CN105279550A - 一种用于烟盒识别的rfid标签 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于烟盒识别的RFID标签，UHF？RFID电子标签3粘贴于烟盒外部纸包装2的外侧，UHF？RFID电子标签3、烟盒外部纸包装2和烟盒内部锡纸包装1有机结合成一个标签整体。本发明的用于烟盒识别的RFID标签，通过在烟盒外部纸包装处粘贴RFID标签，可以从任意角度访问该标签，其结构简单，标签可以设计很宽，具有良好的全向辐射特性和防伪功能，而且锡纸是完整的，不会因为加装RFID标签而导致烟盒失去防潮的功能，香烟不会因此走气或走味；另外粘贴标签，也不会额外增加烟盒整体的厚度，有利于工程化和批量大范围应用。

Description

一种用于烟盒识别的RFID标签

技术领域

本发明涉及电子标签技术领域，尤其涉及RFID标签在烟草行业应用的技术领域。

背景技术

烟草行业中，为了建立起生产工艺流程和高效的流通***，在物流和配送中起决定作用的分拣***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***是以使用RS485Bus接口采集数据，它具有条码和光学扫描仪、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***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***有逐渐取代这种分拣***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***的构筑成了可能，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70%~80%，占非常大的比重。因此，在制造成本方面，每盒香烟RFID引用费用中，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（OPP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箱包装。从电气方面来看，由于用做烟盒包装原材料的铝箱接近附着的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***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***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。

目前，为克服上述缺陷，中国专利，专利号为：201110058939.X，名称为：适用于烟盒识别的高超频RFID标签设计方法及其标签。其方法是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。但是，由于去除部分铝箔膜设计成缝隙天线构造，致使锡纸（铝箔膜）不是整体，失去了防潮的功能，而且香烟也容易走气和走味，不利于对香烟的保护。

发明内容

为了克服传统烟盒包装识别中存在的上述问题，本发明提供了一种用于烟盒识别的RFID标签。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种用于烟盒识别的RFID标签，UHFRFID电子标签3粘贴于烟盒外部纸包装2的外侧，UHFRFID电子标签3、烟盒外部纸包装2和烟盒内部锡纸包装1有机结合成一个标签整体。

本发明的用于烟盒识别的RFID标签，通过在烟盒外部纸包装处粘贴RFID标签，可以从任意角度访问该标签，其结构简单，标签可以设计很宽，具有良好的全向辐射特性和防伪功能，而且锡纸是完整的，不会因为加装RFID标签而导致烟盒失去防潮的功能，香烟不会因此走气或走味；另外粘贴标签，也不会额外增加烟盒整体的厚度，有利于工程化和批量大范围应用。

附图说明

图1是UHFRFID电子标签原理图。

图2是采用ADS软件对标签芯片阻抗进行计算示意图。

图3是UHFRFID电子标签芯片阻抗实部随频率分布图。

图4是UHFRFID电子标签芯片阻抗虚部随频率分布图。

图5是烟盒结构图。

图6是本发明粘有RFID标签的烟盒结构图。

图7是本发明粘有RFID标签的烟盒侧视结构图。

图8是本发明UHFRFID电子标签组成结构图。

图9是本发明UHFRFID电子标签天线阻抗与芯片阻抗特性图。

图10是本发明UHFRFID电子标签天线的辐射方向图。

图中：1、烟盒内部锡纸包装，2、烟盒外部纸包装，3、UHFRFID电子标签，4、标签芯片，5、标签天线。

具体实施方式

UHFRFID标签由两部分组成，一部分为标签芯片，另外一部分为标签天线。如图1所示，右侧为标签芯片的等效电路，左侧为标签天线的等效电路；当天线与标签各自阻抗共轭对应时，UHFRFID标签实现最好的阻抗匹配。标签天线与标签芯片阻抗共轭关系如下：

为天线阻抗实部，为天线阻抗虚部；ANT标识天线；

为芯片阻抗实部，为芯片阻抗虚部；IC表示芯片；

天线阻抗实部与芯片阻抗实部相等；

天线阻抗虚部与芯片阻抗虚部互为相反数；

可以取芯片并联电阻Ri的值等于为，并联电容Ci的值等于0.85pF，如图2，采用ADS软件对标签芯片阻抗进行计算。

计算所得芯片阻抗实部随频率分布图，根据阻抗共轭的要求，天线阻抗实部应与芯片阻抗实部相等，才为最佳的阻抗匹配。如图3所示，在m1点频率为860MHz时，芯片阻抗实部为30.9欧姆，在m2点频率为9200MHz时，芯片阻抗实部为27.1欧姆，在m3点频率为9600MHz时，芯片阻抗实部为24.9欧姆。

计算所得芯片阻抗虚部随频率分布图，根据阻抗共轭的要求，天线阻抗虚部应与芯片阻抗虚部互为相反数（共轭），才为最佳的阻抗匹配。如图4所示，在m1点频率为860MHz时，芯片阻抗虚部为213欧姆，在m2点频率为920MHz时，芯片阻抗虚部为199.8欧姆，在m3点频率为9600MHz时，芯片阻抗虚部为191.8欧姆。

烟盒保证主要有两部分组成：（1）烟盒内部锡纸包装，其内部即为香烟；,（2）烟盒外部纸包装，其外层印刷相应商标和说明文字，如图5所示。本发明的用于烟盒识别的RFID标签，UHFRFID电子标签3粘贴于烟盒外部纸包装2的外侧，UHFRFID电子标签3与烟盒内部锡纸1包装中间间隔烟盒外部纸包装2，其中烟盒内部锡纸包1呈现金属特性，中间烟盒外部纸包装2呈现非金属特性，UHFRFID电子标签3、烟盒外部纸包装2和烟盒内部锡纸包装1有机结合成一个标签整体，如图6和图7所示。UHFRFID电子标签组成结构如图8所示。

通过测试，标签天线阻抗与芯片阻抗特性，如图9所示：

(1)：标签贴于烟盒外包装后，标签天线整体阻抗实部曲线在920MHz频点与芯片阻抗实部曲线交叉、数值相等；

(2)：标签贴于烟盒外包装后，标签天线整体阻抗虚部曲线在920MHz频点与芯片阻抗虚部共轭值曲线交叉、数值相等；

如上所得，标签贴于烟盒外包装后，标签天线整体阻抗与芯片具有非常好的阻抗共轭匹配；

在使用频段，满足标签整体性能最佳的阻抗共轭匹配条件：

为天线阻抗实部，为天线阻抗虚部；ANT标识天线；

为芯片阻抗实部，为芯片阻抗虚部；IC表示芯片；

天线阻抗实部与芯片阻抗实部相等；

天线阻抗虚部与芯片阻抗虚部互为相反数。

标签天线的辐射方向如图10所示，最大辐射增益为0.9dB，具有良好的天线辐射性能。

本发明通过在烟盒外部纸包装处粘贴RFID标签，可以从任意角度访问该标签，其结构简单，标签可以设计很宽，具有良好的全向辐射特性和防伪功能，而且锡纸是完整的，不会因为加装RFID标签而导致烟盒失去防潮的功能，香烟不会因此走气或走味。另外粘贴标签，也不会额外增加烟盒整体的厚度，有利于工程化和批量大范围应用。

本发明是通过实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种用于烟盒识别的RFID标签，其特征在于：UHFRFID电子标签（3）粘贴于烟盒外部纸包装（2）的外侧，UHFRFID电子标签（3）、烟盒外部纸包装（2）和烟盒内部锡纸包装（1）有机结合成一个标签整体。