基于射频识别的地下管线电子标识系统.docx

基于射频识别的地下管线电子标识系统0定义地下管线电子标识器采用低频RFID射频识别技术是一款无源产品工作时依靠外部电磁场提供能量埋设在地下设施附近作为地下设施的身份标志帮助精准定位、查找、识别和管理地下设施帮助建立地下设施的信息化数据为信息化管理地下设备打下坚实的基础借助地下电子标识和管理系统实现科学管理地下设施。1应用背景市政管线分为给水管、排水管(雨水、污水管)、电力管(含路灯)、通信电缆(含光缆)、煤气管和工业管道(如石油、化工管道)6种类型［1］按管线材质又分为金属和非金属两大类。这些管道担负着城市水、电、通信能量的传输是城市赖以生存的物质基础。目前在我国现代化建设中随着水、电力、煤气等行业特别是通信线路的不断发展越来越多的管道将被埋置在地下然而随着时间的变化及一些人为因素将使原先地上标识所指明的地下管线与您的图纸发生一些变化这样会给维护人员带来诸多不便特别是在某些重要地段交通要道沙漠地区仅凭借图纸和经验是很难判断路由的。随着城市建设发展查明城市现有的各类地下管线的确切位置和埋深、规格、尺寸等信息参数对当前的城市建设和未来城市规划都有重要的意义。对城市地下管线的探测既是城市地下管线信息系统的基础工作又是实际管理、建设、维护工作中的重要内容。它的重要性日益引起理论和实际工作者的高度重视。根据场源不同地下管线的探测方法可分为:磁偶极感应法、夹钳感应法、直接法、工频法、示踪法、探地雷达。市政管线的场地条件复杂使得地下管线探测工作是在干扰较大的地区进行管线的分布又很复杂在工作时必须采取必要的技术手段压制或消弱干扰因素的影响同时必须针对不同的情况采取不同的识别方法这给管线的探测与识别带来很大的困难加上随之而来的工程造价、人员数量增加也使得该项工作面临诸多问题。2RFID的基本原理和特点射频识别RFID（RadioFrequencyIdentification）技术是20世纪80年代发展起来的新兴非接触自动识别技术它利用射频信号空间耦合实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的。它能穿透雪、冰、涂料、水泥、金属和条形码无法使用的恶劣环境阅读标签并且阅读速度极快被广泛应用于各个领域。2.1RFID基本原理最简单的RFID系统由应答器、阅读器、应用软件系统组成[2]。一般由标签作为应答器每个标签由芯片、射频前端与存储器组成具有唯一的电子编码附着在物体上识别目标对象。阅读器主要用于控制射频模块向标签发射读取信号并接受标签的应答对标签的对象标识信息进行解码将对象标识信息传输到主机以供处理。应用层软件则把收集的数据进一步处理为用户所使用。RFID系统的工作原理：阅读器通过内部线圈发送一定频率射频信号当标签进入线圈工作区时内部电路产生感应电流标签被激活其自身编码信息通过内置线路发射出去系统接收模块接收到从标签发送过来的编码信号阅读器对接收的信号进行解调和解码然后将数据传送到计算机网络。此时应用层软件系统根据逻辑运算判断该标签是否合法针对不同的情况后作出相应的反应和处理。RFID的基本原理图如图1所示[3]。图1RFID基本原理图2.2RFID主要特点[4]作为最为广泛使用的自动数据采集技术RFID应用到资源管理系统上其优势表现尤为突出如以下几点。防水、防磁、耐高温不受环境影响具有放冲突功能。无源和免接触操作应用便利只需置于阅读器形成的电磁场中就可准确读入数据减少甚至排除因人工干预数据采集而带来的效率降低和纠错成本。RFID读取数据快、距离长可读取标签上的编码并通过移动互联网与后台管理系统中的电缆信息相关联实时显示电缆信息。RFID标签的识读不依赖于可见光因此不需以目视可见为前提可在条码、铭牌技术无法适应的恶劣环境下使用。通过标签对电缆信息数据具有保密功能使得数据只有专用阅读器可识读。3基于射频识别的地下管线电子标识系统该地下管线电子标识系统平台主要基于RFID技术由电子标签、标签探测仪、移动智能终端（带GPS模块）和后台服务系统组成充分利用RFID技术的优势实现了地下管线的精益化、智能化、信息化、可视化管理为地下资产的全生命周期管理打下坚实基础。其工作结构图如下图2。图2地下电缆信息可视化管理系统工作结构图3.1RFID数据采集系统RFID数据采集系统主要由两部分组成[5]分别为射频识别（RFID）标签和RFID数据采集终端。3.1.1射频识别（RFID）标签[6]系统的射频识别标签采用的是只读非接触射频卡由天线和微型芯片组成。电子标签微型芯片里面存在一种为UID（UniqueIdentification唯一标识号）用来唯一标识电子标签它固化在电子标签中（只读）。本系统中的地下电缆每隔一段距离安装一个电子标识器以电子标识器的唯一编码ID号作为该标识位置点的标志通过标识探测仪识读电子标识器ID号将ID号蓝牙传输至移