一种具有射频识别功能的车牌及其制造方法技术

技术编号:17782656 阅读:49 留言:0更新日期:2018-04-22 13:01
本发明专利技术公开了一种具有射频识别功能的车牌及其制造方法,树脂缝隙辐射单元嵌入在车牌本体,两个竖直缝隙段d对称处于两个水平缝隙段c的两侧且两个竖直缝隙段d的一端分别与水平缝隙段c的另一端连接,所述馈电结构和RFID有源标签集成电路模块均固定在车牌本体的背面,所述馈电结构由介质板和金属铜带线组成,金属铜带线固定在介质板表面,中心水平缝隙段a的中点位置设有馈电点,介质板固定在中心水平缝隙段a的中点位置,金属铜带线的一端与RFID有源标签集成电路模块的天线输入端连接,金属铜带线的另一端与馈电点连接。本发明专利技术在不影响车牌正常查看的前提下能保证RFID标签的识别距离及稳定性,同时其开设的缝隙天线具有较高的抗形变能力。

【技术实现步骤摘要】
一种具有射频识别功能的车牌及其制造方法
本专利技术涉及一种车牌及其制造方法,具体是一种具有射频识别功能的车牌及其制造方法。
技术介绍
射频识别(RadioFrequencyIdentification,RFID)技术,是一种利用射频通信实现的非接触式自动识别技术。RFID系统一般包括阅读器、电子标签和计算机应用系统三个部分。RFID技术具有远距离识别、可存储携带较多的信息、读取速度快、可应用范围广等优点,因此基于射频识别技术的车辆识别准确性较高,非常适合在智能交通和车辆管理方面使用。近年来,随着RFID技术在车辆自动识别中的广泛应用,我国的智能交通系统(ITS)获得了长足的发展,其中比较典型的应用包括停车场管理、高速公路电子不停车收费系统(ETC)、车辆测速等。主要通过安装于车辆上的电子标签和安装在道路两旁或收费站车道上的阅读器之间进行无线通信和信息交换。天线是其中的关键部分,它在标签与阅读器之间传递射频信号,它的选择和设计是否合理,对整个识别系统的性能有很大的影响,尤其是当系统的工作频率上升到UHF和微波频段。在车辆识别应用中,电子标签常被人们称为“电子车牌”,然而这些所谓的电子车牌通常被安装在车辆前面的挡风玻璃上,或者汽车内任何可以看得到的地方,甚至被驾驶员随身携带。这些应用方式存在着性能和安全上的弊端,例如,很多车辆挡风玻璃上的防爆膜含有金属成分,可能会影响标签天线的性能,导致标签无法正常工作。驾驶员有可能会忘记携带标签,甚至丢失标签,难免会造成不必要的麻烦。此外,大多数安装在挡风玻璃上的标签工作在UHF频段(840~960MHz),属于被动式无源标签,天线的设计需要做到与芯片阻抗共轭匹配,实现起来较为复杂,并且最远读取距离仅有十几米,当车辆运行在高速状态,识别时可能会存在漏读现象。但如果可以将RFID标签与车号牌集为一体,不仅可以解决上述问题,还可以有效抑制盗牌、套牌等违法行为,例如,在犯罪分子盗取电子车牌时,电子车牌在损毁的同时,其防拆卸装置还可以发出电子警报,损坏的车牌对于犯罪分子来说也就毫无用处;又假设RFID标签与车牌是分离式的,那么当司机丢失的标签被不法分子获取后,还可以配合制造的假牌继续使用,但如果将RFID标签与车号牌集为一体,就会避免这一违法行为的发生。因此,为了更好地管理交通、维护公共安全,要求将RFID标签与车号牌集成在一起,从而形成真正的电子车牌。传统的电子车牌是嵌入了主动式有源电子标签的车号牌,它由英国伯明翰的HillsNumberplatesLtd公司研发并申请了专利。所有安装了电子车牌的车辆,无论是在静止还是在移动的状态下,都能够被安全地识别。从表面上看,嵌入了RFID标签的电子车牌与传统的车号牌基本没有什么区别,但它不仅能够提供与传统车号牌相同的视觉信息,还能够提供相关的电子信息。之所以采用主动式的电子标签,是由于主动式的电子标签自身带有电池,与被动式无源电子标签相比,它拥有更远的阅读距离和较大的信息存储量,通常工作在2.45GHz和5.8GHz。目前也有一些不同结构的电子车牌和不同种类的电子车牌天线,例如,微带贴片天线、微带偶极子天线、环状天线等,虽然这些天线都被设计嵌入于非金属材料制作的车号牌中,但其机械强度不够,且结构相对复杂。