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展的時代，物聯網成為21世紀最熱門的研究對象。然而在物聯網中的射頻識別（RFID）技術成為了發展最迅速的技術之一，射頻識別技術以獨特的優勢，廣泛應用在工業自動化，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據信息，不需要人工干預，可在惡劣環境中工作。

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，還有很大的發展空間。

2 RFID射頻技術概述

2.1 RFID射頻系統組成

基本的RFID系統由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標簽與讀寫器實現射頻信號連接和傳輸的設備。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，很難獲得準確的數值，因此，天線設計難以達到最佳狀態，這也給天線的研發帶來了很大的挑戰。

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據的讀寫。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送的數據，并對數據進行并行處理，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，接收器發出射頻信號，憑借感應電流所獲得的能量發出儲存在芯片中產品的數據信息，或者主動給解讀器發送信號；解讀器讀取信息并解碼后，將數據信息送至中央信息系統進行相關處理。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中的應用

現如今建筑的消防系統成為了房地產商一大難題，火災發生初期，消防員很難得到火災發生的具體位置，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，充分發揮其優勢，構建一個適應性強、安全度高、數據信息更加快速準確的火災報警管理系統。

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

系統采用標簽防拆除系統，如果定位監控標簽遭到惡意拆除，能夠立刻向火災監控中心管理系統發出警報。并且該系統有記錄火災功能，將火災發生的時間、地點、火災性質等及時反饋給物業，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中的應用有很大的研究意義，并且有著可觀的發展前景以及市場應用價值。RFID技術與現代通信技術和計算機技術相融合，它的發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

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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