高频带通信天线芯片4从分类信息获取书籍或文 档的存储位置，并且在借出或销售时，能经由铁电RAM芯片3的天线单元由在低频带宽下使 用的手持读取器/写入器读取或写入信息。而且，使用无线IC标签1的交通量等的管理系统能用于通过让人员或车辆携带无 线IC标签1并且在人员或车辆经过设置读取器/写入器6的观察点时读取器/写入器6 写入或读取标识信息来研究交通量或通过记录或者用于提供当前位置信息的管理系统。对 于其中需要高速数据通信的较宽区域或者高速路路口处的数据通信等，通信经由超高频带 通信天线芯片4实施，并且在需要可靠数据通信的火车票检票口的情况下，经由铁电RAM芯 片3的天线单元读取或写入信息。这里，管理系统的示例不限于上述这些并且无线IC标签能通过帖着、埋设目标物 体或由其携带而用于各种管理系统。这里，除了上述无线IC标签1之外，用于管理系统的无线IC标签可以是具有能借 助于无线通信从外面充电的电池16的无线IC标签15或者是具有发电机构18的无线IC 标签17。工业实用性能提供一种混合型无线IC标签，其能通过电连接铁电存储器和目前已知的超高 频带通信天线芯片而实施超出超高频带的频带(比如特高频带、高频带、中频带和低频带) 下的通信和超高频带下的通信。如果通过使用这种混合型无线IC标签来实施通信，就既能 实施长频带通信比如在需要稳定通信时使用的低频带，也能实施在需要较宽通信区域时使 用的超高频带通信，而无需在每种情况下设置无线IC标签的通信频率。同时，从而由写入/读取装置写入的数据能存储于大容量铁电存储器中。
权利要求
1.一种无线IC标签，借助于无线通信能在写入/读取装置之间将数据写入该无线IC 标签和从该无线IC标签读取数据，其中使用具有用于从外面接收电波并用于通过与电波 谐振产生电流的电源单元和用于在预定频带下实施无线通信的天线单元的铁电体的铁电 存储器以及用于接收超高频带宽的电波的超高频带通信天线芯片被电连接为安装于基板 上，以使得频带长于超高频带的通信由铁电存储器的天线单元实施并且数据存储于铁电存 储器中，并且同时超高频带下的通信由超高频带通信天线芯片实施并且数据存储于铁电存 储器中。
2.根据权利要求1的无线IC标签，其中使用具有用于从外面接收电波并用于通过与电 波谐振产生电流的电源单元和用于在预定频带下实施无线通信的天线单元的铁电体的铁 电存储器以及超高频带通信天线芯片经由控制单元安装于基板上并且它们由绝缘材料覆ΓΤΠ ο
3.根据权利要求1或2的无线IC标签，其中无线IC标签的周边由耐碱性热塑性树脂材料覆盖。
4.根据权利要求3的无线IC标签，其中无线IC标签的周边由具有由玻璃纤维和矿物 填料增强的聚酰胺材料的热塑性树脂材料覆盖。
5.根据权利要求3或4的无线IC标签，其中无线IC标签形成为具有与混合入水泥产 品的骨材大致相同的形状和大致相同的重量。
6.根据权利要求3至5的任何一个的无线IC标签，其中凹部形成于覆盖无线IC标签 的覆盖体上并且水泥置于凹部以增强与水泥的连接。
7.根据权利要求1至6的任何一个的无线IC标签，其中无线IC标签与由充电设备以 非接触的方式充电的电池电连接。
8.根据权利要求7的无线IC标签，其中电池由来自充电设备的预定频带下的电波以非 接触的方式充电。
9.根据权利要求7或8的无线IC标签，其中电池安装于基板上。
10.根据权利要求7至9的任何一个的无线IC标签，其中用于给电池充电的充电设备 被提供给写入/读取装置。
11.根据权利要求1至10的任何一个的无线IC标签，其中无线IC标签与用于通过振 动、热或电波而自身实施发电的发电机构电连接。
12.根据权利要求10的无线IC标签，其中发电机构安装于基板上。
