CN109404653B - 用于地下管线定位的rfid标签方向自稳定装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种用于地下管线定位的RFID标签方向自稳定装置。该用于地下管线定位的RFID标签方向自稳定装置包括RFID标签，以及营造自稳定环境的第一球体和第二球体，所述第一球体的内部开设有第一密封腔室，所述第二球体的内部开设有第二密封腔室，所述第一密封腔室内填充有液体填充物，所述第二球体设置在所述第一密封腔室内，且所述第二球体漂浮于所述液体填充物的液面上，所述第二密封腔室的下半部填充有固体填充物，所述固体填充物的密度大于所述液体填充物的密度，以固定所述第二球体的重心位于所述第二球体的下部，所述RFID标签设置在所述第二密封腔室内。本申请解决了用于地下管线定位的RFID标签自稳定能力差、稳定方向精度不高、使用寿命短的技术问题。
Description
技术领域
本申请涉及无线定位技术领域，具体而言，涉及一种用于地下管线定位的RFID标签方向自稳定装置。
背景技术
城市地下管线包括给水、排水(雨水、污水)、燃气(煤气、天然气、液化石油气)、电信、电力、热力、工业管道等几大类，它们担负着传送信息或输送介质的工作，是城市赖以生存和发展的物质基础，被称为城市的“生命线”。
城市地下管线的管理是城市基础设施建设管理工作中最重要的一环。目前大多数管网图是以地面上建筑物作为参照物来定位管线的，由于城市建设步伐加快，建筑拆迁增多、道路拓宽改造等因素，原有参照物的变更与消失，对管道的精确定位造成极大的影响。市政管网中供水、电力、通讯、燃气等各种同材质管道往往拥挤在一起，往往很难确认某种类型的管线，对日常维护和管理提出了更高的要求。传统的金属探管仪在工作过程中受杂散电流、地质环境等的干扰，探测效率往往不稳定，传统的探测方式也仅仅停留在确定位置的阶段，而对于探测到的管线的具体属性，如建设年代，施工单位，管材材质等，还需要查阅大量的图纸资料，尤其对于年代长久的管线，往往资料查询起来很困难，甚至资料丢失，给管线的维护造成困难。
基于以上原因，新型的地下管线定位和巡查维护系统采用RFID做为管理手段，是一种从地面非开挖方式就能满足管线准确定位和反映管线实际信息的探测和数据处理系统，并能很好地解决传统管线维护和施工中遇到的问题。
RFID终端系统分为读写器和RFID标签两部分，RFID标签电子标识器通常埋在地下或放置在管道中作为定位标识，操作人员在地面上使用RFID读写器来通过查找RFID标签来实现定位。RFID标签原理上是通过标签天线用电感耦合或是电磁反向散射的方式来处理读写器发来的电磁波，所以RFID标签天线的方向性直接影响处理性能。进而直接影响到标签的读取距离和准确定位(读写器通过判断信号强度来进行定位，标签天线方向的偏移会导致侦测到的最强信号点位置产生偏移)。所以RFID标签的电子标识器在布置的时候要求标签天线必须保证方向的准确性(如：处于绝对的水平位置)，并且需要保证在以后可能的土壤或水流环境的缓慢变化也不能影响到标签的天线方向，这对施工和维护都提出了很高的要求。准对目前的情况，工作人员常使用细长的管状物作为固定RFID标签的载体，将RFID标签放入管状物内，RFID标签的方向和管状物的纵向保持固定关系，但是该种方案实施难度大，结构稳定性差，易受地质变动的影响。
针对相关技术中用于地下管线定位的RFID标签自稳定能力低、稳定方向精度不高、使用寿命短的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本申请的主要目的在于提供一种用于地下管线定位的RFID标签方向自稳定装置，以解决用于地下管线定位的RFID标签自稳定能力低、稳定方向精度不高、使用寿命短的问题。
为了实现上述目的，本申请提供了一种用于地下管线定位的RFID标签方向自稳定装置。
