CN202632313U - 地下电缆远距离射频识别系统 - Google Patents

Abstract

一种地下电缆远距离射频识别系统，包括读写器、后台系统、识别天线、电子标签和标签天线，所述的读写器的输入端口与后台系统双向连接，读写器的输出端口与识别天线双向连接，电子标签的输出端与标签天线双向连接，读写器的识别天线与电子标签的标签天线通过无线电波双向连接。本实用新型将超高频射频识别技术的远距离识别特点和高频射频识别技术近距离区分特点有机结合起来，并利用GPS技术进行定位，采用GPRS技术与后台操作系统进行实施通信，同时读写器为便携式的结构，避免了国外地下电缆设备体积庞大，不变移动的缺点；有效降低了读写器的成本，操作极为方便；同时由于标准接口，可以方便日后的升级换代。

Description

地下电缆远距离射频识别系统

技术领域

本实用新型涉及一种地下电缆远距离射频识别系统，可广泛应用于地下管线的识别和定位。

背景技术

无线射频识别是一种借助于电磁波传播和感应而进行的自动识别技术，该技术作为一种快速、实时、准确采集与处理信息的高新技术和信息标准化的基础，被列为本世纪十大重要技术之一。低频近距离射频识别系统主要集中在125kHz、13.56MHz；高频远距离射频识别系统主要集中在915MHz、2.45GHz、5.8GHz。高频射频识别技术读写距离可远达十几米乃至几十米，环境适应性强、不受雨雪、冰雹、灰尘等的影响，可全天候、无接触地完成自动识别、跟踪与管理，抗干扰能力强。

射频识别最早运用于军事领域，近年来，射频识别技术得到了很大程度的发展和应用。射频识别产品种类很多，如Philips、TI、Motorola、Microchip这些世界著名企业都生产射频识别产品，并且各有特点，自成系列。Philips是该领域的龙头老大，其射频识别标签累计出货量已经超过了10亿只。目前射频识别已被广泛应用于工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理等众多领域，例如汽车或火车的交通监控系统、高速公路自动收费系统、物品管理、流水线生产自动化、门禁系统、金融交易、仓储管理、畜牧管理、车辆防盗等。射频识别技术的迅速发展引起了国内外众多市场调研机构的关注，纷纷对射频识别市场发展进行分析和预测。由于涵盖的领域有所不同，因此各调研公司给出的预测数据不尽相同，但是可以肯定的是射频识别技术的应用即将进入一个蓬勃发展的时期。

市政管线分为电力电缆、通信电缆、煤气管和工业管道等类型。这些管道担负着城市水、电、气、通信信号的传输，是城市赖以生存的物质基础。目前，城市基础设施大量建设，越来越多的管线被埋置在地下。然而，随着时间推移及一些人为失误因素，管线位置可能发生较大偏差，原先的图纸不再准确。另一方面，在施工过程中，多条通信或电力电缆会被埋入同一条电缆沟中，伴随着地下酸碱空气、雨水的腐蚀，原先电缆表面的标识会因磨损、锈蚀而难以辨识；当电缆发生故障时，就会为寻找故障电缆而造成很大人力、物力和时间的浪费。从城市建设、规划以及提高人民群众生活质量反面着眼，随时能够方便、快捷地查明城市地下管线的确切位置、身份等信息参数，是非常需要的。因此，有必要发展一些快速识别地下管线位置、身份等参数的技术、产品。该技术和产品在电缆铺设、维护、市政建设等方面可得到广泛的应用，电力部门、市政部门、建筑部门和公司、供水部门、电信和广播等部门对该技术和产品都有一定的需求，因此具有良好的市场推广应用前景，预计将产生明显的社会和经济效益。

国内在低频射频识别技术的应用已经比较成熟，但是在超高频射频识别应用上，国内还处于实验阶段。首先超高频射频识别技术比较复杂，研发成本较高，提高了超高频射频识别技术的应用门槛；其次超高频射频识别阅读器相关产品设备复杂，价格高昂；再者地下电磁环境复杂，所以目前国内还没有自主开发的地下电缆远距离射频识别系统。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题，就是提供一种成本低、结构简单的地下电缆远距离射频识别系统，以实现远距离射频识别技术在地下管网的自动识别和管理。

解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：

一种地下电缆远距离射频识别系统，包括读写器、后台系统、识别天线、电子标签和标签天线，所述的读写器的输入端口与后台系统双向连接，读写器的输出端口与识别天线双向连接，电子标签的输出端与标签天线双向连接，读写器的识别天线与电子标签的标签天线通过无线电波双向连接。

所述的读写器包括读写器操作系统、UHF 射频识别模块、HF射频识别模块、GPS模块、GPRS模块、接口模块和电源模块，所述的UHF 射频识别模块、HF射频识别模块、GPS模块、GPRS模块和接口模块分别与所述的读写器操作系统双向连接，所述的电源模块向读写器操作系统供电。

