無損防轉移RFID標簽的設計方法與流程

本發明涉及無損防轉移，具體涉及一種無損防轉移rfid標簽的設計方法。

背景技術：

1、在現有的防轉移標簽解決方案中，常見的做法包括采用易碎天線、易碎基材和高粘度背膠的設計，確保標簽一旦被粘貼后，若嘗試撕下則必然造成物理破壞，進而通過外觀或性能上的損壞實現防轉移效果。另外，硬質rfid標簽則采用鉚釘等物理手段直接固定在設備上，以增加拆卸的難度。

2、為解決上述問題，本領域技術人員進行深入研究和創新嘗試。例如，中國專利公開號為cn106066975a的專利，雖然通過標簽id和位運算的方法在一定程度上解決rfid系統中標簽所有權轉移的安全問題，但仍存在尚未解決的挑戰，如由于采用易碎材料和設計，標簽的生產過程中良率難以保證，導致成本上升；其次，在一些應用場景中，標簽的使用完畢后需要被移除，但易碎材料和高粘度背膠往往會在移除后留下難以清理的殘膠和碎屑；再者，技術嫻熟的造假者仍有將標簽的芯片部分拆下，重新組裝并貼附到其他物品上，從而繞過防轉移機制；最后，即使使用鉚釘等物理固定手段，也僅僅增加拆卸的難度，并不能從根本上防止惡意拆卸和轉移。

技術實現思路

1、本發明要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供一種無損防轉移rfid標簽的設計方法。

2、本發明采用的技術方案如下：

3、一種無損防轉移rfid標簽的設計方法，包括如下步驟：

4、s1、構建rfid標簽：rfid標簽內置有微帶天線、阻抗測量電路，其中：

5、微帶天線，用于無線的方式將測量值傳輸到讀寫設備端；

6、阻抗測量電路，用于測量微帶天線阻抗值；

7、s2、粘貼rfid標簽：rfid標簽背部設置有背膠，通過背膠粘貼在被貼物上，被貼物對標簽內部的微帶天線的阻抗產生影響，形成特定的阻抗值，使用讀寫設備端將阻抗值讀取并記錄到后臺；

8、s3、測量阻抗變化：利用自動平衡電橋法，結合微帶天線的有效介電常數、微帶天線的寬帶以及介質層的厚度，得到微帶天線阻抗值的變化。

9、本技術方案通過利用微帶天線阻抗變化的原理，結合rfid技術，實現對標簽是否被撕下或拆過的無損檢測。具體地，微帶天線將射頻信號轉化為電流或電壓信號；阻抗測量電路用于測量微帶天線的阻抗值，阻抗值反映天線在特定頻率下的電氣特性，受到周圍環境的影響，包括被貼物的材質、形狀、位置等；rfid標簽通過背膠粘貼在被貼物上，背膠確保標簽與被貼物之間形成緊密接觸，使得被貼物對微帶天線的阻抗產生影響；當標簽被粘貼后，被貼物對微帶天線的阻抗產生影響，形成特定的阻抗值，通過rfid讀寫設備讀取并記錄到后臺；結合微帶天線的有效介電常數、寬帶以及介質層的厚度，精確地測量微帶天線阻抗值的變化；當標簽被撕下或拆下重貼時，背膠的狀態、標簽的形態以及貼標簽位置的材質等都會發生變化，導致微帶天線的阻抗值發生變化；由于標簽被撕下或拆下重貼后，微帶天線的阻抗值與后臺記錄的不符，因此判斷標簽是否被撕下或拆過，廣泛應用于各種需要防止標簽被轉移或篡改的場合，如商品防偽、資產管理、物流追蹤等。

10、另外，根據本發明上述提出無損防轉移rfid標簽的設計方法還具有如下附加技術特征：

11、根據本發明的一個實施例，所述步驟s1的構建rfid標簽中，rfid標簽還內置有溫度傳感器，溫度傳感器與微帶天線電氣隔離設置，溫度傳感器、微帶天線和阻抗測量電路均連接至電源上。

12、本技術方案中，在rfid系統中，微帶天線用于無線傳輸數據，而溫度傳感器則用于測量環境溫度。如果它們之間沒有電氣隔離，微帶天線的射頻信號會干擾溫度傳感器的讀數，或者溫度傳感器的電路會影響微帶天線的性能；溫度數據通過微帶天線無線傳輸到讀寫設備，然后與標簽的其他信息一起被讀取和處理；將溫度傳感器、微帶天線和阻抗測量電路集成在同一個rfid標簽中提高系統的集成度，減少外部連接和組件的數量，從而提高系統的可靠性和穩定性。

13、根據本發明的一個實施例，所述步驟s2的粘貼rfid標簽中，標簽的背膠、標簽形態、被貼物的材質均屬于微帶天線阻抗值的影響因素；通過對比粘貼rfid標簽的特定的阻抗值，與后臺的記錄對比，實現甄別標簽是否被撕下或拆過。

