一种带有RFID标签的工具及其标签封装方法与流程

本发明属于物联网技术领域，也属于工具智慧化技术领域，具体涉及一种带有RFID标签的工具及其标签封装方法。

背景技术：

条形码是将宽度不等的多个黑条和空白、按照一定的编码规则排列，用以表达一组信息的图形标识符。常见的条形码是由反射率相差很大的黑条和白条排成的平行线图案。条形码可以标出物品的生产国、制造厂家、商品名称、生产日期、图书分类号、邮件起止地点、类别和日期等诸多信息，因而在商品流通、图书管理、邮政管理和银行系统等许多领域均得到广泛的应用。

二维码是用某种特定的几何图形在平面上按一定规律分布的黑白相间的图形，用于记录数据符号信息；在代码编制上巧妙地利用构成计算机内部逻辑基础的“0”\“1”比特流的概念，使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息，通过图像输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理。它具有条码技术的一些共性：每种码制有其特定的字符集，每个字符占有一定的宽度，具有一定的校验功能等。相比条形码而言，二维码还具有防伪溯源、手机电商、手机推送和支付管理等新的功能，但其面积较条形码大，对于读取平面的水平平整度要求更高。

射频识别，RFID(Radio Frequency Identification)技术，又称无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。目前RFID技术的应用范围很广，如图书馆、门禁系统、食品安全溯源等领域。由于其不同于条形码和二维码，无需借助光学识别，而且芯片数据的唯一性和加密性，使得RFID技术受到广泛的关注。

条形码、二维码、RFID标签三者各有所长，其应用范围既重合又交叉互补。受工具表面的尺寸及水平平整度的限制，受工具使用后表面的油污、灰尘和潮湿的限制，受标签表面磨损、模糊的限制，目前单一的条形码和二维码难以全面溯源管理金属工具的借还状态及其流向。由于工具的不同材质对电磁波有明显不同的干扰，工具的摆放状态使得各种电磁屏蔽，工具的不正当使用将严重损坏RFID标签及芯片，因此，单一的使用RFID标签也不能用于全面溯源管理金属工具的借还状态及其流向。

若将RFID标签仅仅使用不干胶粘贴在工具表面，则RFID标签在使用中容易由于磨损而脱落，或者在清洗工具表面的油污时损坏标签与工具的附着；或者工具在暴力使用过程中，破坏标签芯片。若使用悬挂等方式将RFID标签固定在工具上，则受工具的结构、形状、尺寸和使用方式等情况的限制。

技术实现要素：

针对现有技术中的不足，本发明提供一种带有RFID标签的工具及其标签封装方法。

为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种带有RFID标签的工具，所述RFID标签包括RFID电子芯片层和识别码层，识别码层包括粘连面和识别面，粘连面贴合于RFID电子芯片层上，识别面外设一透明保护层。

优选的，所述RFID标签还包括缓冲层，缓冲层的一表面与所述识别码层的粘连面分别与所述电子芯片层的两个面粘贴。

优选的，所述RFID电子芯片层为超高频RFID电子芯片层。

优选的，所述识别码层的识别面与透明保护层之间设有条形码、二维码、数字代码和工具名称中的一种或多种。

本发明还公开了一种工具的标签封装方法，包括如下步骤：

(1)将所述RFID电子芯片层设于所述工具表面的一预设位；

(2)在所述RFID电子芯片层外设置所述识别码层，在所述RFID电子芯片层、识别码层及其周边的工具表面设置一无缝透明热塑性材料层，接着进行热加工处理；或者在所述RFID电子芯片层外设置所述识别码层，在所述RFID电子芯片层、识别码层及其周边的工具表面涂布一层透明胶黏剂，待透明胶黏剂固化。

