基于射頻識別技術(shù)的管線標(biāo)識與實(shí)時測深系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種，基于射頻識別技術(shù)的管線標(biāo)識與實(shí)時測深系統(tǒng)，屬于地下管線標(biāo)識與深度測量領(lǐng)域，提供一種能夠?qū)崟r讀取管線基本信息、測量并實(shí)時顯示管線當(dāng)前埋深的探測系統(tǒng)，包括管線、鋪設(shè)在管線上方的行蹤標(biāo)識帶、固定在行蹤標(biāo)識帶上的電子標(biāo)識器，以及探測儀，電子標(biāo)識器內(nèi)置RFID標(biāo)簽，探測儀內(nèi)設(shè)有射頻模塊、輸入模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、信息顯示模塊以及數(shù)據(jù)傳輸和通信模塊；能夠?qū)崟r的獲得地下管線基本信息和當(dāng)前埋深，手持探測儀即可進(jìn)行實(shí)時測量；使用無源電子標(biāo)簽，整個系統(tǒng)的使用壽命更加長，也無需對設(shè)備進(jìn)行維護(hù)；手持探測儀即可進(jìn)行探測，無需其他大型設(shè)備，測量更加方便。
【專利說明】基于射頻識別技術(shù)的管線標(biāo)識與實(shí)時測深系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于地下管線標(biāo)識與深度測量領(lǐng)域，具體地說，涉及一種基于射頻識別技術(shù)的管線標(biāo)識與實(shí)時測深系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會的飛速發(fā)展，城市空間慢慢向地下轉(zhuǎn)移，不管地鐵，還是新的地下管線的鋪設(shè)等，都是在原有地下空間的基礎(chǔ)上，進(jìn)行挖掘，為防止在新施工時對現(xiàn)有的管線造成損害，常在地面顯著位置設(shè)置警示物、或者在地下埋設(shè)行蹤標(biāo)識帶等方法對地下現(xiàn)有的管線予以標(biāo)識，但是其標(biāo)識信息相對簡單不夠明晰。目前正在發(fā)展推廣的使用電子標(biāo)識器對地下管線進(jìn)行標(biāo)識的方法較前兩種形式要優(yōu)勝許多，電子標(biāo)識器可以存儲管線的基本信息，使用探測設(shè)備便可以進(jìn)行非開挖情況下的管線探測，然而這這種標(biāo)識方法也并非完美，因?yàn)橥ㄟ^標(biāo)識器無法實(shí)時獲知地下管線上的標(biāo)識器的當(dāng)前埋深，尤其是在地下管線所設(shè)置的標(biāo)識器的位置發(fā)生了變化，如由于施工、雨水沖刷等引起的地面土層厚度的變化導(dǎo)致標(biāo)識器埋深變化，地下土層陷落、流失引起的標(biāo)識器橫向的偏移等，或者地面情況發(fā)生了變化，導(dǎo)致管線的埋深增長或降低時。現(xiàn)有的標(biāo)識探測方式僅能讀取標(biāo)識器上預(yù)置的信息，卻無法確定標(biāo)識器的實(shí)時位置，也就無法知悉地下管線的實(shí)際位置和埋深情況，從而后續(xù)施工過程中對原有的管線造成損傷，帶來不必要的損失。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種能夠?qū)崟r讀取管線基本信息、測量并實(shí)時顯示管線當(dāng)前埋深的探測系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明所述的基于射頻識別技術(shù)的管線標(biāo)識與實(shí)時測深系統(tǒng)，包括管線、鋪設(shè)在管線上方的行蹤標(biāo)識帶、固定在行蹤標(biāo)識帶上的電子標(biāo)識器，以及探測儀，電子標(biāo)識器內(nèi)置RFID標(biāo)簽，探測儀內(nèi)設(shè)有射頻模塊、輸入模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、信息顯示模塊以及數(shù)據(jù)傳輸和通信模塊；
[0005]射頻模塊，用于發(fā)射特定頻率的射頻信號和接收電子標(biāo)識器返回的應(yīng)答信號，并將讀取到的電子標(biāo)識器返回的信息傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理模塊；
[0006]輸入模塊，輸入系統(tǒng)的設(shè)置信息、參考數(shù)據(jù)，或?qū)霐?shù)據(jù)；
[0007]數(shù)據(jù)存儲模塊，包括只讀ROM和通用數(shù)據(jù)存儲空間，只讀ROM內(nèi)設(shè)有電磁波速度、電子標(biāo)識器深度、管線深度算法程序，通用數(shù)據(jù)存儲空間存儲系統(tǒng)運(yùn)行的日志信息、數(shù)據(jù)處理模塊的運(yùn)算結(jié)果、輸入模塊輸入的信息；
