RFID技術在電梯檢驗系統中的應用

肖立力

（貴州省特種設備檢驗檢測院 貴州貴陽 550000）

1 引言

隨著我國經濟和科技的不斷發展，電梯已經成為人們生活中一種必不可少的工具，電梯的產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，也使得人們更加關注電梯安全問題，對電梯檢驗工作提出了更高的要求。將RFID技術運用于電梯檢驗系統中，能夠對有效避免傳統人工檢驗中的不足，提升電梯檢驗工作的效率和質量。

2 RFID技術概述

RFID技術也稱為射頻識別，是一種無線通信技術，該技術能夠運用無線電訊號對特定目標進行識別，并對相關數據進行讀寫，并不要識別系統和特定目標之間建立的機械或者光學接觸。RFID是一種簡單的無線系統，由詢問器（平臺）和很多應答器兩個基本器件組成，主要用于對物體進行控制、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、可重復使用、穿透性和無屏障閱讀、數據的記憶容量大、安全性、適應性等特點。

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

3 電梯檢驗工作中存在的問題

傳統的電梯檢驗工作中存在較多的問題，本文從以下幾個方面對電梯檢驗工作中存在的問題進行分析。

（1）傳統的電梯檢驗工作依靠人工進行，用時較長，檢驗工作量較大，檢驗的效率較低。

（2）人工電梯檢驗一般運用紙質材料進行記錄檢驗資料和報告，不但容易丟失，保存還比較困難，且人工填寫檢驗報告和數據也比較容易出現錯誤，經常出現填寫不規范的問題，導致數據統計工作的開展較為困難。

（3）由于資料丟失導致電梯設備的數據參數丟失，對進行電梯和設備的更換帶來的一定的困難。

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

4 RFID技術在電梯檢驗系統中的應用

4.1 RFID技術在電梯檢驗系統軟件設計中的應用

隨著科技的不斷發展，嵌入式系統的研究和發展更加深入，大量的RFID模塊硬件制造商在WindowsCE的基礎上，開發了由C++語言編寫的RFID硬件模塊底層驅動程序和完整的開發文檔。在電梯檢驗系統中，需要運用手持式RFID讀寫器，因此，需要研究和開發一個擁有RFID識別功能，能夠滿足電梯檢驗工作需求的終端，該終端的應用程序應該運用C#語言進行開發，為了滿足終端應用程序的調用，應該運用C#語言對RFID模塊軟件進行設計和開發。

4.2 RFID技術在電梯檢驗系統硬件設計中的應用

現階段，根據電子標簽工作頻率的不同，可以將RFID系統分為低頻系統、中頻系統、超高頻系統和微波頻段系統。由于超高頻電子標簽具有識別速度快、讀寫距離遠、可靠性高和使用壽命長等優點，應將其運用到電梯檢驗系統硬件設計中。

4.2.1 電子標簽設計

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

電子標簽接收到讀寫器發出的信號強度達到門限值的射頻信號時，標簽將被激活，在電子標簽工作后，一部分射頻信號將會供給電源部分，另一部分會經過控制單元將其解析成相應的命令。解調電路時標簽與讀寫器通信的關鍵，就是存儲器中存儲唯一的電子標簽碼。電源恢復電路會把天線感應到的信號，轉化成為直流電壓，從而對芯片進行供電，命令的執行是進行存儲器的讀寫，當命令為讀時，對存儲器中的數據編碼進行提取和調試，然后傳輸至讀寫器，如果命令是寫，需要把數據進行編碼后存儲起來。

4.2.2 讀寫器設計

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

（1）射頻前端電路設計。該電梯檢驗系統采用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點，還能夠支撐ISO 18000-6C/EPC gIobaI Gen2空中接口協議、多種編碼方式以及數據速率。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合，能夠實現射頻信號的發射和接收、濾波、調制解調以及模數轉換等多種功能。

（2）數字基帶電路設計。數字基帶電路模塊運用ARM芯片作為模塊的核心，通過和其他外圍的電路相結合，對通信協議源代碼進行存儲和執行命令。數字基帶電路模塊位于射頻前端模塊與嵌入式控制系統之間，能夠在射頻前端模塊和嵌入式控制系統之間進行數據和指令的交互，可以對射頻前端模塊的工作狀態進行獨立的控制。

（3）電源電路設計。電梯檢驗系統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的大容量電池進行供電，能夠運用軟件對其電源輸入進行控制。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 數據交互方式分析

RFID數據的交互方式采用非接觸式識別的方式，就是指在電子標簽和讀寫器之間的射頻耦合。讀寫器對電磁波進行發射，其中一部分由電子標簽天線進行接收，用于驅動標簽工作和對芯片進行供電，當芯片工作后將內部數據信息采用電磁波形式進行發射，然后由讀寫器接收，再轉化為有用信息。

5 結束語

綜上所述，由于RFID系統具有掃描快速、抗污染能力和耐久性、數據的記憶容量大、安全性、適應性等特點，將其運用到電梯檢驗系統中具有重要的意義。對此，應該加強RFID技術在電梯檢驗系統中的應用研究，不斷提升電梯檢驗工作的質量和效率。

[1]劉勇.RFID技術在電梯檢驗系統中的應用標準[J].中國標準化，2016（18）：200～201.

[2]湯銳，谷曼，朱江艷.淺談RFID技術在電梯監管工作中的應用[J].中國設備工程，2017（6）：178～179.

[3]陳樹芳，李娟，郭新鵬，等.基于RFID與智能終端的電梯維保系統研究與設計[J].電子技術應用，2016，42（12）：105～107.