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            RFID在地下管道標識管理中的應用

            日期: 瀏覽:543

              目前我國物聯網關鍵技術研發實現新突破,已開始在農業、公共安全、城市交通、衛生保健等多個領域得到應用。RFID技術在地下管道標識與巡查的管理及應用,近年來也被越來越多的地下管道管理部門提上議事日程。并在燃氣、自來水、通訊等領域取得了很好的應用。

              本文結合真實案例,介紹RFID技術在地下管道定位標識與后期巡查管理中的應用。

            2017-09-01 RFID在地下管道標識管理中的應用(2).jpg

              一、RFID工作原理

              射頻識別技術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的空間耦合模型。1948年哈里斯托克曼發表的“利用反射功率的通信”奠定了射頻識別技術的理論基礎。

              最基本的RFID系統由三部分組成:

              (1)標簽:由耦合元件及芯片組成,標簽含有內置天線,用于和射頻天線間進行通信。

              (2)閱讀器:讀取標簽信息的設備。

              (3)天線:在標簽和讀取器問傳遞射頻信號。

              二、埋地RFID技術特性

              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)和遠距離卡(作用距離從1m到10m。甚至更遠)。

              應用于地下管道的地下電子標識一般為低頻、被動式、疏耦合卡,有別于市面上常用的射頻卡,埋地電子標識需要具備以下幾個條件:

              (1)結構堅硬,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,至少能區分8種以上不同專業的地下管線標識。

              (4)保密性能好,城市地下管線屬于城市的血管和神經,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。

            2017-09-01 RFID在地下管道標識管理中的應用(1).jpg

              目前適用于地下管線標識的較為成熟RFID產品主要是圓柱型和球型地下管道電子標識器。本文用到的電子標識是圓柱型地下管道標簽。其參數為: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。電子標識探測器為HDX讀卡器,HDX讀卡器讀卡距離遠,讀卡穩定,主要功能:通過查找地下電子標識器的磁場有效范圍來準確定位地下管線的位置。

              三、應用實例

              廣州市污水壓力管分布在廣州各個區,材質有鋼、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確探測,并在探測點上面貼上金屬標識牌,下方埋設圓柱型RFID電子標識,建立污水壓力管屬性數據庫和電子標識數據庫,配備電子標識探測器及電子標識掃描信息傳送管理系統,為后期的管理、維護及巡查提供最直接可靠的第一手資料。

              埋設管道電子標識之前,需將目標管道的位置、埋深深度探測清楚,這是管道標識埋設的前提。為保證電子標識器能相對永久保存,同時能被探測器讀取到,需要將電子標識器安裝在路面以下50~100cm處。電子標識器安裝前需用讀寫器將相對應的管線信息寫入到電子標識器里面。然后把電子標識器埋入地下。電子標識埋設密度:除拐點、三通等特征點外,直線距離平均30米埋設一個。

              四、管道標識信息遠程傳輸技術

                    通過編寫專用的Android系統傳輸軟件,安裝在Android手機/PDA上,將標識探測器讀到的RFID信息與后臺的地圖數據信息實時聯系起來,實現管道標識查詢、定位與監控等功能。管道標識信息傳輸的平臺是由標識探測器、PDA、GIS組成,結合了嵌入式系統和地理信息系統。其中標識探測器采用RFID識讀標識,這是整個技術實現的重要突破。標識探測器還通過“藍牙”技術與PDA通信。PDA的無線網絡與GIS連接,既實現了實時獲取和反饋標識探測器的數據,又實現了實時獲取和反饋GIS數據,使標識探測器能間接、實時的與GIS通信。從而實現對管道的實時化、系統化的管理。

              RFID技術在污水壓力管道中的應用使管道的維護管理有了歷史性突破,尤其突出表現在管道巡線管理方面。在管道實施巡線時,巡線人手持標識探測器和PDA。每完成一個標識識讀后,巡線員立刻看到目標管道的管徑、埋深、材質等信息,同時將管道標識信息通過3G網絡傳輸給管道后臺管理者。管理者通過GIS方便快捷的查詢統計巡線數據。這樣一來,不僅使巡線操作系統化,使巡線管理更加系統化。有效的提高了管道維護管理的效率。

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