而且还存在着潜在的问题,因为传统车号牌的反光膜包含一层蒸汽涂层,它会影响天线的辐射方向图。即便不使用反光膜,绝大多数的车牌也是金属材料制成的,如我国的九二式铝质车牌,由于在超高频波段和微波频段,RFID标签天线与电路对近处金属体十分敏感,普通标签天线的阻抗特性、辐射效率、方向性、增益、带宽等性能参数都会受到严重影响,标签的读取距离迅速降低,甚至难以被读取。位于金属车牌后方的上述类型的天线将不能正常工作。显然以上几种类型的天线已不再适用,必须考虑新的解决方案。另外现有技术中也具有在车牌本体上开凿缝隙天线的方法,但是由于采用空气缝隙天线可能会因为机械强度不够导致变形进而破坏天线的性能,因此也不利于长期稳定使用。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题,本专利技术提供一种具有射频识别功能的车牌及其制造方法,在不影响车牌正常查看的前提下能保证RFID标签的识别距离及稳定性,同时其开设的缝隙天线具有较高的抗形变能力。为了实现上述目的,本专利技术采用的技术方案是:一种具有射频识别功能的车牌,包括车牌本体、馈电结构、树脂缝隙辐射单元和RFID有源标签集成电路模块,树脂缝隙辐射单元嵌入在车牌本体,所述树脂缝隙辐射单元由中心水平缝隙段a、两个竖直缝隙段b、两个水平缝隙段c和两个竖直缝隙段d组成,两个竖直缝隙段b的一端对称连接在中心水平缝隙段a的两端,两个水平缝隙段c对称处于两个竖直缝隙段b的两侧且两个水平缝隙段c的一端分别与两个竖直缝隙段b的另一端连接,两个竖直缝隙段d对称处于两个水平缝隙段c的两侧且两个竖直缝隙段d的一端分别与水平缝隙段c的另一端连接,所述馈电结构和RFID有源标签集成电路模块均固定在车牌本体的背面,所述馈电结构由介质板和金属铜带线组成,金属铜带线固定在介质板表面,中心水平缝隙段a的中点位置设有馈电点,介质板固定在中心水平缝隙段a的中点位置,金属铜带线的一端与RFID有源标签集成电路模块的天线输入端连接,金属铜带线的另一端与馈电点连接。进一步,所述RFID有源标签集成电路模块的型号为ML-T80。进一步,所述天线输入端为波导共面CPW结构。进一步,所述介质板为FR4型环氧玻璃纤维板。一种制造具有射频识别功能车牌的方法,具体步骤为:A、根据预设树脂缝隙辐射单元所需达到的工作频段范围、带宽及谐振峰值,进而确定中心水平缝隙段a、两个竖直缝隙段b、两个水平缝隙段c和两个竖直缝隙段d的各个缝隙段长度;B、在普通的车牌本体上按照确定的中心水平缝隙段a、两个竖直缝隙段b、两个水平缝隙段c和两个竖直缝隙段d位置及长度开设缝隙开口;C、在已开设的中心水平缝隙段a、两个竖直缝隙段b、两个水平缝隙段c和两个竖直缝隙段d内填充环氧树脂并使其完全固化;D、将RFID有源标签集成电路模块和馈电结构焊接在车牌本体的背面,然后使金属铜带线的两端分别与天线输入端和馈电点连接,完成车牌的制造。与现有技术相比,本专利技术采用车牌本体、馈电结构、树脂缝隙辐射单元和RFID有源标签集成电路模块相结合的方式,通过在车牌本体上开设具体设计的树脂缝隙辐射单元,并将RFID有源标签集成电路模块和馈电结构设置在车牌本体背面,这样就能在不影响车牌具有正常查看的前提下能保证RFID标签的识别距离及稳定性,同时其开设的缝隙天线由于填充了环氧树脂,从而提高了缝隙的机械强度,进而具有较高的抗形变能力,便于车牌在各种环境下的稳定性。附图说明图1为本专利技术的正面结构示意图;图2为本专利技术的背面结构示意图;图3为本专利技术中馈电结构的示意图;图4为本专利技术测试时的回波损耗图;图5为本专利技术测试时2.45GHz处phi=0°的天线归一化二维方向图;图6为本专利技术测试时2.45GHz处phi=38°的天线归一化二维方向图;图7为本专利技术测试时2.45GHz处phi=322°的天线归一化二维方向图。图中:1、车牌本体,2、树脂缝隙辐射单元,3、馈电点,4、RFID有源标签集成电路模块,5、馈电结构,6、天线输入端,7、金属铜带本文档来自技高网
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一种具有射频识别功能的车牌及其制造方法

