智能RFID技術(shù)的晨控地下管線定位系統(tǒng)

晨控智能RFID地下管線電子標(biāo)識器采用低頻RFID射頻識別技術(shù)，是一款無源產(chǎn)品，工作時依靠外部電磁場提供能量，將電子標(biāo)識器預(yù)先埋設(shè)在地下設(shè)施附近，作為地下設(shè)施的身份標(biāo)志，幫助精準(zhǔn)定位、查找、識別和管理地下設(shè)施,幫助建立地下設(shè)施的信息化數(shù)據(jù),為信息化管理地下設(shè)備打下堅實(shí)的基礎(chǔ)，借助地下電子標(biāo)識器和管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)科學(xué)管理地下設(shè)施。

應(yīng)用背景

市政管線大致可分為給水管、排水管(雨水、污水管)、電力管(含路燈)、通信電纜(含光纜)、煤氣管和工業(yè)管道(如石油、化工管道)6種類型，按管線材質(zhì)又分為金屬和非金屬兩大類。

這些管道擔(dān)負(fù)著城市水、電、通信能量的傳輸,是城市賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)。目前,在我國現(xiàn)代化建設(shè)中,隨著水、電力、煤氣等行業(yè),特別是通信線路的不斷發(fā)展越來越多的管道將被埋置在地下,然而隨著時間的變化及一些人為因素,將使原先地上標(biāo)識所指明的地下管線與您的圖紙發(fā)生一些變化,這樣會給維護(hù)人員帶來諸多不便,特別是在某些重要地段,交通要道,僅憑借圖紙和經(jīng)驗(yàn)是很難判斷位置的。

隨著城市建設(shè)發(fā)展,查明城市現(xiàn)有的各類地下管線的確切位置和埋深、規(guī)格、尺寸等信息參數(shù),對當(dāng)前的城市建設(shè)和未來城市規(guī)劃都有重要的意義。對城市地下管線的探測,既是城市地下管線信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)工作,又是實(shí)際管理、建設(shè)、維護(hù)工作中的重要內(nèi)容。它的重要性日益引起理論和實(shí)際工作者的高度重視。

市政管線的場地條件復(fù)雜,使得地下管線探測工作是在干擾較大的地區(qū)進(jìn)行,管線的分布又很復(fù)雜,在工作時必須采取必要的技術(shù)手段,壓制或消弱干擾因素的影響,同時必須針對不同的情況采取不同的識別方法,這給管線的探測與識別帶來很大的困難,加上隨之而來的工程造價、人員數(shù)量增加也使得該項(xiàng)工作面臨諸多問題。

RFID的基本原理和特點(diǎn)

射頻識別RFID（Radio?Frequency?Identification）技術(shù)，是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的新興非接觸自動識別技術(shù)，它利用射頻信號空間耦合，實(shí)現(xiàn)無接觸信息傳遞，并通過所傳遞的信息達(dá)到識別目的。它能穿透雪、冰、涂料、水泥、金屬和條形碼無法使用的惡劣環(huán)境閱讀標(biāo)簽，并且閱讀速度極快，被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。

作為最為廣泛使用的自動數(shù)據(jù)采集技術(shù)，RFID應(yīng)用到資源管理系統(tǒng)上，其優(yōu)勢表現(xiàn)尤為突出，如以下幾點(diǎn)。?

（1）防水、防磁、耐高溫，不受環(huán)境影響，具有放沖突功能。?

（2）無源和免接觸操作，應(yīng)用便利，只需置于閱讀器形成的電磁場中就可準(zhǔn)確讀入數(shù)據(jù)，減少甚至排除因人工干預(yù)數(shù)據(jù)采集而帶來的效率降低和糾錯成本。

（3）RFID讀取數(shù)據(jù)快、距離長，可讀取標(biāo)簽上的編碼，并通過移動互聯(lián)網(wǎng)與后臺管理系統(tǒng)中的電纜信息相關(guān)聯(lián)，實(shí)時顯示電纜信息。?

（4）RFID標(biāo)簽的識讀不依賴于可見光，因此不需以目視可見為前提，可在條碼、銘牌技術(shù)無法適應(yīng)的惡劣環(huán)境下使用。

（5）通過標(biāo)簽對電纜信息數(shù)據(jù)具有保密功能，使得數(shù)據(jù)只有專用閱讀器可識別讀取。

信息可視化管理系統(tǒng)

晨控地下管線電子標(biāo)識系統(tǒng)平臺主要基于RFID技術(shù)，由電子標(biāo)簽、標(biāo)簽探測儀、移動智能終端（帶GPS模塊）和后臺服務(wù)系統(tǒng)組成，充分利用RFID技術(shù)的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)了地下管線的精益化、智能化、信息化、可視化管理，為地下資產(chǎn)的全生命周期管理打下堅實(shí)基礎(chǔ)。其工作結(jié)構(gòu)圖如下圖。

在使用地下管線電子標(biāo)識系統(tǒng)前，需先完成系統(tǒng)的初始化工作，現(xiàn)場施工安裝時，通過前端軟件將地下管線、窖井及井內(nèi)管線有關(guān)屬性數(shù)據(jù)等信息一一寫入后臺數(shù)據(jù)庫。

將各電子標(biāo)簽安裝在直埋管線附近或窖井井壁上，標(biāo)簽探測儀通過無線射頻信號識讀電子標(biāo)簽的ID編碼號并藍(lán)牙傳輸至手持智能終端，通過以現(xiàn)場安裝點(diǎn)的標(biāo)簽及其唯一ID編碼作為位置點(diǎn)標(biāo)志，采集位置點(diǎn)GPS數(shù)據(jù)，前端軟件通過輸入GPS數(shù)據(jù)、編輯、綁定ID號，在GIS電子地圖上生成標(biāo)簽位置點(diǎn)圖標(biāo)，并與數(shù)據(jù)庫里的直埋管線、窖井及井內(nèi)管線等信息一一關(guān)聯(lián)起來。

在巡檢維護(hù)時，以標(biāo)簽及其唯一ID編碼作為索引，利用標(biāo)簽探測儀和手持智能終端，通過探測、前端后臺軟件調(diào)用GIS地圖和數(shù)據(jù)庫，快速搜索探知電子標(biāo)簽的位置點(diǎn)，完成對該位置點(diǎn)電子標(biāo)簽的定位及數(shù)據(jù)讀取，從而獲得直埋管線、窖井位置的所在和管線、窖井及井內(nèi)管線的敷設(shè)方式、標(biāo)簽編號、經(jīng)緯度、埋設(shè)深度、現(xiàn)場描述情況、現(xiàn)場圖片、管線名稱等。如此即能準(zhǔn)確對地下管線定位和信息化、可視化管理。