本發(fā)明屬于噴墨打印技術領域，涉及噴墨制造技術，尤其是一種噴墨制造可變的Chipless RFID系統(tǒng)及方法。

背景技術：

噴墨打印技術具有非接觸、可變性以及墨水材料和適用基材廣泛的特點。噴墨成為一種加工制造方式，利用功能性材料制作新型電子器件技術，具有設備簡單、耗材和能耗低、形狀尺寸可控性高，適用基體范圍大以及制造過程對環(huán)境零污染等優(yōu)勢。

RFID的解決方案里面有一種是Chipless RFID(無芯片)，利用諧振電路來進行編碼和射頻識別，而諧振電路編碼方法是此類射頻識別系統(tǒng)的基礎。諧振電路一般由電感、電容、電阻和微帶組成，通過設計不同的諧振電路，可以實現(xiàn)Chipless RFID記錄不同的數(shù)據(jù)信息。相對于有芯片的RFID，Chipless RFID具有成本低，唯一性高等特點。但是現(xiàn)有的Chipless RFID并沒有實現(xiàn)廣泛應用，是因為當前的RFID生產(chǎn)方式并不適于大量制作不同諧振電路的Chipless RFID。

而且，現(xiàn)有的RFID主要成本在芯片上，所以Chipless RFID具有成本優(yōu)勢，但是要實現(xiàn)諧振型Chipless RFID的唯一性，需要每個Chipless RFID具有不同的諧振電路特點。目前的RFID制作方案多為蝕刻或者絲網(wǎng)印刷，不適用于Chipless RFID制作。

通過專利公開文件的檢索，僅發(fā)現(xiàn)一篇與本發(fā)明申請相關的公開專利文獻：

一種基于打印電子的Chipless RFID的3D定位方法(CN104899617A)，屬于無線通信和物聯(lián)網(wǎng)領域。該技術包括Chipless RFID打印、高信息含量的Chipless RFID設計、Chipless RFID的3D定位方法。設計高信息容量的Chipless RFID標簽結構，并利用研制的納米銀顆粒試劑作為打印的墨水，實現(xiàn)在紙張或者PET材料上打印所需要的器件，利用至少3個讀寫器天線讀取天線至標簽結構的距離，建立對應的數(shù)學模型，估算標簽所在的位置信息。利用打印電子技術實現(xiàn)的Chipless RFID及3D定位技術具有，a)標簽加工簡單方便，b)Chipless RFID標簽信息量儲存高，c)本發(fā)明借鑒傳統(tǒng)的定位技術和文獻“Chipless RFID Tag Localization”的方法，提出了Chipless RFID的定位方法，可以實現(xiàn)無芯片RFID定位問題。

通過技術特征的對比，上述公開專利文獻屬于Chipless RFID的3D定位方法，與本發(fā)明申請的對不同諧振電路的Chipless RFID的大批量快速制作在發(fā)明目的上不相同，因此不影響本發(fā)明申請的創(chuàng)造性。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術的不足之處，提供一種噴墨制造可變的Chipless RFID系統(tǒng)及方法，以實現(xiàn)具有不同諧振電路的Chipless RFID的大批量快速制作。

為實現(xiàn)上述目的所采用的技術方案是：

一種噴墨制造可變的Chipless RFID系統(tǒng)，包括噴墨打印單元、工控機和數(shù)據(jù)服務器，其特征在于：所述噴墨打印單元包括供墨系統(tǒng)、控制電路板、噴墨打印頭、燒結裝置、追標器、編碼器及承印材料，其中，所述噴墨打印頭、追標器、編碼器與控制電路板連接，控制電路板與工控機連接，工控機通過網(wǎng)絡與數(shù)據(jù)服務器連接。

而且，所述的功能性墨水材料、供墨系統(tǒng)通路、控制電路板、噴墨打印頭、燒結裝置形成一個噴墨打印單元，一套系統(tǒng)里面可以包含多個噴墨打印單元，每個系統(tǒng)獨立完成制造，或者作為印刷或包裝等機器的嵌套結構。

而且，所述的Chipless RFID包含一個或多個功能層結構，每個噴墨打印單元完成一個功能層的制造。

而且，所述噴墨打印頭為一個或多個，形成一排或多排打印陣列的打印頭；所述供墨系統(tǒng)包含一組或多組通路給對應的噴頭持續(xù)穩(wěn)定供應功能墨水材料，該功能墨水材料是實現(xiàn)電感、電容、電阻和微帶等電學性能的墨水材料，該墨水材料為絕緣墨水、導電墨水、高分子導電材料墨水或其他介電材料墨水。

而且，所述數(shù)據(jù)服務器依據(jù)預設的程序生成和存儲Chipless RFID圖形方案，并預設數(shù)據(jù)與對應的Chipless RFID對應；數(shù)據(jù)服務器與工控機的網(wǎng)絡進行連接，包括不限于TCP/IP協(xié)議、winpcap、WIFI、局域網(wǎng)等網(wǎng)絡協(xié)議發(fā)送數(shù)據(jù)至工控機。

