目前我国物联网关键技术研发实现新突破，已开始在农业、公共安全、城市交通、卫生保健等多个领域得到应用。RFID技术在地下管道标识与巡查的管理及应用，近年来也被越来越多的地下管道管理部门提上议事日程。并在燃气、自来水、通讯等领域取得了很好的应用。

　　本文结合真实案例，介绍RFID技术在地下管道定位标识与后期巡查管理中的应用。

　　一、RFID工作原理

　　射频识别技术在低频段基于变压器耦合模型，在高频段基于雷达探测目标的空间耦合模型。1948年哈里斯托克曼发表的“利用反射功率的通信”奠定了射频识别技术的理论基础。

　　最基本的RFID系统由三部分组成：

　 （1）标签：由耦合元件及芯片组成，标签含有内置天线，用于和射频天线间进行通信。

　 （2）阅读器：读取标签信息的设备。

　 （3）天线：在标签和读取器问传递射频信号。

　　二、埋地RFID技术特性

　　RFID按供电方式分为有源卡和无源卡；按载波频率分为低频射频卡、中频射频卡和高频射频卡；按调制方式的不同可分为主动式和被动式；按作用距离可分为密耦合卡（作用距离小于1cm）、近耦合卡（作用距离小于15cm）、疏耦合卡（作用距离约1m）和远距离卡（作用距离从1m到10m。甚至更远）。

　　应用于地下管道的地下电子标识一般为低频、被动式、疏耦合卡，有别于市面上常用的射频卡，埋地电子标识需要具备以下几个条件：

　 （1）结构坚硬，抗压、抗酸碱、防水。

　 （2）穿透障碍物能力强，至少能具备穿脱水泥路面的能力。

　 （3）抗干扰能力强，至少能区分8种以上不同专业的地下管线标识。

　 （4）保密性能好，城市地下管线属于城市的血管和神经，在RFID上附载的信息必须具有很好的保密性，以防被不法分子利用和破坏。

　 （5）保用期长，要求RFID的使用寿命跟所标识的地下管线一样长。一般为10~30年甚至更长。

　 （6）无源，因为永久固定埋在地下，不适合带电源。

　　目前适用于地下管线标识的较为成熟RFID产品主要是圆柱型和球型地下管道电子标识器。本文用到的电子标识是圆柱型地下管道标签。其参数为：频率134.2KHz，工作温度-20℃~+80℃，湿度耐抗95%RH，电压耐抗±5KV峰值，使用年限为50年，最大探测深度1.8米。电子标识探测器为HDX读卡器，HDX读卡器读卡距离远，读卡稳定，主要功能：通过查找地下电子标识器的磁场有效范围来准确定位地下管线的位置。

　　三、应用实例

　　广州市污水压力管分布在广州各个区，材质有钢、砼、玻璃钢夹砂等。主要是为了将收集到的污水提升送至各个污水厂进行处理。为了对分散的污水压力管进行有效管理和巡查，需要对全部压力管进行准确探测，并在探测点上面贴上金属标识牌，下方埋设圆柱型RFID电子标识，建立污水压力管属性数据库和电子标识数据库，配备电子标识探测器及电子标识扫描信息传送管理系统，为后期的管理、维护及巡查提供最直接可靠的第一手资料。

　　埋设管道电子标识之前，需将目标管道的位置、埋深深度探测清楚，这是管道标识埋设的前提。为保证电子标识器能相对永久保存，同时能被探测器读取到，需要将电子标识器安装在路面以下50~100cm处。电子标识器安装前需用读写器将相对应的管线信息写入到电子标识器里面。然后把电子标识器埋入地下。电子标识埋设密度：除拐点、三通等特征点外，直线距离平均30米埋设一个。

　　四、管道标识信息远程传输技术

        通过编写专用的Android系统传输软件，安装在Android手机/PDA上，将标识探测器读到的RFID信息与后台的地图数据信息实时联系起来，实现管道标识查询、定位与监控等功能。管道标识信息传输的平台是由标识探测器、PDA、GIS组成，结合了嵌入式系统和地理信息系统。其中标识探测器采用RFID识读标识，这是整个技术实现的重要突破。标识探测器还通过“蓝牙”技术与PDA通信。PDA的无线网络与GIS连接，既实现了实时获取和反馈标识探测器的数据，又实现了实时获取和反馈GIS数据，使标识探测器能间接、实时的与GIS通信。从而实现对管道的实时化、系统化的管理。

　　RFID技术在污水压力管道中的应用使管道的维护管理有了历史性突破，尤其突出表现在管道巡线管理方面。在管道实施巡线时，巡线人手持标识探测器和PDA。每完成一个标识识读后，巡线员立刻看到目标管道的管径、埋深、材质等信息，同时将管道标识信息通过3G网络传输给管道后台管理者。管理者通过GIS方便快捷的查询统计巡线数据。这样一来，不仅使巡线操作系统化，使巡线管理更加系统化。有效的提高了管道维护管理的效率。

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