基于RFID的埋地PE管道电子标识系统研究
发布时间：2021-10-12 13:35
地下管线是城市基础建设的重要组成部分,包括电力管线、电信管线、供热管线、燃气管线、给水管线、污水管线等,这些管线担负着信息的传递、能源的输送以及废污的排放。伴随着城市规模不断扩大,地下施工日益频繁,一旦损坏其中某些管线,将会造成巨大的经济损失。因此,如何在地面日常维护过程中对地下管线进行快速、准确定位,提高管理和施工效率,对城市基础建设具有重大意义。地下管线种类繁多,探测手段因管线种类和应用而异,本文针对近年来在燃气、给水排水等工程项目中广泛应用的PE管道进行探测。这方面,电子标识系统具有定位快速、准确、操作简单、成本较低、便于携带的优点,逐步应用于埋地PE管道探测,本文针对电子标识系统进行研究,主要工作如下:本文介绍了地下管道探测的研究背景和国内外主要探测技术的发展现状,提出了本文的研究目标为电子标识系统设计。针对现阶段电子标识系统成本高、探测管道最大埋深为2米,无法满足实际工程需要的现状,明确了本文的工作内容是基于市场通用RFID标签芯片的1.5米、2.4米、3米埋深的电子标识系统的设计与实现。本文分析了土壤条件对电磁场信号传播的影响,电磁场在地下介质中传播时会产生不同于空气介质的...
【文章来源】：北京工业大学北京市 211工程院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 雷达探测
1.2.2 声学管道探测法
1.2.3 磁感应探测法
1.3 本文的研究内容和目标
1.4 本文的组织结构
第2章 RFID基础理论
2.1 RFID技术原理
2.1.1 RFID系统的工作原理
2.1.2 RFID系统分类
2.2 电磁感应基本理论
2.2.1 毕奥-萨伐尔定律
2.2.2 法拉第电磁感应定律与楞次定律
2.2.3 动生电动势与感生电动势
2.2.4 涡流与趋肤效应
2.2.5 互感
2.2.6 系统模型理论计算
2.3 本章小结
第3章 系统硬件设计与实现
3.1 系统组成及整体方案
3.2 系统定位距离分析
3.2.1 土壤对电磁场信号的影响
3.2.2 磁导率与磁化率
3.2.3 电导率与介电常数
3.2.4 地下定位距离研究
3.3 标识器设计
3.3.1 市场调研
3.3.2 标识器芯片简介
3.4 线圈谐振设计及实验
3.5 发射电路设计
3.5.1 正弦波信号发生电路
3.5.2 信号放大电路
3.6 接收电路设计
3.6.1 信号提取电路
3.6.2 二极管检波电路
3.6.3 低通滤波电路
3.6.4 信号处理电路
3.6.5 电源及参考电压电路
3.7 本章小结
第4章 系统软件设计
4.1 曼彻斯特解码程序
4.1.1 曼彻斯特编码定义
4.1.2 曼码具体时序
4.1.3 曼彻斯特解码程序设计
4.2 数据钝化处理
4.2.1 不同距离调试结果
4.2.2 数据钝化处理
4.2.3 改进的解码算法
4.3 定位仪软件设计
4.3.1 定位仪软件工程的建立
4.3.2 主函数
4.3.3 图形化界面设计
4.3.4 定位仪操作软件设计
4.4 系统定位时间
4.5 本章小结
第5章 系统测试
5.1 标识器识别测试
5.2 功耗分析
5.3 电子标识系统测试
5.4 本章小结
绪论
参考文献
攻读硕士学位期间所发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]埋地PE管道声学定位探测技术应用研究[J]. 曾岳梅,贾向炜,李英杰. 煤气与热力. 2015(07)
[2]二极管包络检波电路原理及失真探究[J]. 常亮. 电子测试. 2013(17)
[3]曼彻斯特编码的解码及其应用[J]. 郗大海,李中跃. 辽宁省交通高等专科学校学报. 2010(04)
[4]探地雷达应用概述[J]. 李嘉,郭成超,王复明,张景伟. 地球物理学进展. 2007(02)
[5]基于射频识别的地下管线电子标识系统[J]. 冯仰敏,嵇启春. 计算技术与自动化. 2006(S2)
[6]综述RFID技术及其应用领域[J]. 李泉林,郭龙岩. 中国电子商情（RFID技术与应用）. 2006(01)
博士论文
[1]感应耦合式电能传输系统的理论与技术研究[D]. 张旭.中国矿业大学（北京） 2011
硕士论文
[1]RFID技术在压裂滑套中的应用研究与实现[D]. 申志伟.西南石油大学 2017
