适用于烟盒包装识别的UHF带宽RFID标签制造技术

本实用新型专利技术涉及一种适用于烟盒包装识别的UHF带宽RFID标签，属于无线射频技术领域。以烟盒中现有包装材料铝箔膜为辐射器，并去除部分铝箔膜设计成缝隙天线构造，利用铝箔膜切分线在打开烟盒包装时同时完成对RFID标签的物理性破坏。由于利用了香烟盒现有的包装材料，该设计方法尤其适用于现有烟草业香烟制造工程，大大降低了成本，得以实现RFID标签在烟草业的推广。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术涉及一种无线射频
的RFID标签设计方法，具体的为一种应用于烟草产业用于烟盒包装识别的RFID标签。
技术介绍
烟草行业中，为了建立起生产工艺流程和高效的流通系统，在物流和配送中起决定作用的分拣系统是核心。多种方式的技术被导入以节省费用、提高效率、减少密集劳动力。传统的烟草行业的分拣系统是以使用RS485 Bus接口采集数据，它具有条码(bar-code)和光学扫描仪、多节点支持和远距离高速感应通信的优点。但它同时也存在条码系统易受灰尘污染、网络速度慢、不便实时处理、从属节点通信困难等缺点。与使用多主站结构、通信速度提高、错误检测功能、错误提示传送等高速控制器局域网总线技术和条码相比，优点更多的手动型RFID系统有逐渐取代这种现有分拣系统的趋势。在烟草制造业中，利用信息技术实时掌控烟草产品的生产活动情况，对于提高产品质量、降低生产成本、缩短交货周期及时满足客户的各种需求、构筑快速应对环境剧变的柔性体系是十分重要的。RFID技术的飞跃发展虽然使烟草行业必要的生产信息化系统的构筑变成了可能，但是在导入到烟盒包装识别时，要求从根本上解决RFID标签初期导入的费用负担和烟盒内传导性包装材质带来的技术制约。在香烟产业领域中，与批发/零售价格相比，各种税的比率为709Γ80%，占非常大的比重。因此，在制造成本方面，每盒香烟RFID引进费用中，标签的初期引进费用占相当大的比重。分析目前的烟草行业RFID适用案例，可以发现一直以来箱或烟盒包装、托盘包装的流通、物流行业，采用加贴专用标签的形式，即在烟盒包装、热收缩塑料(0ΡΡ膜类)包装中全程加贴13. 56MHz天线或UHF带宽标签在烟盒包装的前、后面及侧面。传统的烟盒包装过程，为了防止流通中产品的水份变化、吸收到生活气体，往往需要经过OPP膜类的塑料包装和铝箔包装。从电气方面来看，由于用做烟盒包装原材料的铝箔接近附着的RFID标签，形成电等位面，会导致RFID标签和寄生元件诱发带来的反射效率低下、共振频率偏移 ，RFID系统整体可读取距离和一体识别率显著低下。所以采用外部附着标签的方法，其根本局限性在于RFID系统的电气特性低下，同时，烟盒包装的烟草零售价中税金比例高达70-80%，烟草生产企业感觉导入RFID标签的成本是最大的负担，从而从根本上阻碍烟盒包装识别的推广。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种UHF带宽RFID标签设计方3法，把香烟包装盒材料铝箔膜利用成标签天线辐射体，沿着拆撕线开封香烟盒时能破坏标签。由于利用了香烟盒现有的包装材料，该设计方法尤其适用于现有烟草业香烟制造工程， 大大降低了成本，得以实现RFID标签在烟草业的推广。本技术的目的又在于，将RFID标签在识别方向特性方面设计成接近等方向， 对香烟盒RFID标签识别率大有提高。以烟盒中现有包装材料铝箔膜为辐射器，并去除部分铝箔膜设计成缝隙天线构造，利用铝箔膜切分线在打开烟盒包装时同时完成对RFID标签的物理性破坏。在烟盒包装的识别环境中，为了消除烟盒包装识别的烟盒标签方向性，标签采用通过供电闭环式和开放结构的寄生辐射构造体，以烟盒中现有包装材料铝箔膜为辐射器，并去除部分铝箔膜设计成两个缝隙天线构造，通过闭环式的供电回路和一定间距的开放寄生回路的结合，进行复数阻抗匹配。利用铝箔膜切分线在打开烟盒包装时同时完成对RFID标签的物理性破坏。本技术是通过以下技术方案实现的，由上述烟草标签的设计方法获得的烟草标签，其结构包括传导性铝箔膜作为辐射器、IC芯片，其特征在于，以烟盒中现有包装材料铝箔膜为该辐射器，并去除部分铝箔膜形成缝隙天线构造，所述IC芯片置于烟盒铝箔膜现有切分线内侧部分的缝隙天线上。