金属表层为什么应采用防金属电子标签?
随着物联网技术的迅速发展,作为其关键科技之一的RFID技术得到越来越广泛的应用,对于RFID系统性能的要求也越来越高,尤其是对基于电磁波反向散射原理的UHF RFID系统最是那么。
但是,在这些应用中,RFID标签必须贴附于塑料物体表层,具有类偶极子天线的普通无源超高频RFID标签应用于金属表层时,性能会逐渐减少,甚至不能被有效读取。
金属物体对于标签天线参数及性能的制约,主要有两个方面,一个是天线场,一个是天线参数(如:阻抗,S参数,辐射强度)。天线所工作的场中有阅读器发射来的入射波和被金属板反射回来的反射波,而入射波与反射波存在着一定的相位差,导致它们之间在必定程度上互相抵消使得场强减弱,这样,工作在此环境下的标签天线便能够感应出足够的电流来为标签芯片提供能量,使得标签芯片能够被激活引起难以工作:而天线参数差异是因为天线工作在塑料表面的之后,将金属板看做天线自身的一部分,这样即便天线的物理厚度没有发生差异,其阻抗值,S参数等等还是出现了颠覆,从而造成天线性能的降低。
因此,在适用于金属环境时,寻找适合的防金属标签,是确保RFID系统应用效果的一个前提。
那么,常见的超高频抗金属电子标签有什么类型,它们各自有什么优缺点?这类标签的演进趋势如何呢? 下面我们就来看看。
超高频抗金属电子标签主要类型?
说到常见的抗金属标签主要有ABS类、PCB类、滴胶类、陶瓷类、泡棉类、柔性抗金属电子标签(可打印),并且可以制做成各类风格跟颜色,如扇形、方形、圆形。被广泛应用在能源资产管控、企业资产管理、设备管控、危险品管理野外金属管理、物流里的托盘管理、资产追踪、金属货架管理等。
1、ABS抗金属标签
采用ABS工程塑料包装,具有保湿、防水、抗低温等特点,被广泛应用于物流管理中。可推动了运输管理的信息化与现代化,提高运输管理水准和管控效率,降低管理费用。主要应用领域:物流托盘标签推荐应用在运输管理,箱包,托盘,集装箱、货架、设备、固定资产等等管理。
2、PCB抗金属标签
UHF超高频无源PCB抗金属标签,可直接黏贴在金属表层,免去昂贵的加装工作。适合用在车辆车牌上加装,也适合在露天电力设施巡检、铁塔电线杆巡检、电梯巡检、压力容器钢瓶汽罐、各种能源家用仪器的产品跟踪、资产管控、物流管理、汽车零件工序管理。
3、滴胶抗金属标签
采用软胶与滴胶相结合的基体封装,成本便宜但相对而言读取距离有限。适合户外使用,例如露天电力设施巡检、铁塔电线杆巡检、电梯巡检等。
4、陶瓷抗金属标签
采用特种陶瓷涂层封装,可加装于塑料物质表面抗金属RFID标签,具有较强的抗腐蚀性,可适用恶劣的工作环境。主要应用于部件追踪,资产管控。
5、泡棉柔性抗金属标签
采用泡沫棉基材封装,其长度较小、读写距离较远,具有一定的柔软性可贴弧度大的被贴物,适用于资产管理。
6、柔性抗金属标签(可打印)
具有一定的柔性,可弯曲,用于金属表层具有很好的防金属性、性能优良、方向性好、读取距离远等特点,适合贴在塑料气缸等曲面资产,可应用于RFID资产管控、气缸追踪、交通控制、物流管理、危险品管理等方面。
超高频抗金属电子发展态势
总体上,目前UHF抗金属标签的演进呈现出三个明显的态势:尺寸微型化、结构柔性化、低成本化。
1、尺寸微型化
早期的UHF抗金属标签通常长度偏大,不利于应用领域的拓宽,随着智能制造和智慧医疗的演进,市场针对高性能微型化抗金属标签的需求日益减少,这类产品适合于小微型金属元件的综合管理,标识和溯源,比说医疗器械、金属工具、航空航天等,有很大的行业前景;
2、结构柔性化
常规的PCB和陶瓷类硬质标签无法弯曲揉折,只能应用于比较平整的平面,材料原本的硬度让其能够推动防拆功能,因此通常是循环使用的,无法满足市场针对抗金属防拆标签的需求。但柔性结构的防金属标签,不仅可以弯折,适应更多的折角和曲面应用。结合TD芯片的特征、结构里面的差异,还可以推动防拆功能,弥补了硬质标签的不足,也拓展了应用空间。
3、低成本化
硬质抗金属标签主要是PCB天线、陶瓷天线,其原料成本高,其二在封装上面主要用采SMT(表面贴装)或COB,制造成本仍然偏低,尤其是后道的打码和写码等个性化工作很难批量进行,通常只能逐个测试性能,检测难度较大,产品一致性也会得到一定的制约,这些原因造成综合费用过高,影响了这些标签的大规模应用。如果可选用柔性的防金属标签原料成本相对较低,可以roll to roll量产,直接增加了后道个性化和质量评估的难度,成本可以大幅度降低。
讨论完这个话题,我们做一点引申:
金属干扰可以理解成环境的干扰,抗金属就是抗环境干扰,既然UHF设计时可以防金属干扰,也可以让干扰变为增益抗金属RFID标签,那么遇到其他的干扰时,这个想法是不是也可以参考呢?
这个问题先留着,欢迎各位讨论哈~
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