[2]海底石油管道的声学检测方法及其三维可视化系统研究[D]. 丁建棣.天津大学 2017
[3]海底管道声学探测方法中的问题分析[D]. 刘臻.中国海洋大学 2015
[4]磁耦合无线能量传输系统的线圈优化设计[D]. 吕超.北京交通大学 2015
[5]通用低频RFID阅读器的研究[D]. 吕小燕.杭州电子科技大学 2013
[6]RFID低频读写器的研究与实现[D]. 陈文浩.大连海事大学 2008
[7]埋地钢质燃气管道腐蚀检测与评估方法研究[D]. 张正义.重庆大学 2004
本文编号：3432682
【文章来源】：北京工业大学北京市 211工程院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 雷达探测
1.2.2 声学管道探测法
1.2.3 磁感应探测法
1.3 本文的研究内容和目标
1.4 本文的组织结构
第2章 RFID基础理论
2.1 RFID技术原理
2.1.1 RFID系统的工作原理
2.1.2 RFID系统分类
2.2 电磁感应基本理论
2.2.1 毕奥-萨伐尔定律
2.2.2 法拉第电磁感应定律与楞次定律
2.2.3 动生电动势与感生电动势
2.2.4 涡流与趋肤效应
2.2.5 互感
2.2.6 系统模型理论计算
2.3 本章小结
第3章 系统硬件设计与实现
3.1 系统组成及整体方案
3.2 系统定位距离分析
3.2.1 土壤对电磁场信号的影响
3.2.2 磁导率与磁化率
3.2.3 电导率与介电常数
3.2.4 地下定位距离研究
3.3 标识器设计
3.3.1 市场调研
3.3.2 标识器芯片简介
3.4 线圈谐振设计及实验
3.5 发射电路设计
3.5.1 正弦波信号发生电路
3.5.2 信号放大电路
3.6 接收电路设计
3.6.1 信号提取电路
3.6.2 二极管检波电路
3.6.3 低通滤波电路
3.6.4 信号处理电路
3.6.5 电源及参考电压电路
3.7 本章小结
第4章 系统软件设计
4.1 曼彻斯特解码程序
4.1.1 曼彻斯特编码定义
4.1.2 曼码具体时序
4.1.3 曼彻斯特解码程序设计
4.2 数据钝化处理
4.2.1 不同距离调试结果
4.2.2 数据钝化处理
4.2.3 改进的解码算法
4.3 定位仪软件设计
4.3.1 定位仪软件工程的建立
4.3.2 主函数
4.3.3 图形化界面设计
4.3.4 定位仪操作软件设计
4.4 系统定位时间
4.5 本章小结
第5章 系统测试
5.1 标识器识别测试
5.2 功耗分析
5.3 电子标识系统测试
5.4 本章小结
绪论
参考文献
攻读硕士学位期间所发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]埋地PE管道声学定位探测技术应用研究[J]. 曾岳梅,贾向炜,李英杰. 煤气与热力. 2015(07)
[2]二极管包络检波电路原理及失真探究[J]. 常亮. 电子测试. 2013(17)
[3]曼彻斯特编码的解码及其应用[J]. 郗大海,李中跃. 辽宁省交通高等专科学校学报. 2010(04)
[4]探地雷达应用概述[J]. 李嘉,郭成超,王复明,张景伟. 地球物理学进展. 2007(02)
[5]基于射频识别的地下管线电子标识系统[J]. 冯仰敏,嵇启春. 计算技术与自动化. 2006(S2)
[6]综述RFID技术及其应用领域[J]. 李泉林,郭龙岩. 中国电子商情（RFID技术与应用）. 2006(01)
博士论文
[1]感应耦合式电能传输系统的理论与技术研究[D]. 张旭.中国矿业大学（北京） 2011
硕士论文
[1]RFID技术在压裂滑套中的应用研究与实现[D]. 申志伟.西南石油大学 2017
[2]海底石油管道的声学检测方法及其三维可视化系统研究[D]. 丁建棣.天津大学 2017
[3]海底管道声学探测方法中的问题分析[D]. 刘臻.中国海洋大学 2015
[4]磁耦合无线能量传输系统的线圈优化设计[D]. 吕超.北京交通大学 2015
[5]通用低频RFID阅读器的研究[D]. 吕小燕.杭州电子科技大学 2013
[6]RFID低频读写器的研究与实现[D]. 陈文浩.大连海事大学 2008
[7]埋地钢质燃气管道腐蚀检测与评估方法研究[D]. 张正义.重庆大学 2004
本文编号：3432682
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