WO2018067035A1 - Устройство радиочастотной идентификации - Google Patents
Устройство радиочастотной идентификации Download PDFInfo
- Publication number
- WO2018067035A1 WO2018067035A1 PCT/RU2017/000732 RU2017000732W WO2018067035A1 WO 2018067035 A1 WO2018067035 A1 WO 2018067035A1 RU 2017000732 W RU2017000732 W RU 2017000732W WO 2018067035 A1 WO2018067035 A1 WO 2018067035A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- antenna
- rfid tag
- passive rfid
- radio frequency
- tag according
- Prior art date
Links
- 238000004904 shortening Methods 0.000 claims abstract description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 16
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 11
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 9
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 2
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 claims description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000005476 soldering Methods 0.000 claims description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 2
- 239000004753 textile Substances 0.000 abstract description 11
- 229920000914 Metallic fiber Polymers 0.000 abstract 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- 229910001335 Galvanized steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 229920005570 flexible polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000008397 galvanized steel Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000002654 heat shrinkable material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
- G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
- G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
- G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
- G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
- H01Q9/04—Resonant antennas
- H01Q9/16—Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole
- H01Q9/26—Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole with folded element or elements, the folded parts being spaced apart a small fraction of operating wavelength
Definitions
- the invention relates to radio engineering and is intended for radio frequency identification of textile products (linen, clothing, ammunition, etc.).
- Radio frequency tags are a multilayer structure. A prerequisite for the operation of these tags is the presence of an auxiliary substrate on which an external antenna is located in a specific configuration.
- the near-field RFID tag must be centered and fixed in relation to an external antenna that is sewn or attached to an auxiliary substrate. In this case, the near-field radio frequency tag should be in close proximity to the external antenna for reliable induction coupling, otherwise the tag is not suitable for a large reading distance.
- the disadvantage of this solution is the unreliability during repeated washing, a narrow frequency band and the bulkiness of the structure. When washing multiple times, the induction coupling is broken, because the proximity of the radio frequency label of the near radius relative to the external antenna is violated, and a certain configuration of the external antenna makes the label narrow-band, tuned to a certain frequency range.
- radio frequency tag consisting of a printed circuit board with a chip for radio frequency identification and an external antenna in the form of springs [4], [5].
- This design is unsuitable for the identification of textiles due to design flaws. Disadvantages: rigidity and brittleness springs when exposed to alternating voltage, the absence of a sealing case, a narrow frequency band, large dimensions.
- Radio frequency tags currently used to identify textiles do not meet the requirements of reliability, secrecy and minimization, have large dimensions, and in some cases have a narrow frequency range.
- Achievable technical result when using the claimed invention is to increase the reliability, versatility with respect to RF identification systems of different frequency ranges, increase the radiation power and read distance, as well as minimize the size and increase the secrecy of the RF tag.
- an additional flexible polymer coating can be used in places where the antenna exits from the sealed enclosure.
- This polymer may be made of heat shrink material.
- FIG. 1-5 show the options labels for radio-frequency identification of textile products with the following notation:
- the RFID tag consists of a two-layer printed circuit board (3) with vias.
- an identification microcircuit is soldered or welded on a printed circuit board (1), which can be made in the form of a separate chip or in the form of a housing with microcircuit pins.
- an extension inductor (2) is soldered to the printed circuit board.
- the extension inductor can be made in the form of an electronic component for surface mounting.
- a flexible metal cable (5) is soldered or welded, which consists of intertwined between themselves metal threads.
- the cable may be coated with polymeric material (6) to increase reliability.
- the polymer case (7) can be made of a heat-resistant polymer with high strength and resistance to repeated alternating loads, high pressure resistance, including at high temperature, high chemical resistance, resistance to alkali, salts and organic solvents.
- the exit points of the antenna from the sealed polymer case can be protected from fracture by an additional elastic polymer coating (8), which can be made of heat-shrinkable material.
- FIG. 1 is a cross-sectional view of an RF tag.
- FIG. 2 shows a particular case of a radio-frequency tag in cross section with a polymer coating (6) on the antenna (5).
- FIG. Figure 3 shows a particular case of a radio-frequency tag in a section with an additional elastic polymer coating (8) at the points where the antenna exits the sealed polymer case.
- FIG. 4 shows a general view of an RF tag.
- Label for radio-frequency identification of textile products works as follows.
- an interested party for example, a company that launches laundry, inserts a radio frequency identification mark in the seam of each textile product.
