RFID技术在电梯检验系统中的应用

发表时间:2016/5/27   来源:《工程建设标准化》2016年2月供稿   作者:汤毅
[导读] (上海市金山区特种设备监督检验所,201508) 现阶段,随着不断降低的电梯检验效率,需要合理应用通信技术、计算机技术来辅助开发电梯检验系统。

(上海市金山区特种设备监督检验所,201508)
 
        【摘  要】现阶段,随着不断降低的电梯检验效率,需要合理应用通信技术、计算机技术来辅助开发电梯检验系统,以便于能够有效提高检验效率。在电梯检验系统中合理应用射频识别技术,能够有效提高整体效率,相比较传统检验方式,RFID技术可以提高系统工作效率,实现系统的智能化和数字化。
        【关键词】RFID技术;电梯检验;应用

        现阶段,国内主要利用检验人员来合理对电梯检验工作中的手工记录和电梯运行状态进行分析和记录,这种方式不但会降低工作质量也会浪费时间,并且识别电梯准确度也会降低,为了能够有效解决上述问题,在电梯检验系统中应用射频识别技术(RFID)来对电梯身份进行识别,并且其中也会需要合理应用嵌入式系统,以此来不断满足实际工作需求。
一、电梯检验系统构架
        如下图所示为电梯检验系统构架。
 
                       图一 电梯检验系统构架
        电梯检验系统中虚线框中是RFID系统,实际操作的过程中,在待检测电梯上贴上电子标签,在手持终端嵌入读写器,检测人员现场利用手持中高端来合理识别电子标签,利用无线通讯来保存数据库中和数据中心的电梯详细信息,依据手持终端来完成检验以后,利用GPRS在数据中心上处理数据,基于此,检验人员需要把读写器嵌入手持终端中,然后在电梯RFID电子标签中写入检验信息,合理应用RFID技术能够有效提高检验和识别电梯身份的效率[1]。
二、RFID系统设计
        (一)设计RFID系统硬件
        RFID系统主要包括很多种类型,可以在不同领域应用,依据不同产品识别系统可以将电子标签工作频率分为微波段系统、超高频系统、中频系统以及低频系统,超高频电子标签具备比较远读写距离、能够快速度识别、使用寿命长、可靠性高,基于此能够完全符合实际设计标准。
        1、电子标签
        无源标签由于成本低以及体积小已经在超高频系统频段得到广泛应用,超高频无源电子标签实际上就是说在300M~3GHz超高频率中进行工作,不能依据外界电源来为系统提供相应电子标签,相对其他高频率产品来说,无外部电源、读写距离远以及低成本等特点,并且还能够合理分析设备金属材料的基本性质,应用具备抗金属性的RFID卡,所以,在设计电梯检验系统的时候需要合理应用无源抗金属超高频电子标签,这种标签主要包括两部分,天线和标签芯片。读写器发出信号以后,电子标签能够进行接受,当具备门限值信号强以后就可以激活标签,电子标签正式运行以后一部分能够为控制单元提供一定命令,一部分能够为其射频信号提供相应供给电源[2]。电源恢复信号能够把天线接受的信号合理变为直流电压,从而能够为芯片提供一定电源,读写存储器就是命令的执行部位,能够提出读写器中的编码数据,然后给读写器提供依据。电子标码在存储器中位移的存储信息是十分关键的,是调节读写器和电路标签信息的工具[3]。
        2、读写器
        RFID关键系统部分是读写器,读写器硬件模块电路是UHF RFID,主要核心就是R1000射频前端电路、电源电路以及数字基带电路。第一,设计射频前端电路。合理应用Impinj公司生产的R1000芯片,这种芯片功能全面、集成度高、接受灵敏、覆盖广,并且还能够支持EPC global Gen2接口协议,能够支持多种数据速率和编码方式。其中主要包括DAC/ADC、压控振荡器、混频器、中频滤波器、低噪声放大器等模块。第二,色剂基带数字电路。利用ARM芯片数字电路模块,并且还需要结合外围单路来达到执行和存储通信协议代码的目的。嵌入式系统和射频前端模块之间是数字电路模块。第三,设计电源电路。电梯检验系统手持终端能够为读写模块提供合理的大容量电池和电源管理芯片,并且存在3~5V之间的输入电压,能够对电源输入进行软件控制,在嵌入式模块上合理嵌入上述电路。读写模块芯片十分敏感电源纹波,因此,需要合理利用LDO器件来设计电源终端输出,数字电路射频部分需要5V、3.3V、1.8V电源,直流电压是3.3V[4]。
        3、数据交互方式
        RFID数据交互方式实际上就是标签和读写器之间具备一定射频耦合,也就说非接触识别。读写器发出的电磁波,一部分能够被电子标签进行接受,并且以此为芯片提供预案和驱动电磁标签,以便于能够接受的信息变为有用的信息[5]。
        (二)设计RFID系统软件
        随着不断发展嵌入式系统硬件技术,现阶段不少制造商都开始制作和研究的RFID系统硬件都是在Windows CE基础上形成的,一般利用C++语言来编写硬件系统驱动程序,本文设计的电梯系统需要手持终端读写器,也就是说需要一种满足检验需求的RFID识别手持终端,利用C#语言来开发手持终端程序,为了能够合理调用手持终端,所以,在Visual Studio 2008基础上来合理开发RFID系统软件,利用C#语言进行软件开发[6]。基本流程如下图所示。
 
                              图二 RFID工程流程图
        结束语:
        综上,在电梯检验系统中应用RFID技术能够在一定程度上避免出现数据冗余,从而降低错误概率,大量节省大量财力和物力,并且还能够提高检验质量和识别效率。
        参考文献:
        [1]黄端,汪丹凤,陶杰等.RFID 技术在电梯检验系统中的应用[J].工业控制计算机,2014(8):107-108.
        [2]黄端.电梯检验手持终端设计与开发[J].科学与财富,2013(11):44-45.
        [3]胡胜文,王新华,刘英杰等.基于RFID的电梯现场检验技术应用的研究[J].科技创新导报,2013(19):69-70.
        [4]张吉祥,甘晶,陈惠明等.新型井道式电梯远程实时监测和报警系统[J].自动化仪表,2013,34(4):41-43.
        [5]王向民.GS1系统与RFID技术在特种设备管理中的应用[J].中国自动识别技术, 2012(1):58-60.
        [6]吴卫,郑建立,孙佳新等.基于RFID电梯远程监测系统的设计与实现[J].微型机与应用,2011,30(3):92-94.
 

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