缝隙天线的物理有效长度是UHF频段RFID中心频率时的半波长λ/2长度。在香烟盒包装材质铝箔膜上附设有两个缝隙天线的结构，包括供电环和寄生断路环，两者之间保持一定间距。在香烟盒拆撕线内侧贴有RFID芯片，所述供电环与RFID芯片形成闭环，其作用是为匹配进行供电。所述寄生断路环执行辐射作用，寄生断路环终端具有开放结构，提供可以控制RFID标签进行阻抗匹配和辐射的电路。将RFID标签在识别方向特性方面设计成接近等方向，对香烟盒RFID标签识别率大有提高。所述去除部分铝箔膜设计成的缝隙天线，其设置位置限于烟盒包装材料铝箔膜六面体中前一平面内或者跨越烟盒相邻两至三个面，大大增加了设计自由度。所述缝隙天线其两侧设有终端残枝，附着在两侧的终端残枝的长度便于实现标签的微型化和易于电阻匹配功能。所述缝隙天线在切分线以内的有效长度在40mm到140mm范围内以共振模式作，该附设在烟盒切分线内侧的部分缝隙天线的有效长度，可扩展到全有效长度的1/4到1/2。以阻抗匹配为目的的终端残枝，可位于烟盒经拆撕线的内侧或外侧，该拆撕线的有效长度，经拆撕线的内侧及外侧，可扩展到5mm到20mm范围。在去除部分铝箔的缝隙天线上接合RFID IC芯片，可选择利用辅料进行物理连接的跨接方式进行接合，将铝箔膜出众的黏附力特性发挥到极致，如此从根源上降低了 RFID芯片接合的费用成本。与现有技术相比，本技术无线射频识别RFID标签设计方法由于采用现有的包装材质即铝箔膜作为天线发射体，同时该特别设计的烟盒包装识别RFID专用标签可以兼容在现有烟草生产工艺流程中进行生产(该烟盒包装识别RFID专用标签与现有昂贵的烟草生产设备相融合)，在生产成本方面具有划时代的节减成本特点，能实现在铝箔包装的香烟盒包装识别中推广应用无线射频识别(RFID)标签，实现烟草流通过程中特定功能。由于将导电性铝箔膜天线设计成缝隙天线，不需要应用特定的匹配方式，仅通过变更IC芯片在缝隙天线上的位置以适应与不同阻抗IC芯片的匹配。IC芯片附着于烟盒拆撕线内侧的位置，消费者在开封香烟盒时，由于槽型的RFID标签有效长度(effective length)的自然变化，会导致标签识别功能丧失，即烟盒包装被撕开时就实现标签被一次性的物理性破坏。本技术方法采用烟盒包装的传导性材质铝箔膜为发射体的缝隙天线(slot antenna)，其优势在于使用现有烟草生产工艺流程的包装材质，可以减少烟草行业初期导入RFID的负担，还可以尽可能少地对高昂的生产设备进行改造，是一种易于推广使用的生产方法。而且该方法适应于与各种RFID芯片的匹配，其标签天线槽型形状都没有变化，从而可以用非常简单的方式进行复数阻抗匹配，大大提高了标签设计的自由度和生产的便利性。本技术设计方法应用到烟盒包装识别中，在成本费用和功能性方面为最合适的设计技法。本技术实现了在烟草行业的烟盒包装识别中应用UHF带宽RFID标签，将现有烟盒包装材料即传导性铝箔形成槽型发射体，可在烟草成本的控制上有效降低导入成本， 大幅减轻初期导入费用负担，确保RFID标签能够顺利导入烟草行业，创造这种契机正是本技术对本领域现有技术作出的伟大贡献。附图说明图1为一般λ/4共振型残枝(stub)中心的同轴电缆传输线路供电的构造图。图2为λ/4共振型的缝隙天线图。图3为中心供电的半波长(λ/2)型的缝隙天线图。图4为中心供电的半波长(λ/2)型的偶极天线图。图5表示传统香烟制造工程的顺本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．　一种适用于烟盒包装识别的ＵＨＦ带宽ＲＦＩＤ标签，其特征在于，其结构包括ＩＣ芯片和传导性铝箔膜，以烟盒中现有包装材料铝箔膜为该辐射器，并去除部分铝箔膜形成缝隙天线构造，所述ＩＣ芯片置于烟盒铝箔膜现有切分线内侧部分的缝隙天线上，缝隙天线的物理有效长度是ＵＨＦ频段ＲＦＩＤ中心频率时的半波长λ／２长度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：金南庆，王强，
申请(专利权)人：江苏中科方盛信息科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：32