优选的，所述将所述RFID电子芯片层设于所述工具表面的一预设位，具体包括如下步骤：

(1)对所述工具表面的预设位涂覆胶粘剂进行胶粘化处理；

(2)待胶粘剂达到半固化状态，将所述RFID电子芯片层的一面粘连于工具表面的预设位。

优选的，所述标签还包括缓冲层，缓冲层设于所述工具表面与所述RFID电子芯片层之间，缓冲层按以下步骤封装：

(1)对一工具表面的预设位涂覆胶粘剂进行胶粘化处理；

(2)待胶粘剂达到半固化状态，将所述缓冲层的一面粘连于工具表面的预设位；

(3)将所述缓冲层的另一面与所述RFID电子芯片层复合。

优选的，所述胶粘剂为双组分环氧树脂粘合剂或聚氨酯粘合剂，胶粘剂的使用量为1～20g/m²。

优选的，所述工具为管状或柱状或多边形状工具，在所述RFID电子芯片层、识别码层的识别面及其周边的工具表面设置所述无缝透明热塑性材料层；或者所述工具为不规则形状工具，在所述识别码层的识别面及其周边的工具表面无缝涂布所述透明胶黏剂。

优选的，所述识别码层封装后，其识别面为平面或弧面；若识别面为弧面，其弯曲弧度小于或等于60度。

优选的，所述带有RFID标签的工具具有860～925MHz超高频RFID无线射频识别频率。

本发明与现有技术相比，有益效果是：本发明带有RFID标签的工具结合RFID电子芯片层、条形码、二维码及工具数码实现工具的智慧化。

本发明的工具标签的封装方法简单方便，工具标签的内外封装均处于工具表面，不破坏工具原有的结构和使用便利性。

本发明的工具标签结合工具、RFID电子芯片层、缓冲层、识别码层、胶黏层、无缝透明热塑性材料等组合后，得到860～925MHz超高频无线射频识别频率，满足超高频无线射频识别系统的国家标准频率。

附图说明

图1是本发明实施例1工具的标签的结构剖面图。

图2是本发明实施例1工具的标签封装方法流程图。

图3是本发明带有标签的扳手的结构示意图。

图4是本发明带有标签的钳子的结构示意图。

图5是本发明带有标签的小型金属工具或工具箱体的结构示意图。

具体实施方式

随着物联网的发展，工具的识别越来越智能化，本发明针对不同结构、形状、规格、材质及表面特征的工具，如表面为平面、曲面、凹面、凸面或不规则形状等，开发了一种智慧工具标签及其封装方法。

下面通过具体实施例对本发明的技术方案作进一步描述说明。

如图1所示，本实施例带有标签的工具，其标签包括缓冲层3、RFID电子芯片层4和识别码层5。

RFID电子芯片层4包括正面和反面，厚度不大于10mm、长度不大于300mm、宽度不超过60mm。RFID电子芯片层的基层类型有陶瓷基材，FR4(环氧树脂覆铜板)基材，PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)基材、PEEK(聚醚醚酮)基材、硅橡胶基材、PVDF(聚偏氟乙烯)基材等聚合物基材。根据不同的工具材质选择不同基材的RFID电子芯片层4。RFID电子芯片层4内录入有工具的基本信息，包括工具的规格、尺寸、操作说明等信息。RFID电子芯片层4为超高频RFID电子芯片层。

识别码层5包括粘连面和识别面，识别面上含有条形码、二维码、数字代码和工具名称中的一种或多种，识别面上还覆盖有透明保护层，保护识别面上的条形码、二维码、数字代码等信息。该透明保护层为PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PP(聚丙烯)；PE(聚乙烯)；PU(聚氨酯)；PVC(聚氯乙烯)等。条形码、二维码、数字代码和工具名称与工具一一对应，记录工具的基本信息，包括工具的规格、尺寸、操作说明等。

缓冲层3包括正面和反面，正反面均涂布有胶粘剂。缓冲层3的材料为高介电常数的弹性缓冲阻隔材料，包括聚苯乙烯泡沫塑料、聚乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料、聚氯乙烯泡沫塑料、聚丙烯泡沫塑料、气垫薄膜等，有利于电磁波的传播，提高RFID电子芯片层4的识别效率。

RFID电子芯片层4的正面和反面分别与识别码层5的粘连面和缓冲层3的一面贴合。

缓冲层3的设置是为了防止工具使用过程中震动损伤RFID电子芯片层4。缓冲层3的尺寸大于或等于RFID电子芯片层4的尺寸，使RFID电子芯片层4完全附着在缓冲层3上，避免工具震动冲击使用时破坏RFID电子芯片层4。

