SmartHat系統(tǒng)開發(fā)者希望使建筑工地變得更安全
美國喬治亞理工學(xué)院的實時自動化工程信息與決策系統(tǒng)(RAPIDS)實驗室和杜克大學(xué)的研究人員已經(jīng)完成了對一個能量收集無線射頻識別系統(tǒng)(在工地上,當(dāng)重物太接近工人身體時,該系統(tǒng)能發(fā)出警報)的測試。該系統(tǒng)的獨特之處在于,它采用的一塊內(nèi)置電容來給標(biāo)簽供電,更節(jié)省空間,同時也避免了更換電池的麻煩。
美國國家科學(xué)基金會和建筑工業(yè)協(xié)會為該技術(shù)的研發(fā)提供了資金。過去三年,該技術(shù)在東南地區(qū)的幾個大型的建筑工地試驗過很多次。最近一次測試是大約兩周之前,在喬治亞交通局的一次道路施工設(shè)備監(jiān)控項目上完成。
裝有RFID標(biāo)簽的SmartHat樣品
該系統(tǒng)被稱作自我監(jiān)控及緊急避險警報 (SmartHat),在Jochen Teizer(喬治亞大學(xué)土木與環(huán)境工程學(xué)院助理教授)和來自北電網(wǎng)絡(luò)的Matt Reynolds(杜克大學(xué)電子與計算機工程助理教授)的領(lǐng)導(dǎo)下開發(fā)完成。近幾周,該團隊完成了系統(tǒng)的真實環(huán)境測試。
超高頻(UHF)識讀器設(shè)計成成品,安裝在施工車輛上,Teizer說,提高安全是我們關(guān)注的焦點,研究當(dāng)中我們采用過電池供電的被動式(BAP)UHF應(yīng)答器,會因為電池耗完而發(fā)生意外,而且價格也不便宜,每片貴到了500美元,最后才確定為現(xiàn)在的電容器供電的方案。電容供電的標(biāo)簽讀取范圍可達16米(52英尺),BAP標(biāo)簽為18米(59英尺),而一般要求達到35米(115英尺)。此設(shè)計的范圍只能達到5平方厘米(5英寸)。
研究人員把兩種供電模式的標(biāo)簽都裝在安全帽上進行過測試,在自卸卡車、挖土地、壓路機和輪式裝載機等上安裝識讀設(shè)備,當(dāng)這些設(shè)備靠近工人身體到一定距離,標(biāo)簽會把感應(yīng)到UHF信號轉(zhuǎn)換為直流電波讓安全帽發(fā)出聲音警報。所有芯片式被動標(biāo)簽都包含有整流器,而SmartHat標(biāo)簽卻很獨特,它還包含了微處理器和警報揚聲器。在測試當(dāng)中,標(biāo)簽把ID號傳遞給系統(tǒng),系統(tǒng)再把警報發(fā)給有危險的施工人員。整流器可以讓標(biāo)簽在信號中斷的情況下,讓警報持續(xù)10秒鐘。為了能加大感應(yīng)范圍,研究人員采用了UHF EPC Gen 2標(biāo)簽。
所有這些操作都能過后臺系統(tǒng)來實現(xiàn),研究人員由此衍生開發(fā)出其它軟件與建筑信息模型(BIM)配合使用,把工地劃分出危險區(qū),以便在這些地方布置識讀器和警報裝置,防止非法進入。這套方案還只在實驗室環(huán)境下進行過測試,研究人員計劃在真實環(huán)境來測試。
該研究團體希望與RFID廠家合作把這一技術(shù)推廣商用。Teizer預(yù)測形成規(guī)模生產(chǎn)后,每片標(biāo)簽的成本能控制在5美元以內(nèi),利潤非??捎^。由于這一方案在很多嚴酷環(huán)境下都能使用,所以應(yīng)用前景也很為廣闊。