[发明专利]一种全向电力设备巡检用射频标签

说明书

技术领域

本发明涉及一种全向电力设备巡检用射频标签，属于电力设备巡检技术领域。

背景技术

电力设备产品繁多，其特点就是含有大量金属材质的资产，很多设备都是高资产价值的，日常的维护巡检以及盘点是一个非常耗费时间的任务。RFID技术的出现给资产盘点带来了很多的便利性，其盘点及巡检的快速性极大的减轻了巡检人员的工作量。

然而，由于电力行业的特殊性，其所拥有的资产都是金属质地，普通RFID标签在该使用场景下读写性能表现不好，主要体现在读写距离短、对于读写的方向性有要求、抗干扰能力不足等。具体表现在：

读写距离短：在电力设备场景下，RFID所处的环境为全金属环境，读写器的发射信号在电力设备的金属自身涡流干扰，无法有效的通过RFID标签的天线反射出来。

干扰大，频偏严重：RFID标签的设计和使用环境可能存在严重的偏差，通常情况下，设计者在设计标签的时候，很难完全考虑到该标签是使用在哪一种环境中的，该标签外面可能还会覆盖什么样的材质外壳。所以在实验室测试的结果和外场实际使用环境相比，其中心频率总有较大的偏差，部分场景下甚至能有20MHz～50MHz的频偏。

标签读写方向性要求：在电力资产巡检时，通常希望是拿着读写器走一圈就可以读到所有的资产标签。但是很多时候，标签由于在固定时，没有考虑到怎么去读写，所以有时在某些方向需要在很近的距离上才能读到，对于巡检存在极大的不方便性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种全向电力设备巡检用射频标签，适用于电力设备场景中。

为解决上述技术问题，本发明提供一种全向电力设备巡检用射频标签，采用蚀刻工艺在双层PCB电路板表面生成标签天线，将经过封装的RFID芯片通过贴片工艺，采用黑胶绑定在PCB电路板的正面，背面采用金属铜膜覆盖。

前述的标签采用圆形设计，使标签反射的电场正面呈现立体椭圆形球体，确保巡检时能够在正面各个方向被阅读器读到。

前述的RFID芯片的位置、天线馈点及标签的尺寸厚度根据阻抗匹配计算，增益、性能、干扰计算的结果得出。

前述的在设计标签天线时，预先输入标签天线使用时的频偏参数作为预频偏，使标签在实际场景中使用时，发生频偏，实际的标签频率正好落在920-925频段中。

前述的频偏参数为几兆到几十兆范围的数值，具体值根据标签的使用场景确定。

前述的标签上开设圆形过孔进行接地。

前述的标签天线为平面形状。

前述的标签天线为立体形状。

本发明的标签采用圆形设计，使标签反射的电场正面呈现立体椭圆形球体，确保巡检时能够在正面各个方向被阅读器读到，通过使用特殊的抗金属标签，底层金属板阻挡了标签的后瓣场强，加强了前向方向性，通过增加前后比以及利用本身使用标签的金属表面作为大的感应天线，加强反射信号。本发明适用于电力设备场景中，给资产盘点带来了很大的便利性及提高了巡检的精确性。

附图说明

图1为本发明的射频标签的整体结构图；

图2为本发明的频偏图。

具体实施方式

下面对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1所示，本发明的全向电力设备巡检用射频标签采用双层PCB电路板设计，采用蚀刻工艺在双层PCB电路板表面生成标签天线，将经过封装的RFID芯片通过贴片工艺，采用黑胶绑定在PCB电路板的正面，背面采用金属铜膜覆盖。

通常情况下，标签的设计需要考虑方向性，每一种标签根据设计出来的形状，都是有特定的天线信号辐射方向。方形标签或者长方形标签通常在正面四周的各个方向增益差别比较大。本发明的标签采用圆形设计，照顾到了四周各个方向性，即标签在这些方向上读取的距离都比较远，就是在电力设备场景下才需要的。标签为圆形，使标签反射的电场正面呈现立体椭圆形球体，确保巡检时能够在正面各个方向被阅读器读到。通过使用特殊的抗金属标签，背面的金属铜膜阻挡了标签的后瓣场强，加强了前向方向性，通过增加前后比以及利用本身使用标签的金属表面作为大的感应天线，加强反射信号。

图1中，空心圆孔是天线过孔，每一个天线根据应用场景及需求不同，增益及匹配阻抗等等相关参数的不同，设计出不同的形状。由于标签正面是天线阵子，背面通常是天线地，天线表面采用短路短截线设计的标签都是通过圆形过孔进行接地。