识别码层5的尺寸大于或等于RFID电子芯片层4的尺寸，使识别码层5贴附于RFID电子芯片层4的表面并完全覆盖，避免RFID电子芯片层4被破坏。

如图2所示，本实施例工具的标签封装方法包括以下步骤：

(1)对工具表面的预设位涂覆胶粘剂进行胶粘化处理；

(2)待胶粘剂达到半固化状态，将缓冲层3的一面粘连于工具表面的预设位；

(3)将缓冲层3的另一面与RFID电子芯片层4正面或反面复合；

(4)将RFID电子芯片层4的另一面与识别码层5的粘连面复合；

(5)在识别码层5的识别面及其周边的工具表面设置无缝透明热塑性材料层，接着进行热加工处理。

本实施例工具的标签封装方法，具体按以下步骤进行：

1、在工具上选择合适的位置，该位置要求不影响工具的使用。在工具的该位置上涂布一层双组分环氧树脂胶或聚氨酯胶或热熔胶，上胶量控制在1～20g/m²，待胶水失去流动性但未固化干燥时实施第二步；

2、将高介电常数的弹性缓冲阻隔材料层3贴于工具的胶黏位，弹性缓冲阻隔材料层3的厚度为0.01～15mm；

3、将RFID电子芯片层4贴附于弹性缓冲阻隔材料层3的表面，静置5分钟～5小时待胶水彻底固化，使RFID电子芯片层4牢固贴附于工具表面上；

4、针对每一款工具，设计对应的条形码/二维码/工具码，在识别码层5的识别面打印出条形码/二维码/工具码等工具信息。

5、在识别码层5的识别面再覆盖一层透明不干胶保护膜层，该透明不干胶保护膜层的厚度为0.001～0.1mm。

6、将识别码层5的粘连面贴附于RFID电子芯片层4的表面并将RFID电子芯片层4完全覆盖；

7、对于管状或柱状或多边形工具，在贴附有超高频RFID工具标签的部位封装无缝透明热塑性材料，采用胶黏、加热等方法，使无缝透明热塑性材料紧紧地包裹着工具及其表面的工具标签，该无缝透明热塑性材料的尺寸根据工具尺寸而定，透明无缝热塑性材料的材质选用聚氯乙烯、聚氨酯、硅胶、橡胶等；

8、对于凹面型工具、不规则面型工具，则在贴附有超高频RFID工具标签的部位，涂布透明耐磨强烈胶性材料，完全包裹住超高频RFID工具标签及其周边的工具表面，使超高频RFID工具标签与工具表面紧紧地粘连。透明耐磨强烈胶性材料选用透明α-氰基丙烯酸瞬干胶、透明有机硅粘合剂、透明硅橡胶和透明聚氨酯粘合剂等。

9、缓冲层3、RFID电子芯片层4、识别层5及各胶黏层，共同组合成超高频RFID工具标签。通过无缝透明热弹塑性材料或透明耐磨强烈胶性材料，将该超高频RFID工具标签附着在相应的工具上，结合工具材料、无缝透明热弹塑性材料或透明耐磨强烈胶性材料的电学性能，使该超高频RFID工具标签的频率在860～925MHz范围内，满足超高频无线射频识别系统的国家标准频率。

下面将本发明工具的标签及其封装方法应用于具体案例中。

案例一：

如图3所示，在金属工具扳手11的正中部平整区域，涂胶，贴一张50×15×1mm的高介电常数的弹性缓冲材料21，再在该弹性缓冲材料21上贴装一枚50×15×3mm的柔性抗金属RFID电子芯片层31，压平、静置，待胶彻底固化；

将条形码/二维码/工具数码等工具信息打印在识别层41的识别面上，再在识别面上覆盖透明PET不干胶膜层，防止识别面上的工具信息被污染、磨损等。识别层41的尺寸为55×18mm。将识别层41的胶黏层贴于柔性抗金属RFID电子芯片层31之上，使之完全覆盖RFID电子芯片层31；

