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

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

　　一、RFID工作原理

　　射頻識別技術(shù)在低頻段基于變壓器耦合模型，在高頻段基于雷達探測目標(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)簽和讀取器問傳遞射頻信號。

　　二、埋地RFID技術(shù)特性

　　RFID按供電方式分為有源卡和無源卡；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式和被動式；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)識一般為低頻、被動式、疏耦合卡，有別于市面上常用的射頻卡，埋地電子標(biāo)識需要具備以下幾個條件：

　 （1）結(jié)構(gòu)堅硬，抗壓、抗酸堿、防水。

　 （2）穿透障礙物能力強，至少能具備穿脫水泥路面的能力。

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

　 （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，要求RFID的使用壽命跟所標(biāo)識的地下管線一樣長。一般為10~30年甚至更長。

　 （6）無源，因為永久固定埋在地下，不適合帶電源。

　　目前適用于地下管線標(biāo)識的較為成熟RFID產(chǎn)品主要是圓柱型和球型地下管道電子標(biāo)識器。本文用到的電子標(biāo)識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，最大探測深度1.8米。電子標(biāo)識探測器為HDX讀卡器，HDX讀卡器讀卡距離遠(yuǎn)，讀卡穩(wěn)定，主要功能：通過查找地下電子標(biāo)識器的磁場有效范圍來準(zhǔn)確定位地下管線的位置。

　　三、應(yīng)用實例

　　廣州市污水壓力管分布在廣州各個區(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污水廠進行處理。為了對分散的污水壓力管進行有效管理和巡查，需要對全部壓力管進行準(zhǔn)確探測，并在探測點上面貼上金屬標(biāo)識牌，下方埋設(shè)圓柱型RFID電子標(biāo)識，建立污水壓力管屬性數(shù)據(jù)庫和電子標(biāo)識數(shù)據(jù)庫，配備電子標(biāo)識探測器及電子標(biāo)識掃描信息傳送管理系統(tǒng)，為后期的管理、維護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)識之前，需將目標(biāo)管道的位置、埋深深度探測清楚，這是管道標(biāo)識埋設(shè)的前提。為保證電子標(biāo)識器能相對永久保存，同時能被探測器讀取到，需要將電子標(biāo)識器安裝在路面以下50~100cm處。電子標(biāo)識器安裝前需用讀寫器將相對應(yīng)的管線信息寫入到電子標(biāo)識器里面。然后把電子標(biāo)識器埋入地下。電子標(biāo)識埋設(shè)密度：除拐點、三通等特征點外，直線距離平均30米埋設(shè)一個。

　　四、管道標(biāo)識信息遠(yuǎn)程傳輸技術(shù)

        通過編寫專用的Android系統(tǒng)傳輸軟件，安裝在Android手機/PDA上，將標(biāo)識探測器讀到的RFID信息與后臺的地圖數(shù)據(jù)信息實時聯(lián)系起來，實現(xiàn)管道標(biāo)識查詢、定位與監(jiān)控等功能。管道標(biāo)識信息傳輸?shù)钠脚_是由標(biāo)識探測器、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)識探測器采用RFID識讀標(biāo)識，這是整個技術(shù)實現(xiàn)的重要突破。標(biāo)識探測器還通過“藍(lán)牙”技術(shù)與PDA通信。PDA的無線網(wǎng)絡(luò)與GIS連接，既實現(xiàn)了實時獲取和反饋標(biāo)識探測器的數(shù)據(jù)，又實現(xiàn)了實時獲取和反饋GIS數(shù)據(jù)，使標(biāo)識探測器能間接、實時的與GIS通信。從而實現(xiàn)對管道的實時化、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。在管道實施巡線時，巡線人手持標(biāo)識探測器和PDA。每完成一個標(biāo)識識讀后，巡線員立刻看到目標(biāo)管道的管徑、埋深、材質(zhì)等信息，同時將管道標(biāo)識信息通過3G網(wǎng)絡(luò)傳輸給管道后臺管理者。管理者通過GIS方便快捷的查詢統(tǒng)計巡線數(shù)據(jù)。這樣一來，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管理的效率。

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