所述的电子标签包括UHF无源电子标签和HF无源电子标签。

有益效果：本实用新型将超高频射频识别技术的远距离识别特点和高频射频识别技术近距离区分特点有机结合起来，并利用GPS技术进行定位，采用GPRS技术与后台操作系统进行实施通信，同时读写器为便携式的结构，避免了国外地下电缆设备体积庞大，不变移动的缺点；有效降低了读写器的成本，操作极为方便；同时由于标准接口，可以方便日后的升级换代。

附图说明

以下参照附图和具体实施例对本实用新型的结构作详细描述。

图1是本实用新型的整体结构图；

图2是本实用新型的读写器结构图;

图3是本实用新型的电子标签结构示意图。

具体实施方式

参照图1，本实用新型由读写器识别天线11、读写器12、后台系统13、电子标签天线14和电子标签15构成，后台系统13的输入端口与读写器12双向连接，读写器12的输出端口与识别天线11双向电连接；电子标签15的输出端与电子标签天线14双向连接，读写器识别天线11与电子标签天线14通过无线电波双向连接；该读写器12的结构如图2所示。

参照图2，本实用新型的读写器包括读写器操作系统、UHF 射频识别模块、HF射频识别模块、GPS模块、GPRS模块、接口模块和电源模块，该读写器操作系统21分别与UHF 射频识别模块22、HF射频识别模块23、接口模块25、GPRS模块26和GPS模块27双向连接，该读写器操作系统21与电源模块24单向连接。 

读写器操作系统21基于WINDOWS CE操作系统。

UHF 射频识别模块22采用的标准是ISO18000-6C协议。

HF 射频识别模块23采用的标准是ISO14443协议。

以上所述器件的型号并不唯一。

参照图3，本实用新型的电子标签包括UHF电子标签31和HF电子标签32。

UHF电子标签31符合ISO18000-6C协议。

HF电子标签32符合ISO14443协议。

以上所述器件的型号并不唯一。

本实用新型的工作原理如下：

工作人员手持读写器进入电缆所在区域，首先切换到读写器12的UHF RFID模块，此时读写器12工作在远距离工作状态，通过读写器天线该读写器可以较远距离识别地下电缆沟中所有附着在电缆上的无源UHF电子标签31，从而在地面上就可以识别地下管线的身份信息，判断目标电缆是否存在于所探测区域内。如果目标电缆存在，则工作人员再进入地下电缆沟中，此时将读写器12切换到HF RFID模块，此时读写器12工作在远距离工作状态，从而可以近距离识别附着在每一根电缆上的HF电子标签32，找出匹配的目标电缆（HF电子标签需要有一定的间隔，从而避免相互之间的干扰）。确定到目标电缆后，工作人员通过读写器12可以读取电子标签15内部存储的电缆的身份信息。然后工作人员通过读写器的GPS模块27确定电子标签15（即：地下电缆）所处的确切位置，同时可以通过GPRS模块26将电子标签的身份号和位置信息传到后台应用系统13。 后台系统处理后再回传该电缆的实时信息（比如：电压或电流等状态信息）到手持读写器，工作人员根据回传的信息可以判断电缆的状态是否正常。

实用新型能够应用于如下环境：

（1）地下电缆、光纤的识别和管理： 

该技术和产品在电缆、光纤的铺设、维护、管理等方面可得到广泛的应用，通过该技术的应用，可以大大提高地下电缆的维护和管理效率，节约大量资金和人力。 

（2）地下煤气管、水管等市政管网的识别和管理： 

本实用新型的也可以应用于地下煤气管、水管等市政管网的识别和管理。可以准确记录地下煤气管、水管等市政管网的具体铺设时间、单位和位置等，方便日常管理和维护；同时也方便其他单位进行二次铺设，可以有效避免目前经常出现的由于不清楚市政管网的确切位置，导致挖断市政管网的事故发生，从而有效节约资金和时间。

Claims (3)

1.一种地下电缆远距离射频识别系统，其特征是：包括读写器、后台系统、识别天线、电子标签和标签天线，所述的读写器的输入端口与后台系统双向连接，读写器的输出端口与识别天线双向连接，电子标签的输出端与标签天线双向连接，读写器的识别天线与电子标签的标签天线通过无线电波双向连接。

2.根据权利要求1所述的地下电缆远距离射频识别系统，其特征是：所述的读写器包括读写器操作系统、UHF 射频识别模块、HF射频识别模块、GPS模块、GPRS模块、接口模块和电源模块，所述的UHF 射频识别模块、HF射频识别模块、GPS模块、GPRS模块和接口模块分别与所述的读写器操作系统双向连接，所述的电源模块向读写器操作系统供电。

3.根据权利要求2所述的地下电缆远距离射频识别系统，其特征是：所述的电子标签包括UHF无源电子标签和HF无源电子标签。

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