本文關(guān)鍵詞：基于數(shù)字化液滴微噴射技術(shù)的RFID天線印制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)研究

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【摘要】：RPID天線正向小型化、柔性化方向發(fā)展,傳統(tǒng)制造技術(shù)已不能滿足其要求,尋找具有低成本、高精度、柔性化等優(yōu)點(diǎn)的天線制作技術(shù)具有重要的意義。目前,基于納米金屬墨水的噴墨印制工藝已經(jīng)成為RFID天線制作的主要方向,當(dāng)前天線噴墨印制研究中常用的商用噴墨打印機(jī),通常存在印制過程可控性差、基底材料適用性差、噴頭難以拆卸及難以維護(hù)的缺點(diǎn),這些缺點(diǎn)制約了噴墨印制技術(shù)在RFID天線印制領(lǐng)域的應(yīng)用,針對(duì)這些不足,本課題提出了基于液滴微噴射技術(shù)RFID天線印制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案,并進(jìn)行了印制實(shí)驗(yàn)的研究。本系統(tǒng)由導(dǎo)電液滴發(fā)生裝置、工作臺(tái)及控制系統(tǒng)等模塊組成。系統(tǒng)以壓電陶瓷為壓電作動(dòng)器驅(qū)動(dòng)液滴的噴射,以雙路電機(jī)帶動(dòng)工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)�？刂葡到y(tǒng)上位機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)參數(shù)及天線圖形文件處理并通過串口傳輸至下位機(jī),下位機(jī)以FPGA為主芯片,以其內(nèi)嵌Nios Ⅱ軟核為處理器,進(jìn)行驅(qū)動(dòng)波形的發(fā)生和天線圖形文件的二次開發(fā),實(shí)現(xiàn)高精度的、印制過程可控的RFID天線圖形的印制。以無顆粒型導(dǎo)電墨水Jet-600C為導(dǎo)電墨水原液,噴射在經(jīng)疏水化處理的PET薄膜上,經(jīng)140℃燒結(jié)后形成RFID標(biāo)簽天線。實(shí)驗(yàn)研究了導(dǎo)電墨水稀釋比例、微噴嘴出口內(nèi)徑、驅(qū)動(dòng)波形幅值、相鄰液滴重疊度、疏水化材料濃度對(duì)導(dǎo)電液滴直徑、成線規(guī)則程度及導(dǎo)電性能的影響；仿真設(shè)計(jì)了折疊偶極子天線,在電壓為60V,微噴嘴出口內(nèi)徑為80μm的條件下進(jìn)行3層的偶極子天線的印制,通過矢量網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀對(duì)天線的性能參數(shù)進(jìn)行檢測(cè),測(cè)試結(jié)果與仿真值具有很好的一致性。研究結(jié)果表明,本系統(tǒng)可用于RFID天線印制,并能夠滿足高精度、低成本,柔性化制造的要求。以PEDOP:PSS導(dǎo)電水溶液為導(dǎo)電墨水,間隙型相紙為承印基底,進(jìn)行螺旋線導(dǎo)線印制,證明了本系統(tǒng)適用于不同的導(dǎo)電墨水及承印材料的RFID天線印制,在其他柔性電子制作方面具有一定的潛力。
【關(guān)鍵詞】：噴墨印制 液滴微噴射 RFID天線 納米導(dǎo)電墨水 FPGA
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN822;TP391.44
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-11
• 1 緒論11-17
• 1.1 課題背景及研究意義11
• 1.2 RFID天線印制技術(shù)的研究概況11-13
• 1.3 RFID天線噴墨印制技術(shù)現(xiàn)狀分析及研究難點(diǎn)13-15
• 1.3.1 RFID天線噴墨印制技術(shù)的研究現(xiàn)狀分析13-14
• 1.3.2 液滴微噴射技術(shù)研究難點(diǎn)14-15
• 1.4 論文主要研究?jī)?nèi)容15-17
• 2 基于數(shù)字化液滴微噴射技術(shù)的RFID天線印制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)17-23
• 2.1 概述17
• 2.2 系統(tǒng)總體需求分析及方案選擇17-18
• 2.2.1 導(dǎo)電液滴噴射驅(qū)動(dòng)方案選擇17-18
• 2.2.2 RFID天線印制參數(shù)控制18
• 2.2.3 RFID天線圖形處理18
• 2.2.4 RFID天線圖形軌跡擬合18
• 2.3 系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)需求及基本功能18-19
• 2.4 RFID天線印制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案19-20
• 2.5 控制系統(tǒng)需求分析及方案設(shè)計(jì)20-22
• 2.6 本章小結(jié)22-23
• 3 RFID天線印制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)及SOPC系統(tǒng)構(gòu)建23-34