而且，所述工控機接受服務器傳輸來的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)處理后傳輸給各噴墨打印單元里的控制電路板；該控制電路板接受工控機的數(shù)據(jù)，接受編碼器和追標器的信號，控制噴墨打印頭在承印材料上打印成圖形信息。

而且，所述燒結裝置是紅外、UV、脈沖激光等方式，使墨水材料附著固定到承印基材上面；所述的追標器為一個或多個，安裝于承印材料傳輸路徑上，讀取承印材料的位置，并發(fā)送信號至控制電路板進而控制噴頭打印起始位置；所述的編碼器安裝在承印材料傳輸路徑上，通過與承印材料接觸或傳送結構結合，并發(fā)送信號至控制電路板進而控制噴頭點火頻率。

一種噴墨制造可變的Chipless RFID方法，其特征在于：服務器程序生成一個或多個功能層的Chipless RFID方案和數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)絡傳輸給工控機；工控機將不同功能層的數(shù)據(jù)傳遞給對應的噴墨打印單元；噴墨打印單元中的控制電路板同時獲取追標器和編碼器的信號，并根據(jù)追標器和編碼器反饋的信號，確定承印基材的位置和傳輸速度，控制噴頭將功能材料墨水打印在承印材料上形成Chipless RFID線型，并通過燒結裝置實現(xiàn)Chipless RFID的諧振特性，固化墨水材料形成功能層，一個功能層或多個功能層組合形成Chipless RFID。

而且，數(shù)據(jù)服務器將結構圖形通過網(wǎng)絡發(fā)送給工控機，工控機將每一個Chipless RFID結構圖形分解成導電、絕緣、導電三個不同功能材料的打印數(shù)據(jù)，發(fā)送到與其對應的噴墨打印單元，各打印單元在承印基材輸送方向上依次排列。

本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是：

本發(fā)利用服務器存儲和生成Chipless RFID諧振電路和對應的數(shù)據(jù)內(nèi)容，利用噴墨打印技術實時可變將導電墨水或其他墨水材料打印制造成不同電容、電感、微帶等來實現(xiàn)所述諧振電路，即Chipless RFID，具有模塊化特點，即能作為獨立系統(tǒng)運行，也可以嵌入到印刷或包裝等機器中。

附圖說明

圖1為本發(fā)明Chipless RFID噴墨制造系統(tǒng)的結構示意圖；

圖2為圖1的噴墨打印單元的結構示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本發(fā)明的實施例做進一步詳述；本實施例是描述性的，不是限定性的，不能由此限定本發(fā)明的保護范圍。

一種噴墨制造可變的Chipless RFID系統(tǒng)：包括噴墨打印單元、工控機和數(shù)據(jù)服務器。所述噴墨打印單元包括供墨系統(tǒng)、控制電路板、噴墨打印頭、燒結裝置、追標器、編碼器及承印材料，其中，所述噴墨打印頭、追標器、編碼器與控制電路板連接，控制電路板與工控機連接，工控機通過網(wǎng)絡與數(shù)據(jù)服務器連接。

所述的功能性墨水材料、供墨系統(tǒng)通路、控制電路板、噴墨打印頭、燒結裝置可以形成一個噴墨打印單元。一套系統(tǒng)里面可以包含多個噴墨打印單元。

所述的噴墨制造可變的Chipless RFID系統(tǒng)可以獨立完成制造，也可以作為印刷或包裝等機器的嵌套結構。

所述數(shù)據(jù)服務器：依據(jù)預設的程序生成和存儲Chipless RFID圖形方案，并預設數(shù)據(jù)與對應的Chipless RFID對應。數(shù)據(jù)服務器與工控機的網(wǎng)絡進行連接，包括不限于TCP/IP協(xié)議、winpcap、WIFI、局域網(wǎng)等網(wǎng)絡協(xié)議發(fā)送數(shù)據(jù)至工控機。

所述工控機：接受服務器傳輸來的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)處理后傳輸給各噴墨打印單元里的控制電路板。

所述控制電路板：接受工控機的數(shù)據(jù)，接受編碼器和追標器的信號，控制噴墨打印頭在承印材料上打印成圖形信息。

所述噴墨打印頭為一個或多個，形成一排或多排打印陣列的打印頭。

所述供墨系統(tǒng)包含一組或多組通路給對應的噴頭持續(xù)穩(wěn)定供應功能墨水材料，該功能墨水材料是可以實現(xiàn)電感、電容、電阻和微帶等電學性能的墨水材料，可以是絕緣墨水、導電墨水、高分子導電材料墨水或其他介電材料墨水。

