[实用新型]抵御电磁干扰的支持RFID标签读取的智能可穿戴设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种集成RFID(Radio Frequency Identification,无线射频识别)标签的智能可穿戴设备(指可以随身携带，由其内部的芯片中的软件完成特定功能的智能设备，如智能手表、智能手环等)，该设备在接受RFID读取设备读取时能抵御电磁干扰。

背景技术

目前，在智能可穿戴设备中集成RFID标签，使得智能可穿戴设备具有刷卡消费、门禁识别、刷公交卡等功能，极大的方便了人们的生活。但是用于与RFID读取设备进行通信的RFID标签的线圈通常嵌入在智能可穿戴设备内部，通信过程的稳定性以及通信的有效距离容易受到智能可穿戴设备内部结构以及线圈放置位置的影响。特别是人们对于金属质感的追求，使得具有金属外壳的智能可穿戴设备更加流行。然而金属外壳对RFID标签以及RFID读取设备发出的电磁波的干扰作用更强，弱化了通信过程的稳定性，缩短了有效的通信距离。

当智能可穿戴设备处在RFID读取设备产生的磁场中，接受RFID读取设备发出的信号，根据楞次定律，作为信号的接受端，智能可穿戴设备的金属外壳会产生感应电涡流，感应电涡流产生一个与RFID读取设备产生的磁场方向相反的感应磁场。因此，金属外壳产生的感应磁场会使得智能可穿戴设备中的RFID标签的线圈接受的信号减弱，有效通信距离变短。当超过一定距离时，金属外壳产生的电磁干扰将严重影响通信过程的有效性甚至使得通信过程无法完成。当智能可穿戴设备中的RFID标签的线圈作为信号的发射端时，会遇到同样的问题。

目前，解决上述问题的研究主要集中在改进RFID标签嵌入在智能可穿戴设备中的位置。专利申请号为ZL201520222403.0的实用新型专利“一种智能表带”将由线圈以及芯片组成的RFID标签嵌入到智能可穿戴设备的表带中，芯片带有防损保护片。这种设备的优点是：RFID标签与智能可穿戴设备的主体部分相分离，RFID标签的线圈与智能可穿戴设备的主体部分产生的电磁干扰隔离。缺点是：由于表带尺寸有限，形状固定，限制了RFID标签的线圈的尺寸与形状，同时可穿戴设备表带在使用时，需要反复弯曲，容易对集成在其中的RFID标签造成损坏。

曾忆在其2013年硕士论文《应用于NFC系统中的软磁屏蔽材料》([D].湖北武汉：华中科技大学)探究了软磁屏蔽材料对金属部件产生的电磁干扰的屏蔽作用。在RFID标签的线圈与金属部件之间放置一层软磁屏蔽材料，可以防止金属部件产生感应涡流，极大程度的维持磁场强度。并且，在一定范围内软磁屏蔽材料的尺寸越大、与RFID标签的线圈的距离越近、厚度越大，屏蔽效果越好。这种方法可有效减弱金属部件对RFID标签的线圈产生的电磁干扰。但该方法只证明了软磁屏蔽材料能对金属部件产生的电磁干扰进行屏蔽，未提出将软磁屏蔽材料应用于智能可穿戴设备的具体方法，且由于智能可穿戴设备的尺寸有限，内部结构复杂，软磁屏蔽材料的尺寸与位置也将受到限制，没有被软磁屏蔽阻断的磁场，仍将在智能可穿戴设备的金属部件中产生感应涡流，所以在智能可穿戴设备中设置软磁屏蔽材料不能完全屏蔽金属部件产生的电磁干扰。

如何阻断感应涡流产生的电磁干扰，有效增强信号的强度，提升通信稳定性，增大通信距离，是本领域技术人员极为关注的技术问题。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种抵御电磁干扰的支持RFID标签读取的智能可穿戴设备，阻断智能可穿戴设备金属外壳感应涡流产生的电磁干扰，有效增强信号的强度，提升通信稳定性，增大通信距离。

本实用新型的技术方案是依据RFID的通信原理与通信过程，改进智能穿戴设备金属外壳的结构，在智能穿戴设备中增加软磁屏蔽材料，减弱甚至消除金属外壳产生的电磁干扰。并且，优化RFID标签的线圈在智能可穿戴设备中的位置，使RFID标签的线圈能够最大程度地感应RFID读取设备发出的磁场，使得智能可穿戴设备的感应功能更强。

本实用新型的具体技术方案是：

在考虑用户刷卡使用习惯的基础上，依据RFID的通信原理与通信过程，优化RFID标签集成在智能可穿戴设备中的位置，并在RFID标签与智能可穿戴设备的外壳底盖之间放置软磁屏蔽材料。并且设计金属外壳的结构，解决智能可穿戴设备的金属外壳对RFID标签的线圈产生的电磁干扰问题，减弱甚至消除金属外壳产生的电磁干扰。