- the antenna provides a signal from the reader and the reverse transmission of individual information contained in the identification chip.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Details Of Aerials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к радиотехнике и предназначена для радиочастотной идентификации текстильных изделий (белье, одежда, амуниция и т.п.). Пассивная метка радиочастотной идентификации состоит из герметичного корпуса, внутри которого размещена плата радиочастотной метки, содержащая электронную часть и устройство согласования и укорочения антенны. При этом антенна выполнена в виде гибкого металлического троса, а именно переплетенных между собой тонких металлических нитей, которые имеют электрическое соединение с платой. Технический результат заключается в повышении надежности и прочности конструкции.
Description
Устройство радиочастотной идентификации
Изобретение относится к радиотехнике и предназначена для радиочастотной идентификации текстильных изделий (белье, одежда, амуниция и т.п.).
Известны технические решения пассивных радиочастотных меток для идентификации текстильных изделий ([1]; [2]; [3]).
Радиочастотные метки представляют собой многослойную структуру. Обязательным условием для работы данных меток является наличие вспомогательной подложки, на которой располагается внешняя антенна в определенной конфигурации. Радиочастотная метка ближнего радиуса действия считывания должна быть спозиционирована по центру и зафиксирована по отношению к внешней антенне, которая вшита или закреплена на вспомогательной подложке. При этом радиочастотная метка ближнего радиуса действия должна находиться в непосредственной близости от внешней антенны для надежной индукционной связи, в противном случае метка не пригодна для большого расстояния считывания. Недостатком данного решения является ненадежность при многократных стирках, узкая полоса частот и громоздкость конструкции. При многократных стирках индукционная связь нарушается, так как нарушается близость расположения радиочастотной метки ближнего радиуса действия относительно внешней антенны, а определенная конфигурация внешней антенны делает метку узкополосной, настроенной на определенный диапазон частот.
Наиболее близким техническим решением является радиочастотная метка, состоящая из печатной платы с чипом для радиочастотной идентификации и внешней антенны в виде пружин [4], [5]. Данная конструкция малопригодна для задачи идентификации текстильных изделий из-за конструктивных недостатков. Недостатки: жесткость и ломкость
пружин при воздействии переменного напряжения, отсутствие герметизирующего корпуса, узкая полоса частот, большие габариты.
Радиочастотные метки, используемые в настоящее время для идентификации текстильных изделий, не отвечают требованиям надежности, скрытности и минимизации, имеют большие габариты, а в ряде случаев имеют узкий диапазон частот.
Достигаемым техническим результатом при использовании заявляемого изобретения является увеличение надежности, универсальности по отношению к системам радиочастотной идентификации различных диапазонов частот, увеличение мощности излучения и расстояния считывания, а также минимизация размеров и увеличение скрытности радиочастотной метки.
Значительно уменьшить размеры и увеличить скрытность радиочастотной метки можно, если сделать ее в виде тонкого, гибкого и эластичного «волоса». Данная конструкция позволит легко интегрировать радиочастотную метку в существующий шов текстильного изделия, сделать ее незаметной для человеческих глаз и малозаметной при тактильном прикосновении к текстильному изделию. Наиболее оптимальным решением для данной конструкции является использование симметричного (несимметричного) вибратора в качестве антенны с минимальными размерами (электрическая длина значительно меньше резонансной). Однако известно, что при длине симметричного или несимметричного вибратора менее λ 2, или λο/4, (λο - рабочая длинна волны), входное сопротивление антенны имеет емкостной характер [6], поэтому для обеспечения хорошего согласования антенны необходимо применить способ компенсации емкостного сопротивления. В заявляемом изобретении для компенсации емкостного сопротивления предлагается использовать катушку индуктивности, которая компенсирует емкостной характер антенны, при этом уменьшается волновое сопротивление, повышается мощность
излучения, увеличивается согласование с антенной и укорачивается сама антенна. Данная удлиняющая катушка индуктивности подключается параллельно идентификационной микросхеме в месте питания антенны. В предложенном изобретении мы используем данную катушку индуктивности в качестве устройства согласования и укорочения антенны.
Как известно, чем меньше меняется входное сопротивление при изменении частоты, тем антенна более широкополосная, а радиочастотная метка более универсальная по отношению к системам радиочастотной идентификации различных диапазонов частот. Кроме того, у данного технического решения можно выделить дополнительный положительный эффект, который заключается в расширении области использования радиочастотной метки за счет ее нечувствительности к различным радиопрозрачным материалам (дерево, резина, пластик, стекло и др.). Указанные материалы могут смещать частотный диапазон излучаемого сигнала и уменьшать расстояние считывания радиочастотной метки. Примером может служить маркировка радиочастотными метками шин для транспорта, которые изготовлены из резины.
