[实用新型]射频识别标签的一种封装装置

说明书

技术领域

射频识别技术、物流技术

背景技术

射频识别(RFID)技术在实践中的一个巨大挑战是当无源射频识别标签粘贴在物品上，物品材质中的水分会给射频标签的耦合和反馈能力予以抑制。物流行业的木制托盘是应用最广泛的一类托盘，木材本身含水分，使用中又会遭受雨淋和潮侵，所以木托盘的含水率比一般木材更高，对UHF电磁波的吸收很大。当无源超高频标签粘附在木托盘的外表面某个位置，我们的实验数据揭示其读取距离只有空中读取的1/3甚至1/6。竹、秸秆等生物材质托盘有同样的问题。本文将此问题简称为“潮湿衰减问题”。

托盘在流转使用的过程中，时刻可能遭受叉车、其他托盘或重物等的碰撞、挤压和刮擦。雨淋也会直接损坏射频标签。因而安放在托盘上的射频标签必须能够规避和抵抗这些侵害。条形码在托盘应用上的高损坏率是一个佐证。本文将此问题简称为“外致损坏问题”。

美国专利US7619531B2(2009，Carrender等)公开了一种外置槽口天线(slotantenna)来扩展射频标签天线的方法，针对某些射频识别标签可以比较好地解决上述两个问题。厚实的金属槽口天线可以抵抗外部撞击和增加电场耦合及反馈能力，再配合腔体就可以解决“潮湿衰减问题”。但是该专利也有几个缺点：1、制作复杂：该槽口天线的金属材料厚度要求超过6.35毫米，标签天线和槽口天线之间需要通过锡焊或导电胶连接；2、槽口透水：具体应用在托盘上的话要另行增加防水设置；3、会改变射频标签天线的属性，现有市场供应的大部分标签版式(inlay)无法适用；4、未考虑在安装的问题，需要附加设备来固定。

美国专利US9064163B2(2015，Phaneuf等)公开了一种方法，耦合或连接外部金属线来扩展无源射频标签的版式天线，这在一定程度上增强了标签天线的电能耦合和发射强度，从而抵消托盘木材吸收电磁波的一部分损失。该方法也会改变射频标签天线的属性，而且不针对“外致损坏问题”。中国专利CN202472719U(2012，王淑军)期望通过金属垫层反射或谐振来增强无源射频标签版式天线的接收和发射，但是没有公开绝缘底板的厚度数据或公式，难以复制。如其所述，该专利应该可以解决“潮湿衰减问题”，但有可能带来另一个比较大的麻烦就是金属反射抑制的问题。该专利不针对“外致损坏问题”。

但是射频识别标签技术的最新发展，使得对射频标签天线的任何外置扩展都不一定有效。世界各主要厂家出品的最新一代的超高频无源标签针对865M～928MHz频段在开启门槛电压和回放电压上都做了最大优化，任何外置扩展都将改变标签天线的固有特性，破坏标签芯片和标签天线的最优化配合设计。

中国专利CN201387689Y(2010，王开疆等)公开了一种用高分子材料盖板遮住贴在托盘上的标签的方法，可以一定程度上使标签免受外部挤撞。不过该盖板会在托盘上形成凸起，反而会增加标签部位被挤撞的概率。其次，该专利不针对“潮湿衰减问题”。

中国专利CN203601705U(2014，龚卫等)公开了在托盘上钻细长的洞、将无源射频标签绕卷后植入的方法，针对解决的是“外致损坏问题”，不针对“潮湿衰减问题”。必须提出的是，我们对该方法的可行性表示怀疑：其一、它与RFID电磁学理论反向而行，缩小了能量耦合面积并造成电磁波被标签自我遮蔽；其次、虽然业内有电磁近场的应用研究，但目前超高频识别(UHFID)技术采用的完全是远电场的耦合(capacitive)，而非磁场的耦合(inductive)，该专利对此有错误表述。所以，该方法不适用于木制托盘，即使在塑料托盘上可用，也会牺牲读取距离。中国专利CN201231887Y(2009，王金)公开了一种相似的方法，不适用木托盘，并且其中要求无源射频标签卷绕更多匝数，可行性更值得怀疑。

还有不少专利公开了托盘上射频标签的安放方法，例如中国专利CN203667109U(2014，张纪明)，因为不针对“潮湿衰减问题”，所以仅适用塑料托盘。本文就不罗列这些专利了。

发明内容

射频识别标签的一种封装装置(下称“本发明”或“本装置”)设计了一种装置来封装射频识别标签，该装置可嵌入安装在木制物流托盘上，用以解决上述“潮湿衰减问题”和“外致损坏问题”。本装置也可以应用在面临这类问题的其他场合，比如用于地面埋设射频识别标签。