[0008]數(shù)據(jù)處理模塊，解碼電子標(biāo)識器返回的應(yīng)答信息；讀取系統(tǒng)運(yùn)行日志信息中記錄的射頻信號發(fā)出的時間h以及接收到電子標(biāo)識器應(yīng)答信號的時間t2，并調(diào)用數(shù)據(jù)存儲模塊只讀ROM中算法程序分別計(jì)算出電磁波速度Vt和電子標(biāo)識器深度hB、管線的深度h，其中d為電子標(biāo)識器到管線的距離，在電子標(biāo)識器返回的應(yīng)答信號中；
[0009]信息顯示模塊，用于顯示系統(tǒng)的操作界面、電子標(biāo)識器內(nèi)預(yù)置的管線信息、測量到的電子標(biāo)識器實(shí)時深度hB、管線的實(shí)時深度h ；
[0010]數(shù)據(jù)傳輸和通信模塊，探測儀與計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)交換通道，計(jì)算機(jī)能夠讀取到探測儀存儲單元記錄的探測數(shù)據(jù)，同時也可以向其中導(dǎo)入數(shù)據(jù)信息。
[0011]優(yōu)選的，所述電磁波速度算法程序采用介電常數(shù)法、反射系數(shù)法、迭代偏移處理法或點(diǎn)目標(biāo)上反射雙曲線法，所述電子標(biāo)識器深度算法程序中，hB =所述管線深度算法程序中，h = hB+d。
[0012]進(jìn)一步的，所述RFID標(biāo)簽內(nèi)預(yù)設(shè)有管線的基本信息，所述電子標(biāo)識器內(nèi)的RFID標(biāo)簽為無源電子標(biāo)簽。
[0013]優(yōu)選的，所述電子標(biāo)識器距離管線的距離d為30?70cm。
[0014]優(yōu)選的，所述電子標(biāo)識器為密閉殼體，電子標(biāo)識器密閉殼體為高密度樹脂材料。
[0015]使用時，探測儀需緊鄰地面使用，探測儀內(nèi)的射頻模塊連續(xù)發(fā)射特定頻率的信號，處在感應(yīng)范圍內(nèi)的電子標(biāo)識器內(nèi)的RFID標(biāo)簽會做出響應(yīng)，標(biāo)簽天線產(chǎn)生感應(yīng)電流以驅(qū)動RFID芯片，將儲存的信息調(diào)制到射頻信號中發(fā)送出去，射頻模塊接收電子標(biāo)識器中RFID標(biāo)簽發(fā)射出的信號，傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)接收到的信息調(diào)用ROM中電磁波速、電子標(biāo)識器深度、管線深度算法程序，運(yùn)算處理結(jié)束后將結(jié)果傳輸?shù)斤@示模塊和存儲單元，測量人員即可從顯示模塊讀取到測量信息。
[0016]優(yōu)選的，所述電子標(biāo)識器內(nèi)的RFID標(biāo)簽為無源電子標(biāo)簽，內(nèi)預(yù)置有管線基本信息，無源電子標(biāo)簽的使用壽命較有源電子標(biāo)簽使用壽命長，且無需進(jìn)行設(shè)備維護(hù)，方便應(yīng)用于地下管線上。
[0017]優(yōu)選的，所述行蹤標(biāo)識帶鋪設(shè)于管線上方30?70cm處，電子標(biāo)識器固定在行蹤標(biāo)識帶上，即電子標(biāo)識器到管線的距離d為30?70cm。
[0018]優(yōu)選的，所述電子標(biāo)識器為高密度樹脂材料制作而成的密閉殼體，能夠保護(hù)電子標(biāo)識器的RFID標(biāo)簽，延長其使用壽命。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:能夠?qū)崟r的獲得地下管線基本信息和當(dāng)前埋深，手持探測儀即可進(jìn)行實(shí)時測量；由于使用無源電子標(biāo)簽，整個系統(tǒng)的使用壽命更加長，也無需對設(shè)備進(jìn)行維護(hù)；手持探測儀即可進(jìn)行探測，無需其他大型設(shè)備，測量更加方便，能夠節(jié)省大量的人力、物力和財(cái)力。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明的測試原理示意圖；
[0021]其中，1-探測儀；2_電子標(biāo)識器；3_行蹤標(biāo)識帶；4_管線。

【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步解釋本發(fā)明。
[0023]一種基于射頻識別技術(shù)的管線標(biāo)識與實(shí)時測深系統(tǒng)，包括管線4、設(shè)置在管線4上方30?70cm的行蹤標(biāo)識帶3，以及固定在行蹤標(biāo)識帶3上的電子標(biāo)識器2，以及探測儀1，電子標(biāo)識器2為高密度樹脂材料制作而成的密封殼體，電子標(biāo)識器2內(nèi)設(shè)無源RFID標(biāo)簽，該標(biāo)簽內(nèi)預(yù)設(shè)有管線4信息；探測儀內(nèi)設(shè)有射頻模塊、輸入模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、信息顯示模塊以及數(shù)據(jù)傳輸和通信模塊；