Значительно повысить надежность и прочность конструкции можно, если в качестве антенны использовать гибкий трос, выполненный из тонких металлических нитей, переплетенных между собой, который дополнительно может быть покрыт полимерным материалом. Данное решение необходимо для того, чтобы исключить разрыв антенны, так как переплетенные между собой металлические нити имеют повышенную прочность на разрыв. В качестве материала металлических нитей могут быть выбраны: нержавеющая сталь, оцинкованная сталь, никель, медь, молибден, вольфрам, медные сплавы и т. д. Полимерное покрытие троса необходимо для увеличения прочности металлического троса, а также для того, чтобы исключить его развязывание. Гибкий трос соединяется с платой радиочастотной метки
з
предпочтительно посредством сварки, пайки или склеивания электропроводящим клеем.
При использовании более мягких материалов антенны, таких как медь, медные сплавы, молибден, вольфрам и т. д., в местах выхода антенны из герметичного корпуса для увеличения надежности может быть использовано дополнительное эластичное полимерное покрытие. Данный полимер может быть выполнен из термоусадочного материала.
Изобретение поясняется с помощью фиг. 1—5, на которых показаны варианты меток для радиочастотной идентификации текстильных изделий со следующими обозначениями:
1. Идентификационная микросхема.
2. Удлиняющая катушка индуктивности.
3. Двухсторонняя печатная плата с переходными сквозными
отверстиями.
4. Места электрического соединения металлического троса с печатной платой.
5. Антенна, выполненная из гибкого металлического троса.
6. Полимерное покрытие металлического троса.
7. Термостойкий полимерный корпус.
8. Дополнительное эластичное полимерное покрытие.
Радиочастотная метка состоит из двухслойной печатной платы (3) с переходными отверстиями. С одной стороны на печатной плате припаяна или приварена идентификационная микросхема (1), которая может быть выполнена в виде отдельного кристалла или в виде закорпусированной микросхемы с выводами. С другой стороны на печатной плате припаяна удлиняющая катушка индуктивности (2). Удлиняющая катушка индуктивности может быть выполнена в виде электронного компонента для поверхностного монтажа. С двух сторон к печатной плате (3) припаян или приварен гибкий металлический трос (5), который состоит из переплетенных
между собой металлических нитей. Трос может быть покрыт полимерным материалом (6) для увеличения надежности.
Для герметизации соединений и защиты платы от внешних воздействий используется полимерный корпус (7). Полимерный корпус (7) может быть выполнен из термостойкого полимера, обладающего высокой прочностью и устойчивостью к многократным знакопеременным нагрузкам, высокой стойкостью к давлению, в том числе при высокой температуре, высокой химической стойкостью, стойкостью к щелочам, солям и органическим растворителям.
Места выхода антенны из герметичного полимерного корпуса могут быть защищены от перелома дополнительным эластичным полимерным покрытием (8), которое может быть выполнено из термоусаживаемого материала.
На фиг. 1 показан вид радиочастотной метки в разрезе.
На фиг. 2 показан частный случай радиочастотной метки в разрезе с полимерным покрытием (6) на антенне (5).
На фиг. 3 показан частный случай радиочастотной метки в разрезе с дополнительным эластичным полимерным покрытием (8) в местах выхода антенны из герметичного полимерного корпуса.
На фиг. 4 показан общий вид радиочастотной метки.
Метка для радиочастотной идентификации текстильных изделий работает следующим образом. В целях обеспечения идентификации текстильных изделий, заинтересованная сторона, например компания, которая занимается стиркой белья, вставляет в шов каждого текстильного изделия метку радиочастотной идентификации. Антенна обеспечивает прием сигнала от устройства считывания и обратную передачу индивидуальной информации, содержащейся в идентификационной микросхеме.
Используемая литература:
1. DK2405054 (ТЗ)— 2013-05-06
2. US2015278671 (Al)— 2015-10-01
3. JP5867777 (B2)— 2016-02-24
4. CN205176910 (U)— 2016-04-20
5. US2013299597 (Al)— 2013-1 1-14
5 6. Пистолькорс А.А. Антенны. M, 1947
б
Claims
1. Пассивная метка радиочастотной идентификации, состоящая из герметичного корпуса, внутри которого размещена плата радиочастотной метки, содержащая электронную часть и устройство согласования и укорочения антенны, при этом антенна выполнена в виде гибкого металлического троса, а именно переплетенных между собой тонких металлических нитей, которые имеют электрическое соединение с платой.
2. Пассивная метка радиочастотной идентификации по п. 1 , отличающаяся тем, что плата радиочастотной метки имеет удлиняющую катушку индуктивности.
3. Пассивная метка радиочастотной идентификации по п. 2, отличающаяся тем, что удлиняющая катушка индуктивности подключается параллельно идентификационной микросхеме в месте питания антенны.