采用内径50mm、长度90mm、弹性伸缩率﹥150％的无缝聚氨酯透明热弹性套筒51套于金属工具扳手11上，包裹覆盖了条形码/二维码/工具数码的柔性抗金属RFID电子芯片层31，通过加热或涂胶等技术，使该无缝透明热弹性套筒51将柔性抗金属RFID电子芯片层31完全封闭，不渗水、不渗油、防灰尘等。

在柔性抗金属RFID电子芯片层31内的芯片上写入金属工具扳手的基本信息并加密，再将该金属工具扳手的基本信息录入工具数据库中。

由金属工具扳手11、弹性缓冲材料21、RFID电子芯片层31、识别层41、无缝聚氨酯透明热弹性套筒51、以及各胶黏层，共同构成的智慧扳手的无线射频识别频率在860～925MHz范围内，满足超高频无线射频识别系统的国家标准频率。

案例二：

如图4所示，在金属工具钳子12的橡胶手柄的平整区域，涂胶，贴一张30×10×1mm的高介电常数的弹性材料22，再在该弹性材料22上贴装一枚30×10×0.05mm的柔性RFID电子芯片层32，压平、静置，待胶彻底固化。

将条形码/二维码/工具数码等工具信息打印在识别层42的识别面上，再在识别面上覆盖透明PET不干胶膜层，防止识别面上的工具信息被污染、磨损等。识别层42的尺寸为36×12mm。将识别层42的胶黏层贴于柔性抗金属RFID电子芯片层32之上，使之完全覆盖RFID电子芯片层32；

采用内径20mm、长度70mm，弹性伸缩率﹥150％的无缝聚氨酯透明弹性套筒52套于金属工具钳子12的手柄上，包裹着覆盖了条形码/二维码/工具数码的柔性RFID电子芯片层32，通过加热或涂胶等技术，使无缝弹性套筒52将RFID电子芯片层32完全封闭，不渗水、不渗油、防灰尘等。

在柔性RFID电子芯片层32内的芯片上写入该金属工具钳子的信息并加密，再将该钳子的信息录入工具数据库中。

由金属工具钳子12、弹性缓冲材料22、RFID电子芯片层32、识别层42、无缝聚氨酯透明热弹性套筒52、以及各胶黏层，共同构成的智慧钳子的无线射频识别频率在860～925MHz范围内，满足超高频无线射频识别系统的国家标准频率。

案例三：

如图5所示，在金属工具套筒13的表面，涂布双组分环氧树脂黏合剂23，再将10×6×2mm FR4基底的抗金属RFID电子芯片层33黏贴在胶层表面，自然放置6小时待胶固化干燥；

将条形码/二维码/工具数码等工具信息打印在识别层43的识别面上，再在识别面上覆盖透明PET不干胶膜层，防止识别面上的工具信息被污染、磨损等。识别层43的尺寸为10×6mm。将识别层43的胶黏层贴于柔性抗金属RFID电子芯片层33之上，使之完全覆盖RFID电子芯片层33；

然后在覆盖了识别层43的抗金属RFID电子芯片层33外涂布一层透明α-氰基丙烯酸瞬干胶53，完全包裹住RFID电子芯片层33及其周边的工具表面，自然放置6小时，待胶完全固化干燥，使RFID电子芯片层33与金属工具套筒13表面紧紧连接在一起。

在RFID电子芯片层33内的芯片上写入该金属工具套筒的信息并加密，再将该套筒的信息录入工具数据库中。

由金属工具套筒13、双组分环氧树脂黏合剂23、RFID电子芯片层33、识别层43、透明α-氰基丙烯酸瞬干胶53以及其他各胶黏层，共同构成的智慧套筒的无线射频识别频率在860～925MHz范围内，满足超高频无线射频识别系统的国家标准频率。

本发明带有RFID标签的工具，其使用场合不再受环境温度、湿度、灰尘、油污的干扰和影响；本发明带有RFID标签的工具封装方法简单快捷；本发明的智慧工具不再受金属工具的大小、材质、结构、形状等因素的影响，其无线射频识别频率稳定可靠，符合国家标准。

以上对本发明的优选实施例及原理进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本发明提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本发明的保护范围。