發布日期：2022-05-20 點擊率：50
1 RFID技術簡述
RFID (Radio Frequency Identification)，即射頻識別。又稱電子標簽。RFID技術是從20世紀8O年代走向成熟的一項非接觸式的自動識別技術，與傳統的條形碼識別技術相比有很多優點：一是可以識別單個的非常具體的物體，而不是像條形碼那樣只能識別一類物體：二是采用無線電射頻，可以透過外部材料讀取數據，而條形碼必須靠激光來讀取信息；三是可以同時對多個物體進行識讀，而條形碼只能一個一個地讀Ⅲ；另外，它還具有普通條形碼所不具備的防水、防磁、耐高溫、讀取距離遠及標簽數據的可重復讀寫等特點。
最基本的RFID系統由三部分組成：標簽(Tag)。由耦合元件及芯片組成，每個標簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標識目標對象；讀寫器(Reader)，讀取(有時還可以寫入)標簽信息的設備，可設計為手持式或固定式；天線(Antenna)，在標簽和讀寫器問傳遞射頻信號。
RFID系統的工作原理：如下圖表1所示，標簽進入磁場后，接收讀寫器發出的射頻信號。憑借感應電流所獲得的能量發送出存儲在芯片中的產品信息(Passive Tag，無源標簽或被動標簽)，或者主動發送某一頻率的信號(Active Tag，有源標簽或主動標簽)；讀寫器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統進行有關數據處理。
620)this.style.width=620;" border=0>
圖表1 RFID結構圖
? 讀寫器通過發射天線發送一定頻率的射頻信號，當射頻卡進入發射天線工作區域時產生感應電流，射頻卡獲得能量被啟動。
? 射頻卡將自身編碼等信息透過卡內天線發送出去。
? 讀寫器接收天線接收到從射頻卡發送來的載波信號，經天線調節器傳送到讀寫器，讀寫器對接收的信號進行解調和譯碼然后送到后臺軟件系統處理。
? 后臺軟件系統根據邏輯運算判斷該卡的合法性，針對不同的設定做出相應的處理和控制，發出指令信號控制執行相應的動作。
1.1 RFID電子標簽對比條碼標簽的優勢
條形碼技術已經出現多年，對于資產生命周期的管理，起著至關重要的作用，在一定程度上提高工作效率。它以其價格低廉的優勢，深受各行各業的歡迎，并得以廣泛應用，但條形碼標簽較之RFID電子標簽也存在著很多弱點。
1） 條形碼標簽一次只能讀一次，而RFID電子標簽具有復讀功能，一次能識別多個標簽，可以實現大批量快速的交換識別，提高生產效率。例如：在電力計量器具的出入庫，可以實現群體識別。
2） 條碼標簽容易被污染且壽命短，而RFID標簽的耐磨損及污染，壽命可達15年。
3） 條形碼標簽必須正面識別，而RFID標簽的方向感比較弱，可以在任何方為識別。例如：在電力巡檢時，可以識別設備柜內的電力設施。
4） 條形碼掃描識別距離有限，而RFID識別距離在5-8M之間。例如：在電力巡視時，識別高處的電力設別，同時遠離高壓，增加人身安全。
5） 條形碼標簽可以直視閱讀且能夠復制，而RFID標簽內容不可更改和復制，具有一定的防偽防盜功能。
6） RFID技術的應用，可以使整個資產管理進一步信息化、數字化、從而使管理上一個臺階。
1.2 電力計量器管理概況
電力系統各網省公司與各直轄市公司在電力計量器具方面，都有自己獨特的管理手段。就某電力電能計量中心來說，采用的是“屬地局需求→集中采購→集中檢定→統一配送”的原則。為了達到器具的全生命周期的管理，每只器具均設定了“待到貨→到貨→庫存待檢 →工區待檢→……→報廢檢定→報廢”等30多個狀態，這些狀態的改變均需要特定操作，即要對每只器具進行至少一次的識度操作。目前每年大約有50萬器具的檢定工作，對于這樣一個數字級的器具，其出入庫、關口交接都是必須的。可想而知，工作量巨大。如果需要手工錄入或利用條形碼掃描，都是不實用的。這就需要我們尋找一種快速、準確識度批量設備的方式，這就是射頻識別。