• 3.1 RFID印制系統(tǒng)控制系統(tǒng)方案選擇23
• 3.2 RFID印制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)23-28
• 3.2.1 FPGA最小系統(tǒng)24
• 3.2.2 外部存儲(chǔ)模塊24-25
• 3.2.3 主芯片選擇及端口資源分配25-26
• 3.2.4 串口通信模塊設(shè)計(jì)26
• 3.2.5 數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊26-27
• 3.2.6 電機(jī)控制模塊27-28
• 3.3 基于FPGA的可編程片上系統(tǒng)的構(gòu)建28-32
• 3.3.1 基于Nios Ⅱ的微控制器軟核構(gòu)建28-30
• 3.3.2 核外邏輯部分設(shè)計(jì)30-32
• 3.4 本章小結(jié)32-34
• 4 RFID天線印制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)34-50
• 4.1 上位機(jī)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)34-38
• 4.1.1 上位機(jī)用戶操作界面設(shè)計(jì)34-35
• 4.1.2 上位機(jī)工作流程設(shè)計(jì)35
• 4.1.3 串口通訊設(shè)計(jì)35
• 4.1.4 波形數(shù)據(jù)的讀入模塊設(shè)計(jì)35-36
• 4.1.5 RFID天線圖形交互文件讀入及處理模塊設(shè)計(jì)36-38
• 4.2 下位機(jī)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)38-49
• 4.2.1 下位機(jī)系統(tǒng)軟件總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)39-40
• 4.2.2 下位機(jī)系統(tǒng)初始化設(shè)計(jì)40
• 4.2.3 驅(qū)動(dòng)波形數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊40-41
• 4.2.4 印制過程軟件設(shè)計(jì)41-43
• 4.2.5 圖形印制程序設(shè)計(jì)43-49
• 4.3 本章小結(jié)49-50
• 5 基于液滴微噴射技術(shù)的RFID天線印制實(shí)驗(yàn)研究50-62
• 5.1 RFID標(biāo)簽天線印制實(shí)驗(yàn)50-53
• 5.1.1 實(shí)驗(yàn)材料及儀器50-51
• 5.1.2 PET基底表面處理51-52
• 5.1.3 導(dǎo)電溶液的配比52-53
• 5.1.4 RFID標(biāo)簽天線的印制與固化成型53
• 5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析53-56
• 5.2.1 系統(tǒng)參量對(duì)導(dǎo)電墨水成線的影響53-55
• 5.2.2 基底印前處理對(duì)導(dǎo)電墨水成線的影響55-56
• 5.3 導(dǎo)電性研究56-57
• 5.4 RFID標(biāo)簽天線制作實(shí)驗(yàn)57-60
• 5.4.1 RFID標(biāo)簽天線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)57-58
• 5.4.2 RFID標(biāo)簽天線印制及參數(shù)檢測(cè)58-60
• 5.5 任意圖形印制驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)60-61
• 5.6 本章小結(jié)61-62
• 6 總結(jié)與展望62-64
• 6.1 本文總結(jié)62-63
• 6.2 研究展望63-64
• 致謝64-65
• 參考文獻(xiàn)65-69
• 附錄69

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

1 劉彩鳳;王忠于;;無源RFID標(biāo)簽天線的絲網(wǎng)印刷墨層厚度分析[J];包裝工程;2008年12期

2 張勇;于宏宇;張志奇;王旭東;張晨;;基于RFID的遠(yuǎn)程物資管理系統(tǒng)[J];化工自動(dòng)化及儀表;2014年11期

3 李慶;周鳳麗;;RFID技術(shù)在自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)中的應(yīng)用[J];軟件導(dǎo)刊;2014年11期

4 賴曉錚;張小燕;賴聲禮;;彎折線偶極子天線諧振特性的研究[J];微波學(xué)報(bào);2006年03期

5 時(shí)航;曾凡;黃昊;姬曉波;史森中;;手術(shù)器械無線射頻管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J];中國(guó)醫(yī)學(xué)裝備;2014年11期

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本文編號(hào)：1054247