一种射频标签标识器、制作方法、应用及RFID管理系统与流程

一种射频标签标识器、制作方法、应用及rfid管理系统
技术领域
1.本发明涉及rfid技术领域，特别涉及一种射频标签标识器、制作方法、应用及rfid管理系统。


背景技术：

2.现有技术中，在生产制作基于rfid技术的射频标签标识器时，现有的工艺流程如下：按尺寸磁棒分类
→
绕线
→
切线烫线
→
缠高温胶带
→
感值测试
→
pcb装配焊接
→
性能测试
→
包胶
→
性能测试
→
注塑
→
性能测试
→
激光打码
→
包装。制作加工的过程中，会根据供应商提供的磁棒按照磁棒长度尺寸大小划分为a/b类，然后针对分类后的磁棒匹配固定圈数绕线，根据绕线完成后感值匹配相应电容的电容值来满足性能要求。


技术实现要素：

3.发明人发现，通常情况下，这样绕线后感值散布范围很大，需要大量的电容，挑选对应的电容值来满足性能的要求。这样增加了电容的库存量，对比生产数量预计多购买50％。而绕线后的磁棒感值若没有匹配上电容时，励磁线报废重新绕线，增加材料损耗，且产品的直通率较低。即按照现有的工艺步骤，是通过感值去匹配电容容值。如电容值匹配不上，绕好励磁线的磁棒需要重新绕线，增加材料损耗和电容的感值分布范围。
4.鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种射频标签标识器、制作方法、应用及rfid管理系统。
5.第一方面，本发明实施例提供一种射频标签标识器，可以包括：pcb板、设置于所述pcb板上的电容和rfid芯片，以及与所述pcb板连接的电感组件；
6.所述电感组件包括：铁氧体磁棒以及缠绕于所述铁氧体磁棒外侧的电感线圈；所述电感线圈的两端分别与所述pcb板焊接；
7.所述铁氧体磁棒的感值与所述电感线圈的圈数呈正相关，绕线后的铁氧体磁棒的感值与所述电容的电容值相匹配。
8.可选的，所述绕线后的铁氧体磁棒的感值与所述电容的电容值相匹配的匹配关系为：
[0009][0010]
其中，f为绕线后的铁氧体磁棒的感值；l为电感线圈的感值；c为电容的电容值。
[0011]
可选的，所述铁氧体磁棒上设置有与所述磁棒的中心轴线平行的至少一个切面。
[0012]
可选的，该射频标签标识器还可以包括：
[0013]
可拆卸的外壳；所述外壳一体注塑成型。
[0014]
可选的，所述外壳为聚丙烯和/或玻璃纤维材质。
[0015]
第二方面，本发明实施例提供一种rfid管理系统，可以包括：阅读器和至少一个如第一方面所述的射频标签标识器；
[0016]
所述射频标签标识器用于标识被管理物资设备；
[0017]
所述阅读器用于对所述射频标签标识器中的rfid芯片进行读写操作。
[0018]
可选的，该系统还可以包括：手持终端；所述手持终端与所述阅读器通过蓝牙连接。
[0019]
第三方面，本发明实施例提供一种第一方面所述的射频标签标识器的制备方法，可以包括：
[0020]
根据铁氧体磁棒的感值，对所述铁氧体磁棒进行分类；
[0021]
对分类后的铁氧体磁棒，根据所属类别对应的感值区间，匹配出电感线圈的圈数；
[0022]
对所述铁氧体磁棒按照所述电感线圈的圈数进行绕线操作处理；
[0023]
对绕线后的铁氧体磁棒进行感值检测，以绕线后的铁氧体磁棒的感值，确定出与所述绕线后的铁氧体磁棒匹配的电容值的电容，以制备所述射频标签标识器。
[0024]
可选的，所述以绕线后的铁氧体磁棒的感值匹配所述电容值的电容，其匹配关系为：
[0025][0026]
其中，f为绕线后的铁氧体磁棒的感值；l为电感线圈的感值；c为电容的电容值。
[0027]
第四方面，本发明实施例提供一种第一方面所述的射频标签标识器在rfid管理系统中的应用。
[0028]
本发明实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：