根据本申请的用于地下管线定位的RFID标签方向自稳定装置，包括：RFID标签，以及营造自稳定环境的第一球体和第二球体，所述第一球体的内部开设有第一密封腔室，所述第二球体的内部开设有第二密封腔室，所述第一密封腔室内填充有液体填充物，所述第二球体设置在所述第一密封腔室内，且所述第二球体漂浮于所述液体填充物的液面上，所述第二密封腔室的下半部填充有固体填充物，所述固体填充物的密度大于所述液体填充物的密度，以固定所述第二球体的重心位于所述第二球体的下部，所述RFID标签设置在所述第二密封腔室内。
进一步的，所述RFID标签放置在所述固体填充物的表面。
进一步的，所述RFID标签与所述固体填充物之间设置有固定件，通过所述固定件将所述RFID标签固定在所述固体填充物的表面。
进一步的，所述液体填充物的液面与所述第一密封腔室的顶部内壁之间留有空间，所述第二球体漂浮于所述液体填充物的液面上时，所述第二球体的顶部外壁与所述第一密封腔室的顶部内壁之间留有间隙。
进一步的，所述第一密封腔室的体积大于所述第二球体的体积。
进一步的，所述第二球体的整体密度小于所述液体填充物的密度。
进一步的，所述RFID标签为薄片状的RFID电子标识天线。
进一步的，所述RFID标签在所述第二密封腔室内沿水平方向设置。
进一步的，所述RFID标签为长条状的磁芯标签。
进一步的，所述RFID标签在所述第二密封腔室内沿竖直方向设置。
在本申请实施例中，在第一球体的内部开设有第一密封腔室，第二球体的内部开设有第二密封腔室，第二球体设置在第一密封腔室内，RFID标签设置在第二密封腔室内，通过在第一密封腔室内填充有液体填充物，以使第二球体漂浮于液体填充物的液面上，并通过在第二密封腔室的下半部填充有固体填充物，以固定第二球体的重心位于第二球体的下部，达到了保证RFID标签始终处于稳定状态的目的，从而实现了大大提高地下管线中RFID标签信号传输精度的技术效果，进而解决了用于地下管线定位的RFID标签自稳定能力差、稳定方向精度不高、信号精度低的技术问题。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1是本发明用于地下管线定位的RFID标签方向自稳定装置的结构示意图；
图2是本发明用于地下管线定位的RFID标签方向自稳定装置中第一实施例的结构示意图；
图3是本发明用于地下管线定位的RFID标签方向自稳定装置中第二实施例的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。
此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
如图1所示，本申请涉及一种用于地下管线定位的RFID标签方向自稳定装置，该用于地下管线定位的RFID标签方向自稳定装置包括RFID标签3、第一球体1和第二球体2，第一球体1和第二球体2用于为RFID标签3在地下管线中营造自稳定环境，第一球体1的内部开设有第一密封腔室4，第二球体2的内部开设有第二密封腔室5，第一密封腔室4内填充有液体填充物6，第二球体2设置在第一密封腔室4内，且第二球体2漂浮于液体填充物6的液面上，第二密封腔室5的下半部填充有固体填充物7，以固定第二球体2的重心位于第二球体2的下部，RFID标签3设置在第二密封腔室5内。在第一球体1的内部开设有第一密封腔室4，第二球体2的内部开设有第二密封腔室5，第二球体2设置在第一密封腔室4内，RFID标签3设置在第二密封腔室5内，通过在第一密封腔室4内填充有液体填充物6，通过在第二密封腔室5的下半部填充有固体填充物7，以固定第二球体2的重心位于第二球体2的下部，从而保证第二球体2稳定的漂浮于液体填充物6的液面上，进而保证第二球体2内RFID标签3具有良好的自稳定能力，进而不仅大大提高地下管线中RFID标签3对信号传输精度，而且延长RFID标签3的使用寿命。
