一种电子标签的制作方法

本发明涉及电子标签，特别涉及一种电子标签。

背景技术：

1、地下电子标签广泛应用于地理测绘、环境监测、资产跟踪和工程管理等领域。这些标签通常包括一个基本的封装体，内置一些电子组件用于数据记录和传输。现有技术中的电子标签能够通过有线或无线方式接收和发送信息，但通常依赖外部电源或传统的电池供电，且在电磁干扰管理和环境适应性方面存在局限。

2、然而，现有技术的地下电子标签在地下应用中面临多个挑战。首先，电池依赖的电源供应限制了标签的使用寿命和维护成本。其次，传统标签在复杂的地下环境中易受到电磁干扰，这影响了数据的传输稳定性和准确性。此外，现有的标签缺乏高效的能源管理和优化数据采集频率的机制，这在长期环境监测应用中尤为重要。

3、因此，有必要研发一种新型的地下电子标签。

技术实现思路

1、本申请提供一种电子标签，以提高土壤监测数据的传输效率与准确性。

2、本申请提供一种电子标签，包括：

3、多层复合材料封装体，具备防水防腐功能，并能够屏蔽外来电磁干扰，以适应多变和复杂的地下电磁环境；

4、能源收集模块，配置于所述多层复合材料封装体的内部，包括热电发电器件及振动能发电器件，分别用于将地下的温差及振动转换为电能；

5、环境监测模块，配置于所述多层复合材料封装体的外部，包括多个传感器，所述传感器用于监测土壤的化学成分、温度、湿度、ph值和重金属含量；所述环境监测模块能够与信号传输模块交互，以调整数据传感器的采样频率和采样精度，以优化数据收集过程；

6、信号传输模块，配置于所述多层复合材料封装体的内部，所述信号传输模块包括调制解调器及自适应频率调节器，所述调制解调器用于将从环境监测模块接收的数字数据信号转换为适合在地下环境中传输的模拟信号，并在接收端将模拟信号还原为数字数据；所述自适应频率调节器用于根据地下电磁环境的实时变化调整传输信号的频率；

7、信号增强器，设置于所述多层复合材料封装体的外部，配备有方向性增益调整功能，所述信号增强器用于接收来自信号传输模块的输出信号，并根据接收设备的位置调整信号增益方向，确保信号在土壤中的最大传输距离。

8、更进一步地，所述多层复合材料封装体包括：

9、电磁干扰屏蔽层，由导电石墨烯复合材料制成，所述导电石墨烯复合材料通过石墨烯的高导电性质提供电磁屏蔽，用以隔离内部元件免受外来电磁干扰；

10、自愈合层，由聚氨酯基自愈合材料制成，所述聚氨酯基自愈合材料在遭受微小物理损伤后能够自动回复其原有结构和功能，保持封装体的完整性和连续的防水性能；

11、绝缘层，由气凝胶材料制成，所述绝缘层利用气凝胶材料的低热导率特性作为热绝缘层，减少外界温度波动对封装体内部条件的影响，从而维持内部温差，优化热电发电效率。

12、更进一步地，所述多层复合材料封装体包括抗微生物层，所述抗微生物层由抗菌和抗真菌材料制成，用以防止微生物生长导致的材料劣化，从而提高电子标签在潮湿土壤中的耐用性和长期稳定性。

13、更进一步地，所述环境监测模块包括数据处理单元，所述数据处理单元用于根据接收到的环境数据实时调整所述传感器的采样频率和精度，具体包括：

14、根据如下的公式1计算环境变化量：

15、；

16、其中，是第个环境参数的当前读数；是第个环境参数的前一个读数；是被监测的环境参数的数量；

17、按照如下的公式2计算传感器的采样频率：

18、；

19、其中，是基础时间间隔；是调节系数；

20、按照如下的公式3计算传感器的采样精度：

21、；

22、其中，和是调节系数。

23、更进一步地，所述自适应频率调节器包括电磁环境感应单元以及频率调整控制器；所述电磁环境感应单元用于实时监测地下的电磁噪声水平，并将检测到的数据传送给频率调整控制器；所述频率调整控制器根据以下公式4动态计算所述信号传输模块的输出信号频率：

24、；

25、其中，是基础信号频率；是地磁调节系数；是当前检测到的电磁噪声能量；是电磁噪声能量的标准参考值；是温度调节系数；是当前温度；是温度的标准参考值。

26、更进一步地，所述信号增强器包括增益调整控制单元，所述增益调整控制单元根据如下的公式5计算信号增益：

27、；

28、其中，是基础增益；是当前检测到的土壤密度；是土壤密度的调节系数； 是标准参考土壤密度；是土壤密度的调节系数；是当前检测到的土壤湿度。

29、更进一步地，所述环境监测模块的传感器能够通过无线网络独立于主封装体向外传输数据，并允许用户远程访问和管理数据。

30、更进一步地，所述环境监测模块包括特定于土壤种类的传感器校准程序，所述传感器校准程序能够根据检测到的土壤类型自动调整传感器的灵敏度和校准设置，以提高监测数据的准确性和相关性。