[0029]
本发明实施例提供了一种射频标签标识器、制作方法、应用及rfid管理系统，其中，该射频标签标识器，可以包括：pcb板、设置于pcb板上的电容和rfid芯片，以及与pcb板连接的电感组件；电感组件包括：铁氧体磁棒以及缠绕于铁氧体磁棒外侧的电感线圈；电感线圈的两端分别与pcb板焊接；铁氧体磁棒的感值与电感线圈的圈数呈正相关，绕线后的铁氧体磁棒的感值与电容的电容值相匹配。发明人首先使用专用的感值测试设备检测出待分类的铁氧体磁棒的感值，根据该感值对铁氧体磁棒进行分类，每个类别中根据经验值来匹配相应圈数的电感线圈，且该圈数与感值呈正相关的关系，这样避免了感值散布范围较大。然后在基于绕线后的铁氧体磁棒的感值与电容的电容值相匹配，这样只需要匹配电容值范围较小的电容，保证了库存电容充分利用，且产品在制作过程中无需重新绕线，节约了产品的损耗，提高了产品的直通率。
[0030]
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
[0031]
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0032]
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
[0033]
图1为本发明实施例中提供的射频标签标识器的整体结构示意图；
[0034]
图2为图1的爆炸示意图；
[0035]
图3为本发明实施例中提供的射频标签标识器制作方法的流程示意图；
[0036]
其中，1为pcb板；11为电容；12为rfid芯片；2为电感组件；21为铁氧体磁棒；22为电感线圈；3为外壳；31为上壳；32为下壳；33为卡箍。
具体实施方式
[0037]
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0038]
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“远”、“近”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0039]
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0040]
实施例1
[0041]
本发明实施例中提供了一种射频标签标识器，参照图1和图2所示，该射频标签标识器可以包括：pcb板1、设置于pcb板1上的电容11和rfid芯片12，以及与pcb板1连接的电感组件2；
[0042]
电感组件2可以包括：铁氧体磁棒21以及缠绕于铁氧体磁棒21外侧的电感线圈22；电感线圈22的两端分别与pcb板1焊接；
[0043]
铁氧体磁棒21的感值与电感线圈22的圈数呈正相关，绕线后的铁氧体磁棒21的感值与电容11的电容值相匹配。
[0044]
本发明实施例中的上述射频标签标识器，是一种无源rfid电子标签，通过阅读器中的天线来切割磁感线，将电磁能转换为电能，进而为该射频标签标识器中的pcb板供电，以实现对该射频标签标识器的读写。
[0045]
发明人经过长期对该类射频标签标识器的生产研究，发现现有技术中在获取铁氧体磁棒之后，磁棒是通过烧制的工艺制作而成，缺点是长度尺寸不能统一，区间范围比较大，在制作该标识器时均需要将磁棒按照尺寸大小进行分类，即按尺寸长短范围对铁氧体磁棒进行长度尺寸分若干类，例如以长度尺寸120mm为界限，分为a类和b类，每个类别中对应有固定的线圈圈数。这样在绕线完成之后，需要按照经验匹配电容，如若匹配不上，则需要重新绕线或者使用其他电容值的电容在此匹配，这样就会涉及到对于不同电容值的电容的库存需要充足的问题，重新绕线必然增加了材料了损耗，不同型号的电容存储也增加了资源成本，且上述方法制备的射频标签标识器的直通率较低。
