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RFID技術在高速公路邊坡遠程自動在線監(jiān)測中的應用
前言
隨著國民經濟的飛速發(fā)展，我國的公路建設異常迅猛，高速公路發(fā)展也越來越快。在修建高速公路的同時，由于其路面寬、平縱面標準高，不可避免地出現(xiàn)了大量的高邊坡。邊坡穩(wěn)定是保證汽車安全行駛的基本要求，一旦邊坡失穩(wěn)輕則掩埋公路、中斷交通，重則造成生命財產的損失，為了預防邊坡失穩(wěn)帶來韻巨大危害,必須及早對邊坡進行變形監(jiān)測。因此，監(jiān)測工作在高速公路邊坡實踐中具有重要意義。
邊坡監(jiān)測方法和儀器在實際應用中已十分成熟，但普遍存在的問題是數(shù)據(jù)的采集需要人工定期到現(xiàn)場進行，使得邊坡監(jiān)測缺乏實時性。在很多情況下，不穩(wěn)定邊坡處于邊遠地區(qū)，監(jiān)測人員很難到達，尤其是在滑坡的臨發(fā)階段，甚至可能存在危險。相比之下，在線監(jiān)測系統(tǒng)可以讓觀測人員遠離危險，并且它的主要目的一是確保高速公路的安全與高效；二是為科學研究提供分析數(shù)據(jù)，并為后續(xù)工程積累資料。
遠程自動在線監(jiān)測的組成原理
系統(tǒng)總體由位移傳感器、射頻識別系統(tǒng)(RFID)和主控機房構成。其工作原理為：將帶有RFID卡的位移傳感器植入山坡的監(jiān)測點A、B、C等中。當其中某點發(fā)生位移時，其相應的RFID卡將會發(fā)射攜帶有自身唯一標識的ID號，RFID讀寫器會接收到這些信息并通過網絡傳入到主控機房主機中，供監(jiān)控人員處理。其原理如圖1所示。
圖1 RFID 系統(tǒng)原理圖
(1)有源RFID卡與位移傳感器有機連接將有源RFID卡與位移傳感器，外加電池，組成一個半封閉的電路。即在邊坡正常情況下(位移傳感器沒有發(fā)生位移變化)，電路的開關是斷開的；若邊坡出現(xiàn)異常情況(位移傳感器發(fā)生了一定的位移變化)，電路開關立即合上，且由有源RFID卡發(fā)出信號，如圖2所示。
圖2 有源RFID卡與傳感器的關聯(lián)
(2)讀寫器與主控機房的無線連接當有源RFID卡發(fā)出信號反饋到讀寫器上，此時需要將讀寫器上的信息通過一定的通信渠道傳送到主控機房，以供監(jiān)測人員監(jiān)控。可以采取SMG、LAN、高速Internet、光纖等通信渠道進行傳送。我們選用了比較好放置裝備的光纖作為信息傳送的方法。
(3)主控機房的系統(tǒng)軟件選用應用系統(tǒng)基于Windows平臺，以SQL SERV—ER 2000為數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，采用VC++．NET開發(fā)。提供監(jiān)測人員一個功能強大、圖形化界面、益于操作的應用系統(tǒng)。
3 結束語
RFID系統(tǒng)應用于高速公路邊坡穩(wěn)定性遠程自動化在線的監(jiān)測，取得了較好的效果。監(jiān)測模塊中的位移傳感器和RFID有機組合成的無線網絡傳感單元，是邊坡穩(wěn)定性在線監(jiān)測實時采集數(shù)據(jù)和傳送的重要單元。采用方便快捷的信息平臺和最新的軟件編程方法，使該系統(tǒng)達到實用化階段，借助信息技術使高速公路邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測上一個新的臺階。
