肖立力

（貴州省特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測院 貴州貴陽 550000）

1 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)和科技的不斷發(fā)展，電梯已經(jīng)成為人們生活中一種必不可少的工具，電梯的產(chǎn)生給人們的生活帶來了巨大的便利。但是，近年來電梯安全事故的頻發(fā)，也使得人們更加關(guān)注電梯安全問題，對電梯檢驗(yàn)工作提出了更高的要求。將RFID技術(shù)運(yùn)用于電梯檢驗(yàn)系統(tǒng)中，能夠?qū)τ行П苊鈧鹘y(tǒng)人工檢驗(yàn)中的不足，提升電梯檢驗(yàn)工作的效率和質(zhì)量。

2 RFID技術(shù)概述

RFID技術(shù)也稱為射頻識別，是一種無線通信技術(shù)，該技術(shù)能夠運(yùn)用無線電訊號對特定目標(biāo)進(jìn)行識別，并對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫，并不要識別系統(tǒng)和特定目標(biāo)之間建立的機(jī)械或者光學(xué)接觸。RFID是一種簡單的無線系統(tǒng)，由詢問器（平臺）和很多應(yīng)答器兩個基本器件組成，主要用于對物體進(jìn)行控制、檢測和跟蹤，具有快速掃描、體積小型化、形狀多樣化、抗污染能力和耐久性、可重復(fù)使用、穿透性和無屏障閱讀、數(shù)據(jù)的記憶容量大、安全性、適應(yīng)性等特點(diǎn)。

RFID技術(shù)中的無線電信號，通過調(diào)成無線電頻率的電磁場，把附在物品標(biāo)簽上的數(shù)據(jù)傳輸出去，從而對該物品進(jìn)行自動辨識和追蹤。在對一些標(biāo)簽進(jìn)行識別時，并不需要電池，能夠通過在識別器發(fā)出的電磁場中獲得能量，某些標(biāo)簽本身也存在電源，還能夠主動的發(fā)出無線電波。在數(shù)米之內(nèi)都能夠?qū)?biāo)簽中存儲的信息進(jìn)行識別，射頻標(biāo)簽并不需要位于識別器的視線之內(nèi)，就能夠嵌入被追蹤物體之內(nèi)。

3 電梯檢驗(yàn)工作中存在的問題

傳統(tǒng)的電梯檢驗(yàn)工作中存在較多的問題，本文從以下幾個方面對電梯檢驗(yàn)工作中存在的問題進(jìn)行分析。

（1）傳統(tǒng)的電梯檢驗(yàn)工作依靠人工進(jìn)行，用時較長，檢驗(yàn)工作量較大，檢驗(yàn)的效率較低。

（2）人工電梯檢驗(yàn)一般運(yùn)用紙質(zhì)材料進(jìn)行記錄檢驗(yàn)資料和報告，不但容易丟失，保存還比較困難，且人工填寫檢驗(yàn)報告和數(shù)據(jù)也比較容易出現(xiàn)錯誤，經(jīng)常出現(xiàn)填寫不規(guī)范的問題，導(dǎo)致數(shù)據(jù)統(tǒng)計工作的開展較為困難。

（3）由于資料丟失導(dǎo)致電梯設(shè)備的數(shù)據(jù)參數(shù)丟失，對進(jìn)行電梯和設(shè)備的更換帶來的一定的困難。

（4）電梯使用單位更換頻繁，導(dǎo)致電梯的編號更加錯亂和混淆，物業(yè)部門在進(jìn)行管理時較為困難。

4 RFID技術(shù)在電梯檢驗(yàn)系統(tǒng)中的應(yīng)用

4.1 RFID技術(shù)在電梯檢驗(yàn)系統(tǒng)軟件設(shè)計中的應(yīng)用

隨著科技的不斷發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)的研究和發(fā)展更加深入，大量的RFID模塊硬件制造商在WindowsCE的基礎(chǔ)上，開發(fā)了由C++語言編寫的RFID硬件模塊底層驅(qū)動程序和完整的開發(fā)文檔。在電梯檢驗(yàn)系統(tǒng)中，需要運(yùn)用手持式RFID讀寫器，因此，需要研究和開發(fā)一個擁有RFID識別功能，能夠滿足電梯檢驗(yàn)工作需求的終端，該終端的應(yīng)用程序應(yīng)該運(yùn)用C#語言進(jìn)行開發(fā)，為了滿足終端應(yīng)用程序的調(diào)用，應(yīng)該運(yùn)用C#語言對RFID模塊軟件進(jìn)行設(shè)計和開發(fā)。

4.2 RFID技術(shù)在電梯檢驗(yàn)系統(tǒng)硬件設(shè)計中的應(yīng)用

現(xiàn)階段，根據(jù)電子標(biāo)簽工作頻率的不同，可以將RFID系統(tǒng)分為低頻系統(tǒng)、中頻系統(tǒng)、超高頻系統(tǒng)和微波頻段系統(tǒng)。由于超高頻電子標(biāo)簽具有識別速度快、讀寫距離遠(yuǎn)、可靠性高和使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)將其運(yùn)用到電梯檢驗(yàn)系統(tǒng)硬件設(shè)計中。