13.一种使用无线IC标签的管理系统，其中，借助于无线通信能在写入/读取装置之间 将数据写入该无线IC标签和从该无线IC标签读取数据，并且该无线IC标签具有电连接为 安装于基板上的、使用具有用于从外面接收电波并用于通过与电波谐振产生电流的电源单 元和用于在预定频带下实施无线通信的天线单元的铁电体的铁电存储器以及超高频带通 信天线芯片，以使得频带长于超高频带的通信由铁电存储器的天线单元实施并且数据存储 于铁电存储器中，并且同时写入/读取装置在超高频带下的数据通信由超高频带通信天线 芯片实施以将数据存储于铁电存储器中，无线IC标签通过帖着、粘着、埋设、携带等方式安 装于管理目标上并且借助于写入/读取装置将数据写入如此安装的无线IC标签和从其读 取数据。
14.根据权利要求13的使用无线IC标签的管理系统，其中，借助于无线通信能在写入2/读取装置之间将数据写入该无线IC标签和从该无线IC标签读取数据，并且该无线IC标 签具有电连接为安装于基板上的、使用具有用于从外面接收电波并用于通过与电波谐振产 生电流的电源单元和用于在预定频带下实施无线通信的天线单元的铁电体的铁电存储器 以及超高频带通信天线芯片并且同时具有与之电连接的由充电设备以非接触的方式充电 的电池，以使得频带长于超高频带的通信由铁电存储器的天线单元实施并且数据存储于铁 电存储器中，并且同时写入/读取装置在超高频带下的数据通信由超高频带通信天线芯片 实施以将数据存储于铁电存储器中，无线IC标签通过帖着、粘着、埋设、携带等方式安装于 管理目标上并且借助于写入/读取装置将数据写入如此安装的无线IC标签和从其读取数 据。
15.根据权利要求13或14的使用无线IC标签的管理系统，其中，借助于无线通信能在 写入/读取装置之间将数据写入该无线IC标签和从该无线IC标签读取数据，并且该无线 IC标签具有安装于基板上的、使用具有用于从外面接收电波并用于通过与电波谐振产生电 流的电源单元和用于在预定频带下实施无线通信的天线单元的铁电体的铁电存储器以及 超高频带通信天线芯片同时具有与之电连接的用于通过振动、热或电波而自身实施发电的 发电机构，以使得频带长于超高频带的通信由铁电存储器的天线单元实施并且数据存储于 铁电存储器中，并且同时写入/读取装置在超高频带下的数据通信由超高频带通信天线芯 片实施以将数据存储于铁电存储器中，无线IC标签通过帖着、粘着、埋设、携带等方式安装 于管理目标上并且借助于写入/读取装置将数据写入如此安装的无线IC标签和从其读取 数据。
16.根据权利要求13至15的任何一个的无线IC标签，其中无线IC标签在混合水泥、 骨材、水等的生产过程中混合入水泥产品，无线IC标签在水泥产品的测量过程中通过提供 给无线IC标签的自动测量设备测量水泥产品的产品特性值，并且同时，与自动测量设备相 连接的IC标签写入设备写入由自动测量设备测量的产品特性值以及产品信息比如生产日 期，并且在将水泥产品现场浇注为结构体之后，由写入/读取装置将数据写入结构体中的 无线IC标签和从其读取数据。
全文摘要
一种能由此借助于无线通信在写入/读取装置之间写入/读取数据的无线IC标签，其中使用具有用于从外面接收电波并用于通过与电波谐振产生电流的电源单元和用于在预定频带下实施无线通信的天线单元的铁电体的铁电存储器以及用于接收超高频带电波的超高频带通信天线芯片连接为安装于基板上以使得频带长于超高频带的通信由铁电存储器的天线单元实施并且数据存储于铁电存储器中，并且同时超高频带下的通信由超高频带通信天线芯片实施并且数据存储于铁电存储器中。
文档编号G06K19/07GK102099818SQ200980128328
公开日2011年6月15日 申请日期2009年10月6日 优先权日2009年6月18日
发明者加贺规矩男, 芦泽重夫 申请人:三智商事株式会社