目前我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)實(shí)現(xiàn)新突破，已開(kāi)始在農(nóng)業(yè)、公共安全、城市交通、衛(wèi)生保健等多個(gè)領(lǐng)域得到應(yīng)用。RFID技術(shù)在地下管道標(biāo)識(shí)與巡查的管理及應(yīng)用，近年來(lái)也被越來(lái)越多的地下管道管理部門(mén)提上議事日程。并在燃?xì)?、自?lái)水、通訊等領(lǐng)域取得了很好的應(yīng)用。

　　本文結(jié)合真實(shí)案例，介紹RFID技術(shù)在地下管道定位標(biāo)識(shí)與后期巡查管理中的應(yīng)用。

　　一、RFID工作原理

　　射頻識(shí)別技術(shù)在低頻段基于變壓器耦合模型，在高頻段基于雷達(dá)探測(cè)目標(biāo)的空間耦合模型。1948年哈里斯托克曼發(fā)表的“利用反射功率的通信”奠定了射頻識(shí)別技術(shù)的理論基礎(chǔ)。

　　最基本的RFID系統(tǒng)由三部分組成：

　 （1）標(biāo)簽：由耦合元件及芯片組成，標(biāo)簽含有內(nèi)置天線，用于和射頻天線間進(jìn)行通信。

　 （2）閱讀器：讀取標(biāo)簽信息的設(shè)備。

　 （3）天線：在標(biāo)簽和讀取器問(wèn)傳遞射頻信號(hào)。

　　二、埋地RFID技術(shù)特性

　　RFID按供電方式分為有源卡和無(wú)源卡；按載波頻率分為低頻射頻卡、中頻射頻卡和高頻射頻卡；按調(diào)制方式的不同可分為主動(dòng)式和被動(dòng)式；按作用距離可分為密耦合卡（作用距離小于1cm）、近耦合卡（作用距離小于15cm）、疏耦合卡（作用距離約1m）和遠(yuǎn)距離卡（作用距離從1m到10m。甚至更遠(yuǎn)）。

　　應(yīng)用于地下管道的地下電子標(biāo)識(shí)一般為低頻、被動(dòng)式、疏耦合卡，有別于市面上常用的射頻卡，埋地電子標(biāo)識(shí)需要具備以下幾個(gè)條件：

　 （1）結(jié)構(gòu)堅(jiān)硬，抗壓、抗酸堿、防水。

　 （2）穿透障礙物能力強(qiáng)，至少能具備穿脫水泥路面的能力。

　 （3）抗干擾能力強(qiáng)，至少能區(qū)分8種以上不同專業(yè)的地下管線標(biāo)識(shí)。

　 （4）保密性能好，城市地下管線屬于城市的血管和神經(jīng)，在RFID上附載的信息必須具有很好的保密性，以防被不法分子利用和破壞。

　 （5）保用期長(zhǎng)，要求RFID的使用壽命跟所標(biāo)識(shí)的地下管線一樣長(zhǎng)。一般為10~30年甚至更長(zhǎng)。

　 （6）無(wú)源，因?yàn)橛谰霉潭裨诘叵?，不適合帶電源。

　　目前適用于地下管線標(biāo)識(shí)的較為成熟RFID產(chǎn)品主要是圓柱型和球型地下管道電子標(biāo)識(shí)器。本文用到的電子標(biāo)識(shí)是圓柱型地下管道標(biāo)簽。其參數(shù)為：頻率134.2KHz，工作溫度-20℃~+80℃，濕度耐抗95%RH，電壓耐抗±5KV峰值，使用年限為50年，最大探測(cè)深度1.8米。電子標(biāo)識(shí)探測(cè)器為HDX讀卡器，HDX讀卡器讀卡距離遠(yuǎn)，讀卡穩(wěn)定，主要功能：通過(guò)查找地下電子標(biāo)識(shí)器的磁場(chǎng)有效范圍來(lái)準(zhǔn)確定位地下管線的位置。

　　三、應(yīng)用實(shí)例

　　廣州市污水壓力管分布在廣州各個(gè)區(qū)，材質(zhì)有鋼、砼、玻璃鋼夾砂等。主要是為了將收集到的污水提升送至各個(gè)污水廠進(jìn)行處理。為了對(duì)分散的污水壓力管進(jìn)行有效管理和巡查，需要對(duì)全部壓力管進(jìn)行準(zhǔn)確探測(cè)，并在探測(cè)點(diǎn)上面貼上金屬標(biāo)識(shí)牌，下方埋設(shè)圓柱型RFID電子標(biāo)識(shí)，建立污水壓力管屬性數(shù)據(jù)庫(kù)和電子標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，配備電子標(biāo)識(shí)探測(cè)器及電子標(biāo)識(shí)掃描信息傳送管理系統(tǒng)，為后期的管理、維護(hù)及巡查提供最直接可靠的第一手資料。

　　埋設(shè)管道電子標(biāo)識(shí)之前，需將目標(biāo)管道的位置、埋深深度探測(cè)清楚，這是管道標(biāo)識(shí)埋設(shè)的前提。為保證電子標(biāo)識(shí)器能相對(duì)永久保存，同時(shí)能被探測(cè)器讀取到，需要將電子標(biāo)識(shí)器安裝在路面以下50~100cm處。電子標(biāo)識(shí)器安裝前需用讀寫(xiě)器將相對(duì)應(yīng)的管線信息寫(xiě)入到電子標(biāo)識(shí)器里面。然后把電子標(biāo)識(shí)器埋入地下。電子標(biāo)識(shí)埋設(shè)密度：除拐點(diǎn)、三通等特征點(diǎn)外，直線距離平均30米埋設(shè)一個(gè)。

　　四、管道標(biāo)識(shí)信息遠(yuǎn)程傳輸技術(shù)

        通過(guò)編寫(xiě)專用的Android系統(tǒng)傳輸軟件，安裝在Android手機(jī)/PDA上，將標(biāo)識(shí)探測(cè)器讀到的RFID信息與后臺(tái)的地圖數(shù)據(jù)信息實(shí)時(shí)聯(lián)系起來(lái)，實(shí)現(xiàn)管道標(biāo)識(shí)查詢、定位與監(jiān)控等功能。管道標(biāo)識(shí)信息傳輸?shù)钠脚_(tái)是由標(biāo)識(shí)探測(cè)器、PDA、GIS組成，結(jié)合了嵌入式系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)。其中標(biāo)識(shí)探測(cè)器采用RFID識(shí)讀標(biāo)識(shí)，這是整個(gè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的重要突破。標(biāo)識(shí)探測(cè)器還通過(guò)“藍(lán)牙”技術(shù)與PDA通信。PDA的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與GIS連接，既實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)獲取和反饋標(biāo)識(shí)探測(cè)器的數(shù)據(jù)，又實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)獲取和反饋GIS數(shù)據(jù)，使標(biāo)識(shí)探測(cè)器能間接、實(shí)時(shí)的與GIS通信。從而實(shí)現(xiàn)對(duì)管道的實(shí)時(shí)化、系統(tǒng)化的管理。

　　RFID技術(shù)在污水壓力管道中的應(yīng)用使管道的維護(hù)管理有了歷史性突破，尤其突出表現(xiàn)在管道巡線管理方面。在管道實(shí)施巡線時(shí)，巡線人手持標(biāo)識(shí)探測(cè)器和PDA。每完成一個(gè)標(biāo)識(shí)識(shí)讀后，巡線員立刻看到目標(biāo)管道的管徑、埋深、材質(zhì)等信息，同時(shí)將管道標(biāo)識(shí)信息通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò)傳輸給管道后臺(tái)管理者。管理者通過(guò)GIS方便快捷的查詢統(tǒng)計(jì)巡線數(shù)據(jù)。這樣一來(lái)，不僅使巡線操作系統(tǒng)化，使巡線管理更加系統(tǒng)化。有效的提高了管道維護(hù)管理的效率。

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