4.2.1 電子標(biāo)簽設(shè)計

無源標(biāo)簽具有體積小和成本低的特點(diǎn)，在超高頻系統(tǒng)頻段中的應(yīng)用非常普遍，超高頻電子標(biāo)簽是指沒有外接電源供電且工作頻率位于300MHz～3GHz之間的超高頻段內(nèi)的電子標(biāo)簽。和其他的電子標(biāo)簽相比，該種超高頻電子標(biāo)簽，不需要外部電源進(jìn)行供電，還具有成本低、工作頻率高和可讀寫距離遠(yuǎn)等優(yōu)點(diǎn)。另外，由于電梯設(shè)備的主要構(gòu)成材質(zhì)為金屬，RFID卡應(yīng)擁有抗金屬性能。所以，電梯檢驗(yàn)系統(tǒng)應(yīng)該采用由標(biāo)簽芯片和天線組成的抗金屬超高頻無源電子標(biāo)簽。

電子標(biāo)簽接收到讀寫器發(fā)出的信號強(qiáng)度達(dá)到門限值的射頻信號時，標(biāo)簽將被激活，在電子標(biāo)簽工作后，一部分射頻信號將會供給電源部分，另一部分會經(jīng)過控制單元將其解析成相應(yīng)的命令。解調(diào)電路時標(biāo)簽與讀寫器通信的關(guān)鍵，就是存儲器中存儲唯一的電子標(biāo)簽碼。電源恢復(fù)電路會把天線感應(yīng)到的信號，轉(zhuǎn)化成為直流電壓，從而對芯片進(jìn)行供電，命令的執(zhí)行是進(jìn)行存儲器的讀寫，當(dāng)命令為讀時，對存儲器中的數(shù)據(jù)編碼進(jìn)行提取和調(diào)試，然后傳輸至讀寫器，如果命令是寫，需要把數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼后存儲起來。

4.2.2 讀寫器設(shè)計

讀寫器作為RFID系統(tǒng)中重要組成部分，由射頻前端電路、數(shù)字基帶電路以及電源電路組成，以下對其進(jìn)行具體分析。

（1）射頻前端電路設(shè)計。該電梯檢驗(yàn)系統(tǒng)采用R1000射頻前端芯片，該芯片具有接收靈敏度高、功能較為全面、集成度高以及涵蓋頻段范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，還能夠支撐ISO 18000-6C/EPC gIobaI Gen2空中接口協(xié)議、多種編碼方式以及數(shù)據(jù)速率。R1000射頻前端電路中具有壓控振蕩器、中頻濾波器、混頻器、低噪聲放大器以及ADC/DAC等多個功能模塊。將R1000射頻前端電路與其他外圍的電路相結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)射頻信號的發(fā)射和接收、濾波、調(diào)制解調(diào)以及模數(shù)轉(zhuǎn)換等多種功能。

（2）數(shù)字基帶電路設(shè)計。數(shù)字基帶電路模塊運(yùn)用ARM芯片作為模塊的核心，通過和其他外圍的電路相結(jié)合，對通信協(xié)議源代碼進(jìn)行存儲和執(zhí)行命令。數(shù)字基帶電路模塊位于射頻前端模塊與嵌入式控制系統(tǒng)之間，能夠在射頻前端模塊和嵌入式控制系統(tǒng)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)和指令的交互，可以對射頻前端模塊的工作狀態(tài)進(jìn)行獨(dú)立的控制。

（3）電源電路設(shè)計。電梯檢驗(yàn)系統(tǒng)中的手持終端為讀寫模塊提供一個專門的電源管理芯片和一個輸入電壓為3.0～5.0V的大容量電池進(jìn)行供電，能夠運(yùn)用軟件對其電源輸入進(jìn)行控制。讀寫模塊上的芯片對電源紋波較為敏感，在電源電路上的電源最終輸出全部都采用LDO器件。

4.2.3 數(shù)據(jù)交互方式分析

RFID數(shù)據(jù)的交互方式采用非接觸式識別的方式，就是指在電子標(biāo)簽和讀寫器之間的射頻耦合。讀寫器對電磁波進(jìn)行發(fā)射，其中一部分由電子標(biāo)簽天線進(jìn)行接收，用于驅(qū)動標(biāo)簽工作和對芯片進(jìn)行供電，當(dāng)芯片工作后將內(nèi)部數(shù)據(jù)信息采用電磁波形式進(jìn)行發(fā)射，然后由讀寫器接收，再轉(zhuǎn)化為有用信息。

5 結(jié)束語

綜上所述，由于RFID系統(tǒng)具有掃描快速、抗污染能力和耐久性、數(shù)據(jù)的記憶容量大、安全性、適應(yīng)性等特點(diǎn)，將其運(yùn)用到電梯檢驗(yàn)系統(tǒng)中具有重要的意義。對此，應(yīng)該加強(qiáng)RFID技術(shù)在電梯檢驗(yàn)系統(tǒng)中的應(yīng)用研究，不斷提升電梯檢驗(yàn)工作的質(zhì)量和效率。

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