本发明的一些实施例中，固体填充物7的密度大于液体填充物6的密度，根据第二密封腔室5的体积可增加固体填充物7的填充量或者更换密度较大的固体填充物7，固体填充物7采用RFID标签3放置在固体填充物7的表面。由于固体填充物7的密度大于液体填充物6的密度，第二球体2漂浮在液体填充物6的页面上时，即使第二球体2随液体填充物6发生轻微晃动，第二球体2内的固体填充物7也不会发生移动，从而可保证RFID标签3也不会发生偏移或者晃动的情况。
具体的，RFID标签3与固体填充物7之间设置有固定件，通过固定件将RFID标签3固定在固体填充物7的表面，进一步保证RFID标签3具有良好的稳定性。
如图1所示，液体填充物6的液面与第一密封腔室4的顶部内壁之间留有空间，该空间是为第二球体2在液体填充物6的液面上漂浮预留的位置，该空间能够保证第二球体2不会发生大范围的漂移或者晃动，确保第二球体2中RFID标签3的位置始终处于第一球体1竖直方向上的中心线附近，从而保证RFID标签3信号传输始终具有良好的精准度。
如图1所示，第二球体2漂浮于液体填充物6的液面上时，第二球体2的顶部外壁与第一密封腔室4的顶部内壁之间留有间隙，确保第二球体2正常漂浮于液体填充物6的液面上时，第二球体2的外壁与第一密封腔室4的内壁不会发生持续性的接触，从而第二球体2与第一球体1之间不会有摩擦力的影响。另外，由于第二球体2的顶部外壁与第一密封腔室4的顶部内壁之间留有的间隙较小，因此，缩小了第二球体2的可晃动范围，即使由于第二球体2的晃动造成第二球体2的外壁与第一密封腔室4的内壁发生碰撞，也为位于液体填充物6的液面上方的两点之间的碰撞，第二球体2的外壁与第一密封腔室4的内壁之间不会受液体表面张力而产生吸附作用，保证第二球体2稳定的漂浮于液体填充物6的液面上。
如图1所示，第一密封腔室4和第二密封腔室4均为球形空腔，第一密封腔室4的体积大于第二球体2的体积。第二球体2的整体密度小于液体填充物6的密度。
如图2所示，本发明的第一实施例中，的RFID标签3为薄片状的RFID电子标识天线，RFID标签3在沿水平方向设置在第二密封腔室5内。在液体填充物6对第二球体2的浮力作用下，以及第二球体2重心位置的作用下，能够保证第二球体2内放置的RFID标签3的天线处于绝对水平位置，并且通过对液体填充物6的填充量进行控制，使第二球体2的外壁与第一密封腔室4的内壁之间不受摩擦力和液体表面吸附力的影响，进而可保证RFID电子标识天线具有良好的精度。
如图3所示，本发明的第二实施例中，RFID标签3为长条状的磁芯标签，RFID标签3沿竖直方向设置在第二密封腔室5内。在液体填充物6对第二球体2的浮力作用下，以及第二球体2重心位置的作用下，能够保证第二球体2内放置的RFID标签3的天线处于绝对水平位置，并且通过对液体填充物6的填充量进行控制，使第二球体2的外壁与第一密封腔室4的内壁之间不受摩擦力和液体表面吸附力的影响，进而可保证磁芯标签具有良好的精度。
从以上的描述中，可以看出，本发明实现了如下技术效果：在第一球体1的内部开设有第一密封腔室4，第二球体2的内部开设有第二密封腔室5，第二球体2设置在第一密封腔室4内，RFID标签3设置在第二密封腔室5内，通过在第一密封腔室4内填充有液体填充物6，以使第二球体2漂浮于液体填充物6的液面上，并通过在第二密封腔室5的下半部填充有固体填充物7，以固定第二球体2的重心位于第二球体2的下部，保证RFID标签3始终处于稳定状态，大大提高地下管线中RFID标签3信号传输精度。
具体的，
1、由于第二球体2始终漂浮于液体填充物6的液面上，依靠液面保证RFID标签3的信号传输方向始终为预先设定的方向，从而大大提高RFID标签3方向定位的精度。
