轮胎rfid电子标签技术及其产业化应用

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1、轮胎RFID电子标签技术及其产业化应用蒋志强杭州朝阳轮胎有限公司摘要：介绍轮胎RFID电子标签技术的发展历史和应用现状以及今后在轮胎行业屮的发展趋势。在对比RFID电子标签目前两种不同应用方式的基础上，认为内置式是今后轮胎RF1D电子标签技术的发展方向。通过分析当前轮胎RF1D电子标签产业化应用存在的技术难点，提出了应对措施。关键词：轮胎;RFID电子标签技术;内置式;智能轮胎;作者简介：蒋志强(1977—),男，江苏宜兴人，杭州朝阳轮胎有限公司高级工程师，硕士，主要从事轮胎生产和设备技术管理工作。近年来，随着移动通讯技术的迅猛发展，车联网

2、的建设速度进一步加快。轮胎作为汽车上最重要的安全部件之一，其运行信息得到了用户和制造厂商的极大关注，围绕轮胎打造的车联网服务将会成为今后汽车市场发展的新趋势。现代的车联网系统要求轮胎至少具备两个基本信息:可追溯的身份识别信息和可存取的动态使用信息。射频识别(RFID,RadioFrequencyIdentification)电子标签作为一种非接触式自动识别信息载体，具有体积小、寿命长、容量大和可以重复使用等特点，植入RFID电子标签的轮胎不仅具备可追溯的“身份识别”功能，而且能够监控和记录轮胎的动态使用信息，使轮胎车联网由概念变为现实。20

3、16年7月1H,工信部批准发布了关于轮胎用RF1D电子标签的4项行业标准，这标志着我国在这项技术的产业化进程中迈岀了极为重要的一步。但是由于RFID电子标签在轮胎产业化应用中仍然存在着多项技术难点，因此对于大多数国内轮胎企业而言，这项技术的产业化进程具有一定的难度。本文介绍轮胎RFID电子标签技术的发展历史、现状及发展方向。1轮胎RFID电子标签技术的发展历史1.1技术起源轮胎“身份识别”技术的发展经历了3个阶段。第1阶段是“胎侧模压代码”法，即将轮胎的注册商标、规格型号以及关键信息预先刻制在硫化模具的内腔或镶件上，轮胎硫化后这些信息以“凸

4、”字型显示在胎侧表面。该方法只能有限地表达“一批”轮胎的身份信息，无法追溯单条轮胎的准确生产数据，因此已逐步被淘汰。第2阶段是“条形码+胎侧模压代码”法。这是目前国内轮胎企业普遍采用的方法，即以条形码作为轮胎身份信息和牛产过程数据的载体。该方法在一定程度上能够实现轮胎生产与使用的信息化管理。但条形码的缺陷也显而易见，如数据存储容量小、只能保存静态数据、需人工扫描读取以及容易磨损或脱落等，因此存在一定的应用局限性。第3阶段是“RFID电子标签”法。射频识别技术是一种利用射频信号自动识别目标并获取相关数据的非接触式自动识别技术。由该技术衍牛而来

5、的RFID电子标签不仅可存储标识信息，还具有无线读取功能。与传统条形码相比，RFTD电子标签具有数据存储容量大、读取距离远、数据读写可加密和使用寿命长等一系列优点，在轮胎行业的应用前景获得了业内的普遍认可。1.2国内外研究概况虽然RFID技术在机场、物流、身份识别、ETC道路自动收费系统等领域不乏成功应用的案例，但因在轮胎行业的应用研究起步较晚，至今仍无成功推广的案例可寻。米其林公司在2004年申请了一项名为“用于轮胎的射频天线及其方法”的发明专利£11。该专利提供了一种用于嵌入在轮胎橡胶这种具有传导性的介电材料内的射频天线以及嵌入方法，这

6、种电子装置能够在轮胎制造、销售和使用期间提供轮胎制造信息及轮胎使用过程的温度与压力跟踪数据。该装置由用于发射、接收以及反射无线电信号的无线电组件和天线组成（如图1所示），可嵌入轮胎结构屮，如胎体帘布与内衬层Z间或胎体帘布与胎侧胶Z间，也可以贴片形式粘附在轮胎表面。米其林公司在该项研究中，通过在天线与轮胎本体材料之间加入1层厚度约为0.02nini的绝缘材料来减小天线的射频能量耗散，从而获得较远的信号读取距离；同时通过优化天线的长度与结构形式如设计成螺旋弹簧结构，来改善天线的信号传输能力。这项专利技术即为早期的轮胎标签识别技术的雏形，为后续的

7、轮胎RFID电子标签技术的进一步研究提供了有益的思路。图1射频天线装置示意下载原图韩国IDT株式会社2008年申请了“轮胎内置式RFID标签”的专利宜。该标签装置由具有重复波纹形状的天线和电路单元组成，如图2所示。其电路单元利用RFID阅读器传送的无线电波供电工作，天线则包括一对标签辐射器，每个标签辐射器分成第1区域和第2区域，靠近电路单元的第2区域的波纹密度大于远离电路单元的第1区域，通过波纹密度之间的差别能灵活地适应于轮胎的弯曲和扭转。该标签装置可安装在轮胎的胎肩和三角胶中的任何处，或位于胎侧与内衬层之间。该专利技术将标签的天线制造成波

8、纹形状，使电路单元和天线的每个连接区域均具有弹性，在旋转轮胎内变得牢固和可靠，从而降低了由于轮胎的旋转运动所导致的变形或损坏，提高了标签的机械可靠性和识别成功率。但是该专利未能有