[0024]所述射頻模塊包括射頻信號的收、發(fā)單元，分別用于發(fā)射特定頻率的電磁波和接收電子標(biāo)識器返回的應(yīng)答信號，隨后將讀取到的電子標(biāo)識器返回的信息傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊；
[0025]輸入模塊，用于輸入系統(tǒng)設(shè)置信息、參考數(shù)據(jù)等，還可以通過計(jì)算機(jī)導(dǎo)入相應(yīng)數(shù)據(jù)便于計(jì)算時進(jìn)行調(diào)用；
[0026]數(shù)據(jù)處理模塊，是探測儀的核心部分，負(fù)責(zé)對射頻模塊、輸入模塊以及存儲單元傳輸來的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理，包括解碼標(biāo)識器返回的應(yīng)答信息，調(diào)用存儲單元內(nèi)固化的電磁波速度計(jì)算程序和電子標(biāo)識器深度、管線深度算法程序，以及響應(yīng)輸入模塊傳輸來的操作命令，處理的最終結(jié)果會分別傳送到顯示模塊進(jìn)行顯示以及存儲單元進(jìn)行存儲；
[0027]數(shù)據(jù)存儲單元，分為只讀ROM和通用數(shù)據(jù)存儲空間，只讀ROM中出廠前會固化燒錄一些算法程序，其中包括電磁波速度和標(biāo)識器、管線深度計(jì)算算法程序等，方便數(shù)據(jù)處理模塊的調(diào)用；通用數(shù)據(jù)存儲空間則是用來存放各類數(shù)據(jù)，比如，系統(tǒng)運(yùn)行時的日志信息(射頻模塊發(fā)射電磁波的時間h以及接收到標(biāo)識器返回的應(yīng)答信號的時間t2等)、數(shù)據(jù)處理模塊的運(yùn)算結(jié)果(解碼后的標(biāo)識器預(yù)置信息、電子標(biāo)識器深度、管線深度等)、輸入模塊輸入的系統(tǒng)設(shè)置信息、參考數(shù)據(jù)等，還可以通過計(jì)算機(jī)導(dǎo)入相應(yīng)數(shù)據(jù)便于計(jì)算時進(jìn)行調(diào)用；
[0028]數(shù)據(jù)處理模塊，讀取日志記錄中的射頻信號發(fā)出的時間&以及接收到標(biāo)識器應(yīng)答信號的時間t2，并調(diào)用只讀ROM中算法程序分別計(jì)算出射頻信號在當(dāng)時測量環(huán)境中平均傳播速度\，Vt可以通過介電常數(shù)法，反射系數(shù)法來求取，也可以利用迭代偏移處理法或點(diǎn)目標(biāo)上反射雙曲線等常用的方法或程序來計(jì)算，這些計(jì)算方法在現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)詳細(xì)的介紹；標(biāo)識器深度匕=(Vt1)Vt/^管線的深度h = hB+d，其中d為標(biāo)識器到管線的距離，在電子標(biāo)識器返回的應(yīng)答信息中；
[0029]信息顯示模塊，探測設(shè)備的交互窗口，探測儀處理結(jié)果都可以通過顯示模塊顯示出來，包括系統(tǒng)的操作界面、讀取的電子標(biāo)識器內(nèi)預(yù)置的管線信息、測量到的標(biāo)識器、管線的實(shí)時深度數(shù)據(jù)等；
[0030]數(shù)據(jù)傳輸和通信模塊，探測設(shè)備與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)交換的通道，通過此模塊，計(jì)算機(jī)能夠讀取到探測儀存儲單元記錄的探測數(shù)據(jù)，同時也可以向其中導(dǎo)入數(shù)據(jù)信息。
[0031]行蹤標(biāo)識帶，如圖1中所示，鋪設(shè)在地下管線上方30?70cm處，電子標(biāo)識器可以采用申請?zhí)枮?012302611158的外觀專利中所公開的電子標(biāo)識器，也可以采用其他類型的電子標(biāo)識器，如采用上述外觀中的電子標(biāo)識器，通過電子標(biāo)識器兩邊的耳朵將電子標(biāo)識器綁在行蹤標(biāo)識帶上，電子標(biāo)識器中設(shè)有RFID芯片，芯片上存儲有管線的鋪設(shè)時間、管線到行蹤標(biāo)識帶的距離、管線到地面的距離以及管線鋪設(shè)的施工單位等信息。使用時，手持探測儀，探測儀貼近需探測地面，可以實(shí)現(xiàn)邊走邊顯示管線埋設(shè)信息和埋深信息，實(shí)現(xiàn)探測的自動化，減少探測的人工投入。
【權(quán)利要求】