2、第二球体2的顶部外壁与第一密封腔室4的顶部内壁之间留有间隙，保证第二球体2在漂浮状态下不会受到第一密封腔室4内壁的摩擦力影响，另外，由于第二球体2的顶部外壁与第一密封腔室4的顶部内壁之间留有的间隙较小，因此，缩小了第二球体2的可晃动范围，即使由于第二球体2的晃动造成第二球体2的外壁与第一密封腔室4的内壁发生碰撞，也为位于液体填充物6的液面上方的两点之间的碰撞，第二球体2的外壁与第一密封腔室4的内壁之间不会受液体表面张力而产生吸附作用，保证第二球体2稳定的漂浮于液体填充物6的液面上，不会受到液面张力的影响。
3、由于在第一球体1的内部填充有液体填充物6，而第二球体2漂浮于液体填充物6的液面上，液体填充物6可缓冲绝大部分运输、存储和安装过程中的震荡和冲撞，保证RFID标签3的正常使用，另外，由于液体填充物6的设置，第二球体2在不会发生倾覆或者翻转的情况，延长使用寿命。
4、该装置结构简单，没有活动部件，便于生产加工，对制作工艺无特殊要求，大大降低生产成本，而且使用寿命长。
5、采用第一球体1套设于第二球体2外侧的设计方式，便于安装设置，第一球体1可随意放置，由于重心的设置第二球体2在第一球体1的内部自动进行位置的调整，对设置方向和安装位置无特殊要求，便于施工。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种用于地下管线定位的RFID标签方向自稳定装置，其特征在于，包括：RFID标签(3)，以及营造自稳定环境的第一球体(1)和第二球体(2)，所述第一球体(1)的内部开设有第一密封腔室(4)，所述第二球体(2)的内部开设有第二密封腔室(5)，所述第一密封腔室(4)内填充有液体填充物(6)，所述第二球体(2)设置在所述第一密封腔室(4)内，且所述第二球体(2)漂浮于所述液体填充物(6)的液面上，所述第二密封腔室(5)的下半部填充有固体填充物(7)，所述固体填充物(7)的密度大于所述液体填充物(6)的密度，以固定所述第二球体(2)的重心位于所述第二球体(2)的下部，所述RFID标签(3)设置在所述第二密封腔室(5)内；
所述RFID标签(3)放置在所述固体填充物(7)的表面；
所述RFID标签(3)与所述固体填充物(7)之间设置有固定件，通过所述固定件将所述RFID标签(3)固定在所述固体填充物(7)的表面；
所述液体填充物(6)的液面与所述第一密封腔室(4)的顶部内壁之间留有空间，所述第二球体(2)漂浮于所述液体填充物(6)的液面上时，所述第二球体(2)的顶部外壁与所述第一密封腔室(4)的顶部内壁之间留有间隙。
2.根据权利要求1所述的用于地下管线定位的RFID标签方向自稳定装置，其特征在于，所述第一密封腔室(4)的体积大于所述第二球体(2)的体积。
3.根据权利要求1所述的用于地下管线定位的RFID标签方向自稳定装置，其特征在于，所述第二球体(2)的整体密度小于所述液体填充物(6)的密度。
4.根据权利要求1所述的用于地下管线定位的RFID标签方向自稳定装置，其特征在于，所述RFID标签(3)为薄片状的RFID电子标识天线。
5.根据权利要求4所述的用于地下管线定位的RFID标签方向自稳定装置，其特征在于，所述RFID标签(3)在所述第二密封腔室(5)内沿水平方向设置。
6.根据权利要求1所述的用于地下管线定位的RFID标签方向自稳定装置，其特征在于，所述RFID标签(3)为长条状的磁芯标签。
7.根据权利要求6所述的用于地下管线定位的RFID标签方向自稳定装置，其特征在于，所述RFID标签(3)在所述第二密封腔室(5)内沿竖直方向设置。
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2018
- 2018-12-10 CN CN201811500157.5A patent/CN109404653B/zh active Active
Patent Citations (4)
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