RFID射频识别技术在智能建筑火灾检测中的应用

王迪+郭莉莉+李晶晶+肖博仁

在如今信息通讯高速发展的时代，物联网成为21世纪最热门的研究对象。然而在物联网中的射频识别（RFID）技术成为了发展最迅速的技术之一，射频识别技术以独特的优势，广泛应用在工业自动化，交通运输控制管理，和智能建筑等领域。RFID是一种非接触式的自动识别技术，RFID技术可以识别高速运动的物体并可以同时读取多个标签，快捷方便。短距离的射频产品不怕油渍、灰尘污染等恶劣的环境，能够更好的运用在建筑当中。

【关键词】射频识别 RFID标签 天线 火灾检测

1 引言

RFID（Radio Frequency Identification）无线射频识别又称电子标签，是一种非接触式的自动识别技术，它通过无线射频信号自动获取目标的数据信息，不需要人工干预，可在恶劣环境中工作。

随着RFID技术在国内逐渐成熟和成本比之前有着大幅度的降低，RFID技术在国内的应用范围逐渐扩大。RFID技术目前已经应用于很多领域，RFID技术虽然在智能建筑火灾检测系统中已有所应用，但应用水平还不是很高，而且应用范围有限，还有很大的发展空间。

2 RFID射频技术概述

2.1 RFID射频系统组成

基本的RFID系统由RFDI标签、RFID读写器、中间件及应用软件等四部分组成。

2.1.1 RFDI标签

RFDI标签主要由RFDI芯片和芯片天线组成。RFID标签根据工作方式可以分为主动式（有源）和被动式（无源）两类。RFID标签的内部结构可以分为射频前端、模拟前端、数字基带处理单元和EEPROM存储单元。

芯片天线是RFID标签与读写器实现射频信号连接和传输的设备。它可以把高频电磁能（信息）通过各种形状的金属导体向空间辐射出去，也可以接收空间的电磁能（信息）。天线的频率可以分为低频（LF 135KHz以下），高频（HF 13.56MHz），超高频（UHF 860M～960MHz），微波（MW 2.4G）。在各个波段，天线的原理及设计有本质的不同。标签天线采用50或75欧姆输入阻抗进行设计，但实际的输入阻抗值是不确定的，很难获得准确的数值，因此，天线设计难以达到最佳状态，这也给天线的研发带来了很大的挑战。

2.1.2 RFID读写器

读写器也称为读写器，是对RFID标签进行读写操作的设备，主要包括射频模块和数字信号处理单元两个部分。读写器以单片机为控制核心，常用的单片机型号为AT89系列、STC系列等。利用RFID读写基站对射频卡进行数据的读写。在通信模块设计中采用USB 高速通信接口。

2.1.3 中间件

中间件是一种面向消息的，可以接收一个或者多个读写器发送的数据，并对数据进行并行处理，返回处理结果的位于平台和应用之间的通用服务。中间件具有运行于多种硬件和OS平台之间，能够满足大量应用的需要，支持标准协议和接口，提供跨网络、硬件和OS平台的透明性服务或应用的交互的特点，并且支持分布式计算。

2.1.4 应用软件

RFID应用软件是面向RFID应用终端用户的人机交互界面，协助使用者完成对读写器的指令操作及对中间件的设置。

2.2 RFID射频技术工作原理

RFID射频技术工作原理是：当RFID标签进入磁场中时，接收器发出射频信号，凭借感应电流所获得的能量发出储存在芯片中产品的数据信息，或者主动给解读器发送信号；解读器读取信息并解码后，将数据信息送至中央信息系统进行相关处理。RFID射频技术工作原理如图1所示。

3 RFID技术在智能建筑火灾检测系统中的应用

现如今建筑的消防系统成为了房地产商一大难题，火灾发生初期，消防员很难得到火灾发生的具体位置，从而拖延了消防的时间。如今RFID技术在国内发展迅速，为了保障人民和财产的安全，在火灾报警探测器当中引用RFID技术，充分发挥其优势，构建一个适应性强、安全度高、数据信息更加快速准确的火灾报警管理系统。

系统在建筑中的火灾报警探测器中部署有定位监控的讀写器，用于识别标签在建筑中的位置信息，并实时监控火灾报警探测器的监控情况及自身是否发生故障，如果发生火灾或者出现故障时，能及时反馈给火灾监控中心管理系统。

系统采用标签防拆除系统，如果定位监控标签遭到恶意拆除，能够立刻向火灾监控中心管理系统发出警报。并且该系统有记录火灾功能，将火灾发生的时间、地点、火灾性质等及时反馈给物业，为后期火灾事故处理提供便利条件。

4 结束语

我国对RFID技术的应用还处于发展阶段，技术水平有待进一步提高。而且应用领域还不是特别广泛，在我国智能建筑领域的应用也有限，并且总的应用水平不高，特别是用在火灾检测系统中的案例更是甚少。因此，RFID技术在智能建筑无线火灾检测系统中的应用有很大的研究意义，并且有着可观的发展前景以及市场应用价值。RFID技术与现代通信技术和计算机技术相融合，它的发展将会给智能建筑带来新的生命力，本文的研究对RFID技术在智能建筑火灾检测系统中的应用研究以及在整个智能建筑中的应用起到推动作用。

参考文献

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作者单位

沈阳城市建设学院信息与控制工程系 辽宁省沈阳市 110167