14、本技術方案中，fid標簽的背膠在粘貼過程中會與被貼物之間形成一定的接觸壓力，接觸壓力影響標簽與被貼物之間的空氣間隙，從而改變微帶天線周圍的電磁環境；背膠的粘性也會影響標簽與被貼物之間的接觸緊密程度，進而影響微帶天線的阻抗值；標簽的形態，如大小、形狀、彎曲度等，影響微帶天線的物理尺寸和形狀，從而改變其電氣特性，包括阻抗值；特別是當標簽發生彎曲或扭曲時，微帶天線的形狀和尺寸會發生變化，導致阻抗值的變化；被貼物的材質，如金屬、塑料、紙張等，具有不同的電磁特性，如介電常數、磁導率等，影響電磁波在材料中的傳播和反射，從而影響微帶天線的阻抗值。例如，金屬材質會強烈反射電磁波，而塑料或紙張則會對電磁波產生一定的吸收和散射。當rfid標簽被粘貼到被貼物上時，影響因素會共同作用，形成一個特定的阻抗值，這個阻抗值會被讀寫設備讀取并記錄到后臺；如果標簽被撕下或拆下重貼，背膠的狀態、標簽的形態以及被貼物的材質都發生變化，從而導致微帶天線的阻抗值發生變化；通過對比當前讀取的阻抗值與后臺記錄的阻抗值，判斷標簽是否被撕下或拆過；如果兩者不符，則說明標簽已經被篡改或轉移。

15、根據本發明的一個實施例，所述步驟s3的測量阻抗變化中，自動平衡電橋法包括如下步驟：

16、假設微帶天線的特性阻抗為z0，微帶天線的寬帶為w，介質層厚度為h，介電常數為εr，有效介電常數為εe，則：

17、微帶天線的特性阻抗為z0計算公式為：

18、

19、當時：

20、

21、時：

22、

23、。

24、根據本發明的一個實施例，所述步驟s3的測量阻抗變化中，微帶天線的寬帶、厚度均是固定值，有效介電常數、介質層的厚度變化均將引起微帶天線阻抗值的變化。

25、本技術方案通過監測微帶天線阻抗值的變化，間接地檢測介質層的有效介電常數和厚度是否發生變化，是由于標簽被撕下、拆下重貼或受到其他物理干擾所導致的；因此，通過比較測量到的阻抗值與后臺記錄的初始阻抗值，判斷rfid標簽是否被篡改或轉移。具體來說，有效介電常數的增加通常會導致微帶天線的阻抗值降低，而減小則會導致阻抗值增加。介質層厚度的增加會導致微帶天線的阻抗值增加，而減小則會導致阻抗值降低。

26、根據本發明的一個實施例，所述步驟s3的測量阻抗變化中，微帶天線的特性阻抗為z0通過阻抗測量電路得到，其中：阻抗測量電路包括i-v轉換放大器、電阻器電阻rr、電阻器電流ir、電壓v1、電壓v2，

27、由于流過微帶天線的電流也流過電阻器rr，則i0=ir；l點的電位保持為0v；i-v轉換放大器使rr上的電流ir與微帶天線的電流i0保持平衡；測量高端電壓和rr上的電壓，即可計算出微帶天線的阻抗值：

28、

29、。

30、本技術方案中，i-v轉換放大器是一種將電流信號轉換為電壓信號的電路，在這個測量電路中，i-v轉換放大器的作用是確保電阻器rr上的電流ir與微帶天線上的電流i0保持平衡，即放大器會調整其輸出，使得rr上的電壓變化導致通過rr的電流ir與i0相等；電阻器rr被用作一個電流檢測元件，由于微帶天線和rr是串聯連接的，流過微帶天線的電流i0也會流過rr，通過測量rr上的電壓v2，間接地測量出i0的大小；將l點接地，保持l點電位為0v是為確保i-v轉換放大器能夠正確地工作，并且rr上的電壓v2能夠準確地反映電流i0的大小。電流ir與微帶天線的電流i0保持平衡通過i-v轉換放大器的反饋機制實現的；放大器會調整其輸出，使得rr上的電壓變化導致通過rr的電流ir與微帶天線上的電流i0相等，通過測量rr上的電壓v2來間接地測量出i0的大小；由于rr上的電壓v2和高端電壓v1，使用歐姆定律來計算微帶天線的阻抗值z0。

31、本發明與現有技術相比，具有以下有益效果：

32、（1）本發明通過利用微帶天線阻抗變化的原理，結合rfid技術，實現對標簽是否被撕下或拆過的無損檢測。

33、（2）本發明具有高精度、實時性和無損性等優點，廣泛應用于商品防偽、資產管理、物流追蹤等需要防止標簽被轉移或篡改的場合。