[0046]
本发明实施例中，发明人针对上述弊端，提出了不再以尺寸对上述铁氧体磁棒进
行分类，对应的绕线方式也发生了改变，即对铁氧体磁棒分类和绕线这两道生产制造工艺进行优化。发明人首先使用专用的感值测试设备检测出待分类的铁氧体磁棒的感值，根据该感值对铁氧体磁棒进行分类，例如划分为a类和b类，每个类别中根据经验值来匹配相应圈数的电感线圈，且该圈数与感值呈正相关的关系，这样避免了感值散布范围较大。然后在基于绕线后的铁氧体磁棒的感值与电容的电容值相匹配，这样只需要匹配电容值范围较小的电容，保证了库存电容充分利用，且产品在制作过程中无需重新绕线，节约了产品的损耗，提高了产品的直通率。
[0047]
需要说明的是，铁氧体磁棒一种具有铁磁性的金属氧化物。一般可分为永磁铁氧体、软磁铁氧体和旋磁铁氧体三种。就电特性来说，铁氧体的电阻率比金属、合金磁性材料大得多，而且还有较高的介电性能。铁氧体的磁性能还表现在高频时具有较高的磁导率。因而，铁氧体已成为高频弱电领域用途广泛的非金属磁性材料。
[0048]
在一个可选的实施例中，绕线后的铁氧体磁棒的感值与电容的电容值相匹配的匹配关系为：
[0049][0050]
其中，f为绕线后的铁氧体磁棒的感值；l为电感线圈的感值；c为电容的电容值。
[0051]
在另一个可选的实施例中，为了便于绕线，参照图2所示，铁氧体磁棒上设置有与磁棒的中心轴线平行的至少一个切面。由于铁氧体磁棒一般形状为圆柱形，在使用机器设备进行绕线时，容易打滑，该切面的设计，避免了在绕线过程中出现脱落现象，使得绕线更加稳固。
[0052]
在另一个可选的实施例中，参照图2所示，该射频标签标识器还可以包括：可拆卸的外壳3；外壳3一体注塑成型。
[0053]
在此需要说明的是，上述外壳可以划分为上壳31、下壳32以及卡箍33三部分，在组装上该铁氧体磁棒、电感线圈以及pcb板之后，将上述外壳进行注塑成型。上述外壳为聚丙烯和/或玻璃纤维材质，外壳在室内、户外等环境下，使用寿命不低于30年，其具备耐高低温、抗晒和抗紫外线的特性，能够在水中、塑料中、土中、水泥路下面、柏油路下面进行使用，且该射频标签标识器能够进行精准识读。
[0054]
基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种rfid管理系统，该系统可以包括：阅读器和至少一个上述射频标签标识器；射频标签标识器用于标识被管理物资设备；阅读器用于对射频标签标识器中的rfid芯片进行读写操作。
[0055]
本发明实施例中的上述阅读器可以包括有读写电路以及与读写电路连接的天线，该阅读器自带电源，在使用时，通过该天线切割射频标签标识器的磁感性，将电磁能转化为射频标签的电能，为pcb电路板供电，以实现对rfid芯片中的数据收发。
[0056]
在一个可选的实施例中，该系统还可以包括：手持终端；手持终端与阅读器通过蓝牙连接。
[0057]
该手持终端可以是掌机、手机等智能设备，且该设备上可以安装有对资产进行管理的管控软件，与阅读器通过蓝牙连接后，可以读取阅读器收发的数据，以便于巡检人员或者设备管理人员实现对标识有射频标签标识器的资产进行管理。
[0058]
基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种上述射频标签标识器在rfid管
理系统中的应用。
[0059]
上述射频标签标识器，应用时可以埋设在地下电缆及通道关键位置(如拐弯处、接续点、维修处、交越处以及埋设方式变化和端口位置等)和地下电缆及通道设施(如工井、电缆接地装置等)附近，作为地下电缆及通道的身份标志，记录地下电缆及通道的属性信息(如管径、管材、铺设日期、施工单位和使用日期等)和位置信息(设施坐标、埋深等)以帮助日后精准定位、查找、识别和管理地下电缆及通道，帮助建立地下电缆及通道的信息化数据，为信息化管理地下电缆及通道打下坚实的基础，借助地下电子标识器和管理系统实现科学管理地下电缆及通道。当然，该射频标签标识器还可用在石油石化及燃气管道、市政管道、铁路地下设施管理等，本发明实施例对此并不作具体限定。