【技术保护点】
一种具有射频识别功能的车牌,其特征在于,包括车牌本体(1)、馈电结构(5)、树脂缝隙辐射单元(2)和RFID有源标签集成电路模块(4),树脂缝隙辐射单元(2)嵌入在车牌本体(1),所述树脂缝隙辐射单元(2)由中心水平缝隙段a、两个竖直缝隙段b、两个水平缝隙段c和两个竖直缝隙段d组成,两个竖直缝隙段b的一端对称连接在中心水平缝隙段a的两端,两个水平缝隙段c对称处于两个竖直缝隙段b的两侧且两个水平缝隙段c的一端分别与两个竖直缝隙段b的另一端连接,两个竖直缝隙段d对称处于两个水平缝隙段c的两侧且两个竖直缝隙段d的一端分别与水平缝隙段c的另一端连接,所述馈电结构(5)和RFID有源标签集成电路模块(4)均固定在车牌本体(1)的背面,所述馈电结构(5)由介质板(8)和金属铜带线(7)组成,金属铜带线(7)固定在介质板(8)表面,中心水平缝隙段a的中点位置设有馈电点(3),介质板(8)固定在中心水平缝隙段a的中点位置,金属铜带线(7)的一端与RFID有源标签集成电路模块(4)的天线输入端(6)连接,金属铜带线(7)的另一端与馈电点(3)连接。

【技术特征摘要】
1.一种具有射频识别功能的车牌,其特征在于,包括车牌本体(1)、馈电结构(5)、树脂缝隙辐射单元(2)和RFID有源标签集成电路模块(4),树脂缝隙辐射单元(2)嵌入在车牌本体(1),所述树脂缝隙辐射单元(2)由中心水平缝隙段a、两个竖直缝隙段b、两个水平缝隙段c和两个竖直缝隙段d组成,两个竖直缝隙段b的一端对称连接在中心水平缝隙段a的两端,两个水平缝隙段c对称处于两个竖直缝隙段b的两侧且两个水平缝隙段c的一端分别与两个竖直缝隙段b的另一端连接,两个竖直缝隙段d对称处于两个水平缝隙段c的两侧且两个竖直缝隙段d的一端分别与水平缝隙段c的另一端连接,所述馈电结构(5)和RFID有源标签集成电路模块(4)均固定在车牌本体(1)的背面,所述馈电结构(5)由介质板(8)和金属铜带线(7)组成,金属铜带线(7)固定在介质板(8)表面,中心水平缝隙段a的中点位置设有馈电点(3),介质板(8)固定在中心水平缝隙段a的中点位置,金属铜带线(7)的一端与RFID有源标签集成电路模块(4)的天线输入端(6)连接,金属铜带线(7)的另一端与馈电点(3)连接。2.根据权利要求1所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员:赵文婧卑璐璐厉丹
申请(专利权)人:徐州工程学院
类型:发明
国别省市:江苏,32

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