4. Пассивная метка радиочастотной идентификации по п. 1 , отличающаяся тем, что антенна соединена с платой радиочастотной метки предпочтительно посредством сварки, пайки или склеивания электропроводящим клеем.
5. Пассивная метка радиочастотной идентификации по п. 1 , отличающаяся тем, что антенна метки имеет эластичное полимерное покрытие.
6. Пассивная метка радиочастотной идентификации по п. 1 , отличающаяся тем, что места выхода антенны из корпуса защищены дополнительным эластичным полимерным покрытием.
7. Пассивная метка радиочастотной идентификации по п. 1 , отличающаяся тем, что в качестве материала для герметичного корпуса используется термостойкий и химически стойкий полимер.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016138759 | 2016-10-03 | ||
| RU2016138759 | 2016-10-03 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2018067035A1 true WO2018067035A1 (ru) | 2018-04-12 |
Family
ID=61831888
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2017/000732 WO2018067035A1 (ru) | 2016-10-03 | 2017-10-02 | Устройство радиочастотной идентификации |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2018067035A1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005048476A1 (en) * | 2003-11-14 | 2005-05-26 | Trolley Scan (Proprietary) Limited | Radio frequency transponder with electrically short uhf antenna |
| US20130299597A1 (en) * | 2008-04-29 | 2013-11-14 | Michelin Recherche Et Technique S.A | In-plane rfid antenna |
| US20140103116A1 (en) * | 2011-03-24 | 2014-04-17 | Tagsys Sas | Rfid tag assembly and label process |
| US20150278671A1 (en) * | 2012-10-01 | 2015-10-01 | Tagsys Sas | Rfid tag assemblies and process |
-
2017
- 2017-10-02 WO PCT/RU2017/000732 patent/WO2018067035A1/ru active Application Filing
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005048476A1 (en) * | 2003-11-14 | 2005-05-26 | Trolley Scan (Proprietary) Limited | Radio frequency transponder with electrically short uhf antenna |
| US20130299597A1 (en) * | 2008-04-29 | 2013-11-14 | Michelin Recherche Et Technique S.A | In-plane rfid antenna |
| US20140103116A1 (en) * | 2011-03-24 | 2014-04-17 | Tagsys Sas | Rfid tag assembly and label process |
| US20150278671A1 (en) * | 2012-10-01 | 2015-10-01 | Tagsys Sas | Rfid tag assemblies and process |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4771115B2 (ja) | Ｉｃタグ | |
| JP4837270B2 (ja) | Ｒｆｉｄセンサシステムおよびｒｆｉｄ検知方法 | |
| US20150076238A1 (en) | Integrated loop structure for radio frequency identification | |
| CA2700876C (en) | Reusable, hermetic, medical grade rfid tag | |
| CN114930343B (zh) | 用于可微波食品包装的具有窄间隙的rfid标签 | |
| Wang et al. | Towards Washable Electrotextile UHF RFID Tags: Reliability Study of Epoxy‐Coated Copper Fabric Antennas | |
| US20200356735A1 (en) | Apparatus and method of detecting product label removal using rfid tag devices | |
| RU169436U1 (ru) | Устройство радиочастотной идентификации | |
| US11128027B2 (en) | RFID tag for harsh environment inductively coupled in double loop | |
| WO2018067035A1 (ru) | Устройство радиочастотной идентификации | |
| CN207424902U (zh) | 一种应用于无人超市的电子标签 | |
| US10528861B2 (en) | Radio-frequency identification transponder for aggressive environments | |
| EP3718052B1 (en) | Flexible fabric tags using apertures in a substrate | |
| Moraru et al. | Passive RFID tags for textile items–requirements and solutions | |
| JP5896594B2 (ja) | 無線ｉｃデバイス | |
| JP4930236B2 (ja) | 無線ｉｃデバイス | |
| JP2014086033A (ja) | Ｒｆｉｄタグ及びそれを備えた物品 | |
| JP2017162463A (ja) | Ｉｃタグ | |
| JP6137347B2 (ja) | 無線ｉｃデバイス及び無線ｉｃデバイス付き金属体 | |
| CN105989396A (zh) | 电子标签 | |
| RU207207U1 (ru) | Малогабаритная радиочастотная метка uhf диапазона для жестких условий эксплуатации | |
| CN107506818A (zh) | 一种带温度传感的薄型无源电子标签 | |
| JP5652581B1 (ja) | アンテナ装置の製造方法 | |
| JP2007241517A (ja) | 個体識別が可能な靴及びこれを利用したセキュリティシステム | |
| WO2024121739A1 (en) | Rfid system for fabrics |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 17858802 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 17858802 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| 32PN | Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established |
Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC (EPO FORM 1205 DATED 26.11.2019) |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 17858802 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |