胡攀攀，賓新鳳

（1桂林特種設備檢驗所 廣西 桂林 541004）

（2桂林電子科技大學商學院 廣西 桂林 541004）

1 引言

自從加入WTO后，我國電梯檢驗行業(yè)面臨更加嚴峻的挑戰(zhàn)。首先，經(jīng)濟全球化使得國外先進檢驗技術和管理方式不斷涌入，對我國現(xiàn)行檢驗手段和管理方式帶來很大的沖擊。其次，特種設備檢驗機構面臨轉企改制的問題，這無疑對特種設備檢驗機構既是機遇又是挑戰(zhàn)。最后就是近年來我國電梯萬臺事故起數(shù)和死亡人數(shù)持續(xù)下降，安全形勢穩(wěn)定向好，但隨著電梯保有量持續(xù)增長，老舊電梯逐年增多，電梯困人故障和安全事故時有發(fā)生，社會影響較大，當前我國的電梯質量安全工作面臨異常嚴酷的環(huán)境。為進一步加強電梯質量安全工作，保障人民群眾乘用安全和出行便利，我國電梯檢驗行業(yè)要如何應對才能求得生存和發(fā)展呢？本論文認為應該按照高質量發(fā)展的要求，進一步強化質量安全意識，以改革創(chuàng)新為動力，以落實生產(chǎn)使用單位主體責任為重點，以科學監(jiān)管為手段，預防和減少事故，降低故障率，不斷提升電梯質量安全水平，讓人民群眾安全乘梯、放心乘梯，滿足人民日益增長的美好生活需要，然而，其中一個重要舉措就是改善和優(yōu)化電梯檢驗系統(tǒng)[1-3]。

2 我國電梯檢驗工作的現(xiàn)狀

近年來，由于我國二胎政策的開放，使得新生嬰兒的數(shù)量不斷增加，同時由于我國經(jīng)濟的穩(wěn)定發(fā)展，人們的物質生活得到明顯提高，故對電梯的需求隨之增加，這無疑對電梯檢驗工作既是機遇又是挑戰(zhàn)。然而，目前我國電梯檢驗工作是由檢驗人員自帶工具到現(xiàn)場進行檢驗，主要以目測電梯運行狀況為主，以測量實驗為輔的手段來進行電梯檢驗工作，檢驗人員主要通過低效率的純手工方式來記錄檢驗的結果，這樣的記錄方法不僅浪費時間而且還浪費人力，甚至還會受檢驗人員的檢驗水平以及工作方式的影響，因此無法滿足市場需求。

基于以上分析可以看出：目前我國電梯檢驗工作面臨競爭激烈的市場環(huán)境，因此，為解決目前我國電梯檢驗工作面臨的困境，本論文認為其中一個不錯的方法就是充分利用RFID技術來優(yōu)化和改善電梯輔助檢驗系統(tǒng)，即給每臺電梯都安裝一個RFID電子標簽[7]，在后臺數(shù)據(jù)庫中建立電梯身份檔案，利用嵌入式方法[4-6]給每臺受檢電梯安裝一個手持終端設備，要求該手持終端設備必須具備RFID識別功能，進而它可以快速準確識別電梯的身份信息，最終保證檢驗工作的正常進行。故本論文以電梯檢驗系統(tǒng)為研究對象，基于RFID識別技術對電梯檢驗系統(tǒng)進行系統(tǒng)的研究分析，然后設計出優(yōu)化方案，使其滿足檢驗工作的需求。

3 電梯檢驗系統(tǒng)的總體框架

為便于讀者可以清晰并且直觀的了解到整個電梯檢驗輔助系統(tǒng)的總體情況，本論文采用繪圖的方式將其呈現(xiàn)，如圖1所示。在本論文中，數(shù)據(jù)中心[8]的作用主要是存儲有關電梯的相關數(shù)據(jù)信息，并且為整個電梯輔助檢驗系統(tǒng)提供所需的數(shù)據(jù)，包括歷史的數(shù)據(jù)以及最新的數(shù)據(jù)，為實現(xiàn)各個檢驗功能鑒定良好的基礎；RFID電子標簽的功能主要是為整個電梯輔助檢驗系統(tǒng)存儲電梯的有關信息，以及確認電梯是否滿足現(xiàn)場檢驗條件，確保檢驗人員到達現(xiàn)場后可以進行檢驗工作；在實際的檢驗工作過程中，RFID電子標簽與電梯輔助檢驗系統(tǒng)需要進行信息的交互，二者的信息交互需要一個中轉站，這個中轉站就是每臺受檢電梯上安裝的手持終端設備，在取得受檢電梯的有關信息之后，手持終端設備立即與數(shù)據(jù)中心交互信息，這種交互方式是通過GPRS進行的，而且一旦建立起RFID電子標簽，用戶可以隨時查看維保記錄，用戶也可以自己記錄在使用電梯過程中發(fā)現(xiàn)的問題。

