RFID射頻識別技術在智能建筑火災檢測中的應用

王迪+郭莉莉+李晶晶+肖博仁

在如今信息通訊高速發(fā)展的時代，物聯(lián)網成為21世紀最熱門的研究對象。然而在物聯(lián)網中的射頻識別（RFID）技術成為了發(fā)展最迅速的技術之一，射頻識別技術以獨特的優(yōu)勢，廣泛應用在工業(yè)自動化，交通運輸控制管理，和智能建筑等領域。RFID是一種非接觸式的自動識別技術，RFID技術可以識別高速運動的物體并可以同時讀取多個標簽，快捷方便。短距離的射頻產品不怕油漬、灰塵污染等惡劣的環(huán)境，能夠更好的運用在建筑當中。

【關鍵詞】射頻識別 RFID標簽 天線 火災檢測

1 引言

RFID（Radio Frequency Identification）無線射頻識別又稱電子標簽，是一種非接觸式的自動識別技術，它通過無線射頻信號自動獲取目標的數(shù)據(jù)信息，不需要人工干預，可在惡劣環(huán)境中工作。

隨著RFID技術在國內逐漸成熟和成本比之前有著大幅度的降低，RFID技術在國內的應用范圍逐漸擴大。RFID技術目前已經應用于很多領域，RFID技術雖然在智能建筑火災檢測系統(tǒng)中已有所應用，但應用水平還不是很高，而且應用范圍有限，還有很大的發(fā)展空間。

2 RFID射頻技術概述

2.1 RFID射頻系統(tǒng)組成

基本的RFID系統(tǒng)由RFDI標簽、RFID讀寫器、中間件及應用軟件等四部分組成。

2.1.1 RFDI標簽

RFDI標簽主要由RFDI芯片和芯片天線組成。RFID標簽根據(jù)工作方式可以分為主動式（有源）和被動式（無源）兩類。RFID標簽的內部結構可以分為射頻前端、模擬前端、數(shù)字基帶處理單元和EEPROM存儲單元。

芯片天線是RFID標簽與讀寫器實現(xiàn)射頻信號連接和傳輸?shù)脑O備。它可以把高頻電磁能（信息）通過各種形狀的金屬導體向空間輻射出去，也可以接收空間的電磁能（信息）。天線的頻率可以分為低頻（LF 135KHz以下），高頻（HF 13.56MHz），超高頻（UHF 860M～960MHz），微波（MW 2.4G）。在各個波段，天線的原理及設計有本質的不同。標簽天線采用50或75歐姆輸入阻抗進行設計，但實際的輸入阻抗值是不確定的，很難獲得準確的數(shù)值，因此，天線設計難以達到最佳狀態(tài)，這也給天線的研發(fā)帶來了很大的挑戰(zhàn)。

2.1.2 RFID讀寫器

讀寫器也稱為讀寫器，是對RFID標簽進行讀寫操作的設備，主要包括射頻模塊和數(shù)字信號處理單元兩個部分。讀寫器以單片機為控制核心，常用的單片機型號為AT89系列、STC系列等。利用RFID讀寫基站對射頻卡進行數(shù)據(jù)的讀寫。在通信模塊設計中采用USB 高速通信接口。

2.1.3 中間件

中間件是一種面向消息的，可以接收一個或者多個讀寫器發(fā)送的數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行并行處理，返回處理結果的位于平臺和應用之間的通用服務。中間件具有運行于多種硬件和OS平臺之間，能夠滿足大量應用的需要，支持標準協(xié)議和接口，提供跨網絡、硬件和OS平臺的透明性服務或應用的交互的特點，并且支持分布式計算。

2.1.4 應用軟件

RFID應用軟件是面向RFID應用終端用戶的人機交互界面，協(xié)助使用者完成對讀寫器的指令操作及對中間件的設置。

2.2 RFID射頻技術工作原理

RFID射頻技術工作原理是：當RFID標簽進入磁場中時，接收器發(fā)出射頻信號，憑借感應電流所獲得的能量發(fā)出儲存在芯片中產品的數(shù)據(jù)信息，或者主動給解讀器發(fā)送信號；解讀器讀取信息并解碼后，將數(shù)據(jù)信息送至中央信息系統(tǒng)進行相關處理。RFID射頻技術工作原理如圖1所示。

3 RFID技術在智能建筑火災檢測系統(tǒng)中的應用

現(xiàn)如今建筑的消防系統(tǒng)成為了房地產商一大難題，火災發(fā)生初期，消防員很難得到火災發(fā)生的具體位置，從而拖延了消防的時間。如今RFID技術在國內發(fā)展迅速，為了保障人民和財產的安全，在火災報警探測器當中引用RFID技術，充分發(fā)揮其優(yōu)勢，構建一個適應性強、安全度高、數(shù)據(jù)信息更加快速準確的火災報警管理系統(tǒng)。

系統(tǒng)在建筑中的火災報警探測器中部署有定位監(jiān)控的讀寫器，用于識別標簽在建筑中的位置信息，并實時監(jiān)控火災報警探測器的監(jiān)控情況及自身是否發(fā)生故障，如果發(fā)生火災或者出現(xiàn)故障時，能及時反饋給火災監(jiān)控中心管理系統(tǒng)。

系統(tǒng)采用標簽防拆除系統(tǒng)，如果定位監(jiān)控標簽遭到惡意拆除，能夠立刻向火災監(jiān)控中心管理系統(tǒng)發(fā)出警報。并且該系統(tǒng)有記錄火災功能，將火災發(fā)生的時間、地點、火災性質等及時反饋給物業(yè)，為后期火災事故處理提供便利條件。

4 結束語

我國對RFID技術的應用還處于發(fā)展階段，技術水平有待進一步提高。而且應用領域還不是特別廣泛，在我國智能建筑領域的應用也有限，并且總的應用水平不高，特別是用在火災檢測系統(tǒng)中的案例更是甚少。因此，RFID技術在智能建筑無線火災檢測系統(tǒng)中的應用有很大的研究意義，并且有著可觀的發(fā)展前景以及市場應用價值。RFID技術與現(xiàn)代通信技術和計算機技術相融合，它的發(fā)展將會給智能建筑帶來新的生命力，本文的研究對RFID技術在智能建筑火災檢測系統(tǒng)中的應用研究以及在整個智能建筑中的應用起到推動作用。

參考文獻

[1]程海鳴，黃玲，徐鶴，胡一凡.基于 RFID 的圖書館書籍管理系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[J].計算機技術與發(fā)展，2011.1-6.

[2]邊倩.物聯(lián)網中的RFID技術及物聯(lián)網的構建[J].電腦知識，2012（23）：22-23，33.

[3]李季，樊少華，劉殿臣.一種基于RFID和動態(tài)人臉識別技術的警用裝備管理解決方案[J].信息技術與信息化，2015（03）：166-167.

[4]蔣平清. RFID技術在航空維修和航材管理中的應用[J].中國高新技術企業(yè)，2016（02）：53-54.

作者單位

沈陽城市建設學院信息與控制工程系 遼寧省沈陽市 110167