所述燒結裝置可以是紅外、UV、脈沖激光等方式，可以使墨水材料附著固定到承印基材上面。

所述的追標器為一個或多個，安裝于承印材料傳輸路徑上，讀取承印材料的位置，并發(fā)送信號至控制電路板進而控制噴頭打印起始位置。

所述的編碼器安裝在承印材料傳輸路徑上，通過與承印材料接觸或傳送結構結合，并發(fā)送信號至控制電路板進而控制噴頭點火頻率。

所述承印材料可以是獨立的薄膜或紙張材料，也可以是包裝袋、包裝箱、瓶、罐體等物體。

所述的Chipless RFID包含一個或多個功能層結構。

本發(fā)明中，一套系統(tǒng)里面可以包含多個噴墨打印單元。噴墨打印頭、供墨系統(tǒng)、功能墨水材料、燒結裝置、追標器、編碼器、控制電路板。

一種噴墨制造可變的Chipless RFID的方法如下：

服務器程序生成一個或多個功能層的Chipless RFID方案和數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)絡傳輸給工控機；工控機將不同功能層的數(shù)據(jù)傳遞給對應的噴墨打印單元；噴墨打印單元中的控制電路板同時獲取追標器和編碼器的信號，并根據(jù)追標器和編碼器反饋的信號，確定承印基材的位置和傳輸速度，控制噴頭將功能材料墨水打印在承印材料上形成Chipless RFID線型，并通過燒結裝置實現(xiàn)Chipless RFID的諧振特性，固化墨水材料形成功能層，一個功能層或多個功能層組合形成Chipless RFID，數(shù)據(jù)的在線傳輸和噴墨打印使Chipless RFID各不相同。

數(shù)據(jù)服務器中，根據(jù)一定算法生成Chiless RFID方案，方案中的每個CHipless RFID的導電層圖形各不相同，具有不同的編碼信息；同時方案中包含每個Chiless RFID的結構層數(shù)和每層的結構圖形。

本實施例中，包含兩個導電層和中間絕緣層，共三層結構。

數(shù)據(jù)服務器將結構圖形通過網(wǎng)絡發(fā)送給工控機，工控機將每一個Chipless RFID結構圖形分解成導電、絕緣、導電三個不同功能材料的打印數(shù)據(jù)，發(fā)送到與其對應的噴墨打印單元，三個噴墨打印單元在承印基材輸送方向上依次排列。

不同噴墨打印單元可以選用不同或相同的功能墨水材料，但單元內(nèi)燒結裝置的參數(shù)與功能墨水材料相適應。

假設Chipless RFID編號分別為為Chipless RFID A、Chipless RFID B、Chipless RFID C...

Chipless RFID A第一層導電層制作：承印基材上面有靶標；承印基材通過第一個導電層噴墨打印單元時，追標器掃過靶標，信號發(fā)送給控制電路板，觸發(fā)其所在單元的打印任務；同時，編碼器發(fā)生編碼信號給控制電路板，控制噴墨打印頭的打印速度與承印基材傳輸速度相匹配。噴墨打印頭將導電墨水材料，打印Chipless RFID A的第一層導電層結構圖形在承印基材上形成目標結構；隨后承印基材通過燒結裝置，導電墨水干燥固化，完成第一層結構的制造。該噴墨打印單元進入下一個Chipless RFID B第一層導電層制作。

Chipless RFID A絕緣層制作：承印基材通過絕緣層噴墨打印單元時，追標器掃過靶標，信號發(fā)送給控制電路板，觸發(fā)其所在單元的打印任務；同時，編碼器發(fā)生編碼信號給控制電路板，控制噴墨打印頭的打印速度與承印基材傳輸速度相匹配?？刂齐娐钒鍖⑴c第一層導電層對應的Chipless RFID A絕緣層打印數(shù)據(jù)發(fā)送至噴墨打印頭，將絕緣樹脂墨水材料打印在第一層導電層上形成目標結構；隨后承印基材通過燒結裝置，絕緣墨水干燥樹脂固化，完成絕緣層的制造。該噴墨打印單元進入下一個Chipless RFID B絕緣層層制作。

Chipless RFID A第二層導電層制作：承印基材通過第三個噴墨打印單元時，追標器掃過靶標，信號發(fā)送給控制電路板，觸發(fā)其所在單元的打印任務；同時，編碼器發(fā)生編碼信號給控制電路板，控制噴墨打印頭的打印速度與承印基材傳輸速度相匹配?？刂齐娐钒鍖⑴c前兩層對應的Chipless RFID A導電層打印數(shù)據(jù)發(fā)送至噴墨打印頭，噴墨打印頭將導電墨水材料打印在前兩層結構上形成目標結構；隨后承印基材通過燒結裝置，導電墨水干燥固化，完成第二層導電層結構的制造。至此完成Chipless RFID A制作。該噴墨打印單元進入下一個Chipless RFID B第二層導電層制作。

制作過程中承印基材是連續(xù)數(shù)送的，輸送過程中，不斷重復上述過程，實現(xiàn)大批量的Chipless RFID制作。