? 读取功率

? 应答器天线对于阅读器天线的定位

无线射频识别供电机理如图2所示，当应答器位于阅读器的电磁感应区域时，大量的磁力线通过应答器和阅读器天线。能量大小取决于阅读器产生多少磁力线通过应答器的天线，这直接影响到读取范围。

? 最好两个天线面对面平行

? 当两个天线互相垂直时，读取范围为0

? 不同的定位方向会导致不同的读取范围

3 射频阅读器和识别器设计

无源射频识别器不装有电池，在阅读器的读出范围之外时，识别器处于不工作状态。当位于阅读器的读出范围之内时，识别器从阅读器发出的射频能量中提取工作所需电源。介于这种工作特点，无源射频识别器非常适用于地下管线的标识和定位。

射频阅读器和识别器的核心在于RFID芯片。通常RFID芯片供电电压1.8V-5.5V，带有4K、16K或64K的E2PROM，通过片内串行总线I2C或者射频进行数据传输。图3为RFID芯片ST25的识别器电路原理图。射频识别芯片通过SCL和SDA和主控制器芯片完成通讯。控制器再和上位机完成信息交换传输。

一般控制器由单片机、ARM等设计。目前很多单片机和ARM核心芯片已经带有GPS功能，通过GPS模块可以便捷的完成GPS定位，便于日后识别器的定位。这类单片机和ARM芯片通常带有丰富的网络通讯功能，如GPRS、WIFI、红外、蓝牙等等。通过这些模块可以远程完成和通过设备管理系统的通讯。

识别芯片带有内置E2PROM，可以将应答器关联的设备信息进行存储，比如管径、经纬度、埋深、维修记录等等。

图3 识别器电路原理图

4 优缺点

目前用于管道探测技术主要有管线定位仪、探地雷达和射频标识器。他们具有如下优缺点。

管线定位仪适用于金属管道，但不适用于非金属管道，并且在管道中插入非金属定位探头需要安排停运。新设施施工过程中非常容易损坏非金属管道里的示踪线。

探地雷达适用于各种土壤，但其校准效果取决于覆盖土层类型，因为覆土材质会影响超声波速度。对于体积较小的目标物体不适合，并且探测目标区域不能有复杂的地下管网。

射频标识器在土壤适用范围、管材使用范围比管线定位仪和探地雷达有着先天性的优点。它定位精度高，适用于各种土壤类型，适合所有管材、所有管线的管径，可以记录管线的各种特征，如阀门、三通、拐弯等。射频标识器工作时不需要管线停运，即可直接读出管线类型和维护信息，并且可以连续工作达五十年以上。