本論文的研究對象是RFID系統(tǒng)，即圖1虛線框中的內(nèi)容。眾所周知，電梯硬件故障的情況時有發(fā)生，這樣一來，檢驗人員到達現(xiàn)場時，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場不具備檢驗條件（如停電、故障等），影響檢驗人員的檢驗工作。而RFID電子標簽附著于電梯上，在現(xiàn)場檢驗之前，電子標簽能確認電梯是否滿足現(xiàn)場檢驗條件，可以確保檢驗人員到達現(xiàn)場后可以進行檢驗工作。在實際的檢驗工作中，將讀寫器安裝于手持終端之中，當工作人員對電梯進行檢驗時，首先可以通過手持終端對電子標簽進行識別，然后通過GPRS從數(shù)據(jù)中心下載檢驗任務，檢驗人員對檢驗任務進行專業(yè)的研究分析后對其進行檢驗工作，完成檢驗工作之后，需要將檢驗的結果數(shù)據(jù)上傳到數(shù)據(jù)中心，這個過程是通過GPRS進行傳遞的。此外，手持終端中的讀寫器兼有讀與寫的功能，檢驗人員就可以利用讀寫器將檢驗的結果寫入電子標簽中。所以，借助RFID技術可以方便調取以往的檢驗檔案，便于做出更加全面準確的判斷以及更新設備信息，方便使用單位和維保單位整改及排查隱患，降低了電梯故障率以及事故率的發(fā)生。并且在電梯檢驗后，使用單位可以隨時查看該電梯檢驗報告的出具情況。

圖1

4 RFID系統(tǒng)的設計

4.1 RFID系統(tǒng)的硬件設計

目前，行業(yè)內(nèi)主要是依據(jù)電子標簽的工作頻率的高低這個指標將RFID系統(tǒng)劃分為不同的頻段系統(tǒng)，人們可以根據(jù)自己所需要的電子標簽的工作頻率的高低來選擇RFID系統(tǒng)?；谝陨戏治?，本次設計要求系統(tǒng)具有較高的工作頻率，因此，本次設計選擇超高頻系統(tǒng)，該超高頻系統(tǒng)的工作頻率為930MHz的，滿足本次設計對于高工作頻率的需求。

（1）電子標簽

無源電子標簽（電子標簽又稱射頻標簽，電子標簽與閱讀器之間通過耦合元件實現(xiàn)射頻信號的空間(無接觸)耦合，在耦合通道內(nèi)，根據(jù)時序關系，實現(xiàn)能量的傳遞和數(shù)據(jù)交換。）具有市場最為重視的優(yōu)勢，即該標簽的價格同比與其他的標簽的價格要便宜，因此，該標簽被企業(yè)大量應用于各種頻段的系統(tǒng)，具有巨大的市場潛力，超高頻無源電子標簽芯片的設計主要是基于ISO/IEC18000-6C新標準，具有工作頻率高以及成本低等優(yōu)勢。根據(jù)目前我國的特種設備（包括電梯設備）基本上都是金屬材質的現(xiàn)狀，為了滿足本次優(yōu)化設計的需求，RFID卡的選擇標準必須具有抗金屬的性能，基于以上分析，因此本次優(yōu)化設計選擇的電子標簽應該同時包含以上優(yōu)點，而抗金屬超高頻無源電子標簽正好具備以上所有優(yōu)點，因此本次優(yōu)化設計選擇該電子標簽。

（2）讀寫器

手持終端上的讀寫器具備讀與寫的功能，可以識別電梯上的RFID電子標簽，可以根據(jù)電梯上RFID電子標簽的信息來識別電梯的狀況，是RFID的讀寫終端設備，因此，讀寫器的應用非常廣泛，目前主要廣泛應用于身份識別等方面。

①射頻前端電路的設計

射頻前端芯片對移動終端具有舉足輕重的作用，它的性能直接決定了移動終端的重要性能指標，例如：通信模式、通話穩(wěn)定性等，甚至直接影響到終端用戶的體驗。本次設計選擇IMPINJ R2000射頻前端芯片，該芯片的接收靈敏度可達82dbm，比其他型號的芯片更加適合惡劣的應用環(huán)境，因此，其性能在業(yè)界居于最高位置。

②數(shù)字基帶電路的設計

數(shù)字基帶電路[9]是指數(shù)字邏輯電路或者系統(tǒng)，它的制作設計主要是將元器件和連線集成于同一半導體芯片上。目前業(yè)界主要是根據(jù)數(shù)字基帶電路中包含的門電路或元器件數(shù)，將其劃分為不同的集成電路，即小、中、大、超大規(guī)模集成電路。

③電源電路的設計

讀寫模塊的供電主要是借助于電梯檢驗輔助系統(tǒng)中的手持終端，該手持終端為其提供芯片和電池，該芯片的作用主要是管理電源，該電池的容量很大，可以實現(xiàn)軟件控制讀寫模塊的電源輸入，然而，為了解決讀寫模塊上的芯片對電源紋波都比較敏感這個問題，而LDO器件對電源紋波的敏感度比較低，所以本次電源電路的優(yōu)化設計全部采用該器件。

（3）數(shù)據(jù)的交互方式

RFID數(shù)據(jù)的交互方式[10]是讀寫器與電子標簽之間的射頻耦合。電子標簽天線驅動標簽工作以及為芯片供電的能量主要來自于電磁波，而該電磁波的來源主要是讀寫器天線發(fā)射出去之后，電子標簽芯片將該電磁波吸收。而芯片工作之后會使內(nèi)部信息以電磁波形式發(fā)射出去，這些電磁波被讀寫器接收后即可轉化為有用信息。

4.2 RFID系統(tǒng)的軟件設計

基于我國綜合國力的日漸增強，計算機技術、通訊技術也迅猛發(fā)展，目前我國很多生產(chǎn)和制造RFID模塊硬件的企業(yè)都開發(fā)了驅動程序，該驅動程序是基于WindowsCE并且由C++語言編寫而成的。為了滿足檢驗人員的工作需要，因此本次優(yōu)化設計介紹的讀寫器是手持式的終端設備，并且應該兼有RFID識別功能，由于手持終端的應用程序由專業(yè)的程序員使用C++語言進行開發(fā)，因此，RFID模塊的軟件設計也使用C++語言進行開發(fā)。

5 結語

為解決我國目前電梯檢驗工作效率低、電梯故障率以及電梯事故率逐年增多等問題，以電梯檢驗系統(tǒng)為研究對象，基于RFID識別功能對電梯檢驗輔助系統(tǒng)進行系統(tǒng)的研究分析，然后設計出優(yōu)化方案，使其滿足檢驗工作的需求。研究表明：經(jīng)過電梯檢驗系統(tǒng)的優(yōu)化改善，提升了檢驗效率，降低了電梯故障率以及電梯事故率的發(fā)生，為電梯檢驗人員的檢驗工作提供了便利。

[1]Eva M.Goellner,David Svilar,Karen H. Almeida,Robert W.Sobol. Targeting DNA Polymerase ? for Therapeutic Intervention[J].Current Molecular Pharmacology,2012,5(1).

[2]NAKAMURA Motoyoshi. Remote Monitoring System Utilized for Maintenance of Elevators[J]. JOURNAL OF JAPANESE SOCIETY OF TRIBOLOGISTS,2017,62(11).

[3]劉勇.RFID技術在電梯檢驗系統(tǒng)中的應用標準[J].中國標準化，2016(11)：200-201.

[4]王丹.基于RFID技術的醫(yī)療耗材庫存模型研究[D].合肥工業(yè)大學，2017.

[5]范體軍，張麗，李琳，徐燕翼.基于RFID技術的零售型供應鏈投資決策研究[J].管理學報，2013，10(08)：1230-1237.

[6]李曉靜.基于RFID技術的發(fā)動機缸體制造過程質量控制方法及系統(tǒng)研究[D].合肥工業(yè)大學，2017.

[7]盛中華.基于物聯(lián)網(wǎng)RFID技術的光纖7簽的應用研究[D].聊城大學，2017.

[8]李丹，陳貴海，任豐原，蔣長林，徐明偉.數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡的研究進展與趨勢[J].計算機學報，2014，37(02)：259-274.

[9]池天通.數(shù)字集成功率放大器整體電路設計[J].電子制作，2017(Z1)：83-84.

[10]鄒楓.智能交通車路協(xié)同系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互方式設計與驗證[A].中國土木工程學會城市軌道交通技術工作委員會、世界軌道交通發(fā)展研究會.2015中國（天津）區(qū)域軌道交通發(fā)展及裝備關鍵技術論壇暨第24屆地鐵學術交流會論文集[C].中國土木工程學會城市軌道交通技術工作委員會、世界軌道交通發(fā)展研究會,2015:13.