[0060]
实施例2
[0061]
本发明实施例中提供了一种上述实施例1中的射频标签标识器的制备方法，参照图3所示，该方法可以包括以下步骤：
[0062]
步骤s301、根据铁氧体磁棒的感值，对铁氧体磁棒进行分类。
[0063]
首先使用专用的感值测试设备检测出待分类的铁氧体磁棒的感值，根据该感值对铁氧体磁棒进行分类，例如划分为a类和b类。
[0064]
步骤s302、对分类后的铁氧体磁棒，根据所属类别对应的感值区间，匹配出电感线圈的圈数。
[0065]
每个类别中根据经验值来匹配相应圈数的电感线圈，且该圈数与感值呈正相关的关系，这样避免了感值散布范围较大。
[0066]
步骤s303、对铁氧体磁棒按照电感线圈的圈数进行绕线操作处理。
[0067]
励磁线(电感线圈)在磁棒表面绕圈的圈数也会两类进行绕圈。
[0068]
步骤s304、对绕线后的铁氧体磁棒进行感值检测，以绕线后的铁氧体磁棒的感值，确定出与绕线后的铁氧体磁棒匹配的电容值的电容，以制备射频标签标识器。
[0069]
感值测试，即使用专用的测量感值设备去测试当前的感值数值。
[0070]
在一个可选的实施例中，以绕线后的铁氧体磁棒的感值匹配电容值的电容，其匹配关系为：
[0071][0072]
其中，f为绕线后的铁氧体磁棒的感值；l为电感线圈的感值；c为电容的电容值。
[0073]
在另一个可选的实施例中，在上述步骤s304之后，还可以包括：
[0074]
步骤s305、切线烫线。绕圈后的励磁线按一定的长度，把多余部分裁切掉后，励磁线的线头部分烫上焊锡，为后面pcb焊接工序提供方便。
[0075]
步骤s306、缠高温胶带。励磁线在磁棒表面绕圈后需要拿高温胶带在上下两端缠绕固定，防止励磁性松动。
[0076]
步骤s307、pcb装配焊接。根据谐振频率计算公式，根据固定频率、感值去计算出电容值，再把相应的电容焊接到pcb板上，绕好圈的励磁线两根线焊接到pcb板焊点上。
[0077]
步骤s308、性能测试。使用性能检测设备，根据固定频率读取距离。
[0078]
步骤s309、包胶。性能测试完成后再通过包胶工艺，用橡胶材料包裹住，起到跌落缓冲作用，防止性能失效。
[0079]
步骤s310、性能测试。经过包胶工序后，使用性能检测设备，根据固定频率读取距离看是否变化波动是否在规定范围内。
[0080]
步骤s311、注塑和塑封。将射频标签标识器的外壳注塑后，将经过包胶工序后的半成品放入到注塑外壳内，再经过塑封工艺塑封使其成为最终产品样式。
[0081]
步骤s312、性能测试。经过注塑和塑封工序后，使用性能检测设备，根据固定频率读取距离看是否在规定要求范围内。
[0082]
步骤s313、激光打码和包装。产品表面需要激光打印相关生产信息，并按照产品包装要求包装。
[0083]
本发明的发明人在生产中验证该工艺流程的可实施性，通过以下表1和表2进行对比。
[0084]
表1生产工艺流程变更之前
[0085][0086]
表2生产工艺流程变更之后
[0087][0088][0089]
生产工艺调整后试产50k，励磁线损耗1.16％(包含最后不能绕线完整一个产品的)，相比之前损耗降低一半。产品一次性直通率为98.79％，相比之前通过率提高20％。电容的可根据容值对绕线圈数进行调整，不必多购买50％的电容，降低库存。
[0090]
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。