31、更进一步地，所述环境监测模块包括紧急数据处理单元；当传感器检测到的环境参数超过预定阈值时，所述紧急数据处理单元将触发紧急数据传输模式，优先处理并传输紧急数据；所述紧急数据传输模式包括：

32、将紧急数据标记为高优先级状态，确保在数据传输队列中优先处理。

33、启动一个专门的传输协议，所述传输协议用于将紧急数据在最短的时间内被发送到预定的接收端；

34、所述信号增强器调整信号强度到最大值，以克服可能的传输障碍。

35、本申请具有如下有益的技术效果：

36、（1）该电子标签采用的多层复合材料封装体具有防水和防腐功能，能有效保护内部电子组件免受湿气和腐蚀性化学物质的侵害。此外，该封装体能够屏蔽外来电磁干扰，保障在电磁复杂的地下环境中数据传输的稳定性和可靠性。

37、（2）内置的能源收集模块，包括热电发电器件和振动能发电器件，能够有效地利用地下自然存在的温差和振动来生成电能。这种自供能的设计减少了对外部电源的依赖，延长了电子标签的使用寿命，并减少了维护成本。

38、（3）能源收集模块能根据环境监测模块提供的数据，动态调整能源收集策略。这种智能化的能源管理使得电子标签能在能源供应有限的情况下最大化其能量利用效率，确保关键时刻有足够的能源支持数据的采集和传输。

39、（4）环境监测模块配置在封装体的外部，直接接触土壤，可以准确地监测土壤的化学成分、温度、湿度、ph值和重金属含量。此外，监测模块与信号传输模块之间的交互使得数据采集的频率和精度可以根据实际需要进行调整，从而优化数据收集过程。

技术特征：

1.一种电子标签，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的电子标签，其特征在于，所述多层复合材料封装体包括：

3.根据权利要求2所述的电子标签，其特征在于，所述多层复合材料封装体包括抗微生物层，所述抗微生物层由抗菌和抗真菌材料制成，用以防止微生物生长导致的材料劣化，从而提高电子标签在潮湿土壤中的耐用性和长期稳定性。

4.根据权利要求1所述的电子标签，其特征在于，所述环境监测模块包括数据处理单元，所述数据处理单元用于根据接收到的环境数据实时调整所述传感器的采样频率和精度，具体包括：

5.根据权利要求1所述的电子标签，其特征在于，所述自适应频率调节器包括电磁环境感应单元以及频率调整控制器；所述电磁环境感应单元用于实时监测地下的电磁噪声水平，并将检测到的数据传送给频率调整控制器；所述频率调整控制器根据以下公式4动态计算所述信号传输模块的输出信号频率：

6.根据权利要求1所述的电子标签，其特征在于，所述信号增强器包括增益调整控制单元，所述增益调整控制单元根据如下的公式5计算信号增益：

7.根据权利要求1所述的电子标签，其特征在于，所述环境监测模块的传感器能够通过无线网络独立于主封装体向外传输数据，并允许用户远程访问和管理数据。

8.根据权利要求1所述的电子标签，其特征在于，所述环境监测模块包括特定于土壤种类的传感器校准程序，所述传感器校准程序能够根据检测到的土壤类型自动调整传感器的灵敏度和校准设置，以提高监测数据的准确性和相关性。

9.根据权利要求1所述的电子标签，其特征在于，所述环境监测模块包括紧急数据处理单元；当传感器检测到的环境参数超过预定阈值时，所述紧急数据处理单元将触发紧急数据传输模式，优先处理并传输紧急数据；所述紧急数据传输模式包括：

技术总结本发明涉及一种电子标签，旨在提供高效的土壤监测与数据传输解决方案；该电子标签包括一个多层复合材料封装体，设计具有防水和防腐功能，且能有效屏蔽外来电磁干扰；内部设有能源收集模块，包括热电发电器件和振动能发电器件，这些设备能将地下的温差及振动转换为电能，并根据环境监测模块的数据自动调整能源收集策略以优化能量效率；环境监测模块位于封装体外部，装配多个传感器监测土壤化学成分、温度、湿度、pH值和重金属含量，并与信号传输模块交互调整数据采集频率和精度；信号传输模块内含调制解调器及自适应频率调节器，用于优化地下信号传输；外部的信号增强器则进一步调整信号增益，确保信号在土壤中的最大传输距离。技术研发人员：吴君,吴怀胤,吴怀杰,吴怀飞,吴怀琦受保护的技术使用者：深圳市创新佳电子标签有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/29