好吊视频一区二区三区-国产精品V欧美精品V日韩精品-老司机亚洲精品影院-国产精品视频免费播放

物聯傳媒 旗下網站
登錄 注冊
RFID世界網 >  技術文章  >  其他  >  正文

射頻識別技術在計量器具管理中的應用

作者:李國昌 石靜 李飛
來源:RFID商情
日期:2007-11-05 09:01:55
摘要:本文介紹了筆者研制的一種基于RFID技術的計量器具識別系統,簡述了系統構成和工作原理。在試驗的基礎上驗證了射頻識別技術在計量器具識別中應用的可行性。本文涉及的系統可以用于計量器具的管理。
前言 
RFID是射頻識別技術的英文(Radio Frequency Identification)縮寫,是20世紀90年代隨著網絡技術普及而被重新認識和得到普遍重視的一種自動ID識別技術,是一項利用射頻信號通過空間耦合(電磁感應或電磁傳播)實現無接觸信息傳遞得到被標識物的ID信息達到識別目的物的技術。在大量的實物試驗的基礎上,通過理論論證和實際調整,本文提出了應用超高頻射頻技術來識別和管理計量器具的方法和技術。 

1 電力計量器具管理流程 
1.1國家電網公司計量器具管理模式要求 
自2000年以來,國家電網公司逐步走上了快速、可持續的發展道路;提出了“集約化、精細化、專業化”等現代化發展思路。要求對電能計量器具進行專業化、精細化管理。 
北京電力公司電力電能計量中心自2004年成立,同其他直轄市、部分網省公司的電能計量中心一樣,負責北京電力公 司用于貿易結算及用于內部考核用計量器具的集中檢定工作,并負責將檢定合格的計量器具配送到屬地供電公司。即要將幾乎所有的計量器具進行集中首檢和統一配送工作。鑒于這些計量器具分配去向不一致以及現代管理的精細化要求,需要將管理真正達到單元管理的層次即管理系統應確切紀錄每具計量器具的整個生命過程和即時的存在狀態。 
這就要求對每具計量器具的每一次操作或器具自身的每一次改變都要進行準確追蹤和記錄,以得到每具器具的全過程紀錄,達到全生命管理的目的。 

1.2電力公司計量器具管理流程 
根據國網公司管理要求,各網省公司結合自己的計量管理實際都作了大量細致的改進工作。對于北京電力電能計量中心,目前每年大約有50萬的檢定工作(以后還會增加),為了達到器具的全生命信息管理為每具器具設置了“待到貨-到貨-庫存待檢-工區待檢-……-報廢鑒定-報廢”等30多個狀態,這些狀態間的改變必須經過特定的操作,即對每具器具的任何一次狀態改變都需要至少對器具進行一次識讀確認。這對于50萬器具的出入庫、交接等都是必須的,同時也是相當麻煩的,如果是用手工錄入或是逐一掃描方式都是不實用的。這要求我們找到一種能夠快速、準確識讀批次設備的方式。就是射頻技術。 

2 射頻識別技術在計量器具管理中的應用 
根據射頻工作頻率(閱讀器發送無線信號時所使用的 

頻率)的不同,RFID系統可分為低頻、高頻、超高頻和微波系統。RFID系統頻譜如圖1所示。 
其中,中、低頻工作的識別系統工作原理基本是電磁感應式,即變壓器模型,通過空間高頻交變磁場實現耦合,依據的是電磁感應定律,如圖2-a所示。典型工作頻率:125kHz、225kHz和13.56MHz。典型識別距離為0-15cm。 
而超高頻、微波工作的遠距離識別基于電磁傳播或電磁反向散射耦合(即雷達原理模型),依據的是電磁波的空間傳播規律,如圖2-b所示。典型工作頻率:433MHz、915MHz、2.45GHz和5.8GHz。典型識別距離為3-10m。 


 超高頻的應用主要是在860MHz~930MHz的頻率范圍。此類標簽的數據存儲量大,閱讀距離較遠,可為幾米到十幾米的距離。適應于高速運動的物體,主要應于用于物流管理、物品識別等領域。目前在歐美國家的應用較為廣泛,國內的應用尚處于起步階段。國際上應用標準主要為ISO 18000中第6部分中900MHz的射頻識別技術.針對我們的器具實際應用場所和識讀要求,我們選擇此波段。 
計量器具射頻識別系統的硬件部分與普通系統基本一致,只是為了保證群讀效果,使用四個天線聯合讀取。如上圖4所示,上下分布能夠對應貨箱的不同高度,讀取方便,相對分布可以保證盡量少的遺留讀取盲區。 
3.2 試驗選型及效果 
為了更適合實際使用,在設計開發階段我們模擬實際,進 

行了試驗選型。首先,將選定頻段的寫入序列號信息的條碼標簽貼入實際的電能表樣品內部,將電能表無方向性地平放入周轉箱內,周轉箱再依次摞放在一起推過射頻識別門(如圖4),看能夠識別的數量。影響因素為:天線數量、天線位置、天線種類。 
為了達到讀取效果,我們用一個閱讀器配置4個天線,天線位置在理論和每次的實際試驗中核實確實是圖示效果最佳。下面試驗是天線種類的選擇,我們可選的為A品和C品(代表廠家名稱),試驗條件、試驗數據結果如表2所示。 
因此,我們選擇C讀寫器作為我們的預用設備。目前,模擬試驗基本都能達到或超過預期效果,只待實際調試使用。 

4 應用前景及發展方向 
標準化是推動產品廣泛獲得市場接受的必要措施,但射頻識別讀取機與標簽的技術仍未統一,因此無法一體適用。而不同制造商所開發的卷標通訊協議,適用于不同的頻率,且封包格式不一。就目前看來,現在普遍使用的134KHz和13.56MHz頻段因傳輸距離不夠長而限制了閱讀器和RFID標簽間的傳輸距離,使得若干標簽不能有效地被讀取,而跨越UHF頻段的最大問題是沒有絕大多數的RFID系統和卷標供貨商,以及設備無法相互支持UHF頻段。因此,各公司、自動識別中心與國際標準組織都正致力于制訂射頻識別標簽的標準,以求所有的標簽能與任何讀取機兼容。 
隨著射頻技術的廣泛應用和標準化,相信射頻設備及標簽成本一定會大大降低,而且會因為其擁有的保密性和遠距離識別性,必將使設備管理水平達到一個新的高度。