1.一種基于射頻識別技術(shù)的管線標(biāo)識與實(shí)時測深系統(tǒng)，包括管線、鋪設(shè)在管線上方的行蹤標(biāo)識帶、固定在行蹤標(biāo)識帶上的電子標(biāo)識器，以及探測儀，其特征在于，電子標(biāo)識器內(nèi)置RFID標(biāo)簽，探測儀內(nèi)設(shè)有射頻模塊、輸入模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、信息顯示模塊以及數(shù)據(jù)傳輸和通信模塊； 射頻模塊，用于發(fā)射特定頻率的射頻信號和接收電子標(biāo)識器返回的應(yīng)答信號，并將讀取到的電子標(biāo)識器返回的信息傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理模塊； 輸入模塊，輸入系統(tǒng)的設(shè)置信息、參考數(shù)據(jù)，或?qū)霐?shù)據(jù)； 數(shù)據(jù)存儲模塊，包括只讀ROM和通用數(shù)據(jù)存儲空間，只讀ROM內(nèi)設(shè)有電磁波速度、電子標(biāo)識器深度、管線深度算法程序，通用數(shù)據(jù)存儲空間存儲系統(tǒng)運(yùn)行的日志信息、數(shù)據(jù)處理模塊的運(yùn)算結(jié)果、輸入模塊輸入的信息； 數(shù)據(jù)處理模塊，解碼電子標(biāo)識器返回的應(yīng)答信息；讀取系統(tǒng)運(yùn)行日志信息中記錄的射頻信號發(fā)出的時間A以及接收到電子標(biāo)識器應(yīng)答信號的時間t2，并調(diào)用數(shù)據(jù)存儲模塊只讀ROM中算法程序分別計(jì)算出電磁波速度Vt和電子標(biāo)識器深度hB、管線的深度h，其中d為電子標(biāo)識器到管線的距離，在電子標(biāo)識器返回的應(yīng)答信息中； 信息顯示模塊，用于顯示系統(tǒng)的操作界面、電子標(biāo)識器內(nèi)預(yù)置的管線信息、測量到的電子標(biāo)識器實(shí)時深度hB、管線的實(shí)時深度h ； 數(shù)據(jù)傳輸和通信模塊，探測儀與計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)交換通道，計(jì)算機(jī)能夠讀取到探測儀存儲單元記錄的探測數(shù)據(jù)，同時也可以向其中導(dǎo)入數(shù)據(jù)信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于射頻識別技術(shù)的管線標(biāo)識與實(shí)時測深系統(tǒng)，其特征在于，所述電磁波速度算法程序采用介電常數(shù)法、反射系數(shù)法、迭代偏移處理法或點(diǎn)目標(biāo)上反射雙曲線法。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于射頻識別技術(shù)的管線標(biāo)識與實(shí)時測深系統(tǒng)，其特征在于，所述電子標(biāo)識器深度算法程序中，hB =
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于射頻識別技術(shù)的管線標(biāo)識與實(shí)時測深系統(tǒng)，其特征在于，所述管線深度算法程序中，h = hB+d。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于射頻識別技術(shù)的管線標(biāo)識與實(shí)時測深系統(tǒng)，其特征在于，所述RFID標(biāo)簽內(nèi)預(yù)設(shè)有管線的基本信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于射頻識別技術(shù)的管線標(biāo)識與實(shí)時測深系統(tǒng)，其特征在于，所述電子標(biāo)識器內(nèi)的RFID標(biāo)簽為無源電子標(biāo)簽。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于射頻識別技術(shù)的管線標(biāo)識與實(shí)時測深系統(tǒng)，其特征在于，所述電子標(biāo)識器距離管線的距離d為30?70cm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于射頻識別技術(shù)的管線標(biāo)識與實(shí)時測深系統(tǒng)，其特征在于，所述電子標(biāo)識器為密閉殼體。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于射頻識別技術(shù)的管線標(biāo)識與實(shí)時測深系統(tǒng)，其特征在于，所述電子標(biāo)識器密閉殼體為高密度樹脂材料。
【文檔編號】G01S13/08GK104239922SQ201410508121
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月28日
【發(fā)明者】解思亮, 趙洪波, 曹慧子 申請人:青島厚科信息工程有限公司