根據該電力電能計量中心的具體需求，我們設計出一整套RFID應用解決方案----基于超高頻電子標簽電力計量設備系統。該系統實現了計量工具的群體識別，使得庫房、檢定、配送等各關節的交接識別確認變得輕松，大大提高了電力電能中心的生產效率，同時，更高一層次的實現了電能計量器具的全生命周期的管理，使電力資產管理水平上升了一個新臺階，深受用戶的好評論。
620)this.style.width=620;" border=0>
圖表2
2 系統的組成
2.1 用戶作業流程簡介
針對某電力電能計量中心，計量設備的管理的作業流程如圖表2：
620)this.style.width=620;" border=0>
圖表3 RFID規劃作業流程
從圖可以看出，電力計量自采購入庫交付用戶基本上都是在倉庫和檢定室之間完成的。對于這種作業流程需要對關鍵點進行設備的數據的RFID自動采集。為此，我們針對其現有的流程，進行了RFID設計規劃，具體如圖表3 RFID規劃作業流程：
620)this.style.width=620;" border=0>
圖表4RFID規劃后作業流程
2.1.1 RFID整體設計
RFID整體設計如下圖表4
620)this.style.width=620;" border=0>
圖表5
該RFID系統，基本上可以劃分為兩個子系統
2.1.1.1 RFID電子標簽批量制作
電子標簽按照供電方式分：有源和無源兩種。無源標簽沒有電源，采用感應起電產生的電流為標簽供電。作用距離相對較短，但免換電池，特別適合于電力系統應用，也是目前市場應用的主流方向。
電子標簽按照頻率分：低頻（125K）、高頻（13.56M)、超高頻（915M-48G）針對此項目，我們采用超高頻，無源電子標簽。通過大量的實驗，此類電子標簽，適合于長時間粘貼在電力設備上，閱讀距離遠（5-8M），且群讀效果優于其他頻段，他完全能滿足此項目的要求。
由于該計量中心的工序要求，保證檢驗臺的單體識別和條形碼的直接性，我們設計條形碼標簽和電子標簽同時并存，來標示設備。一只電子標簽，同時具有條形碼。
在電子標簽正式使用之前，必須有讀寫設備對其進行初始化--賦ID號。小批量不規則的電子標簽，可由讀寫器進行賦值，大批量電子標簽，可使用RFID打印機，進行逐個寫入。根據本系統的要求，我們采用RFID打印機進行ID號賦值。我餓定義的電子標簽，通過發卡器打印預先賦ID號，ID號是由后臺(MIS）根據用戶的要求產生的，具有唯一性。RFID打印機，一是寫電子標簽ID，二是打印條形碼電子標簽，粘貼在電力計量設備內部，以便群體識別。
620)this.style.width=620;" border=0>
圖表6
620)this.style.width=620;" border=0>
圖表7
? 攜帶RFID標簽設備的群體識別系統
固定式閱讀器是固定安裝在供需分界點，完成群讀、錄入、識別、確認功能，要求閱讀數量準確，無漏讀，并且群讀數量越多越好。我們定制四套固定式閱讀器，分別安裝在，A庫房與外界分界點；B三相電度表檢驗室與外界分界點；C單項電度表檢驗室與外界分界點；D互感器檢驗室與外界分界點。每個分界點閱讀器均配置四天線，可群讀設備上的標簽，并與MIS接口，實現群體錄入功能。硬件接口為LAN、串口可選。
多個帶有電子標簽的電力設備，在進出庫、出入檢定室時，均有固定式閱讀器群體識別，所識別的ID號進入數據庫，完成數據的采集。
安裝在各關節群體識別設備：1）識別門
620)this.style.width=620;" border=0>
圖表8
2.2 系統功能指標及特點
1. 成品電子標簽批量打印，生產能力：2——4萬只/天。
2. 利用射頻門形式，實現128只電子標簽（以≤0.5M/S速度）通過識別區被全部讀出，數據讀寫正確率達100%。
3. 利用識別室形式，實現128只電子標簽在室內識別區被全部讀出，數據讀寫正確率達100%。
4. 建立基于超高頻電子標簽的RFID中間件系統（MIS接口）。
620)this.style.width=620;" border=0>
圖表9
1
下一篇： PLC、DCS、FCS三大控
上一篇： 同方智能卡京津城際鐵
