前言 
RFID是射頻識(shí)別技術(shù)的英文(Radio Frequency Identification)縮寫(xiě)，是20世紀(jì)90年代隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)普及而被重新認(rèn)識(shí)和得到普遍重視的一種自動(dòng)ID識(shí)別技術(shù)，是一項(xiàng)利用射頻信號(hào)通過(guò)空間耦合(電磁感應(yīng)或電磁傳播)實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸信息傳遞得到被標(biāo)識(shí)物的ID信息達(dá)到識(shí)別目的物的技術(shù)。在大量的實(shí)物試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)理論論證和實(shí)際調(diào)整，本文提出了應(yīng)用超高頻射頻技術(shù)來(lái)識(shí)別和管理計(jì)量器具的方法和技術(shù)。 

1 電力計(jì)量器具管理流程 
1.1國(guó)家電網(wǎng)公司計(jì)量器具管理模式要求 
自2000年以來(lái)，國(guó)家電網(wǎng)公司逐步走上了快速、可持續(xù)的發(fā)展道路；提出了“集約化、精細(xì)化、專(zhuān)業(yè)化”等現(xiàn)代化發(fā)展思路。要求對(duì)電能計(jì)量器具進(jìn)行專(zhuān)業(yè)化、精細(xì)化管理。 
北京電力公司電力電能計(jì)量中心自2004年成立，同其他直轄市、部分網(wǎng)省公司的電能計(jì)量中心一樣，負(fù)責(zé)北京電力公 司用于貿(mào)易結(jié)算及用于內(nèi)部考核用計(jì)量器具的集中檢定工作，并負(fù)責(zé)將檢定合格的計(jì)量器具配送到屬地供電公司。即要將幾乎所有的計(jì)量器具進(jìn)行集中首檢和統(tǒng)一配送工作。鑒于這些計(jì)量器具分配去向不一致以及現(xiàn)代管理的精細(xì)化要求，需要將管理真正達(dá)到單元管理的層次即管理系統(tǒng)應(yīng)確切紀(jì)錄每具計(jì)量器具的整個(gè)生命過(guò)程和即時(shí)的存在狀態(tài)。 
這就要求對(duì)每具計(jì)量器具的每一次操作或器具自身的每一次改變都要進(jìn)行準(zhǔn)確追蹤和記錄，以得到每具器具的全過(guò)程紀(jì)錄，達(dá)到全生命管理的目的。 

1.2電力公司計(jì)量器具管理流程 
根據(jù)國(guó)網(wǎng)公司管理要求，各網(wǎng)省公司結(jié)合自己的計(jì)量管理實(shí)際都作了大量細(xì)致的改進(jìn)工作。對(duì)于北京電力電能計(jì)量中心，目前每年大約有50萬(wàn)的檢定工作（以后還會(huì)增加），為了達(dá)到器具的全生命信息管理為每具器具設(shè)置了“待到貨-到貨-庫(kù)存待檢-工區(qū)待檢-……-報(bào)廢鑒定-報(bào)廢”等30多個(gè)狀態(tài)，這些狀態(tài)間的改變必須經(jīng)過(guò)特定的操作，即對(duì)每具器具的任何一次狀態(tài)改變都需要至少對(duì)器具進(jìn)行一次識(shí)讀確認(rèn)。這對(duì)于50萬(wàn)器具的出入庫(kù)、交接等都是必須的，同時(shí)也是相當(dāng)麻煩的，如果是用手工錄入或是逐一掃描方式都是不實(shí)用的。這要求我們找到一種能夠快速、準(zhǔn)確識(shí)讀批次設(shè)備的方式。就是射頻技術(shù)。 

2 射頻識(shí)別技術(shù)在計(jì)量器具管理中的應(yīng)用 
根據(jù)射頻工作頻率（閱讀器發(fā)送無(wú)線信號(hào)時(shí)所使用的 

頻率）的不同，RFID系統(tǒng)可分為低頻、高頻、超高頻和微波系統(tǒng)。RFID系統(tǒng)頻譜如圖1所示。 
其中，中、低頻工作的識(shí)別系統(tǒng)工作原理基本是電磁感應(yīng)式，即變壓器模型，通過(guò)空間高頻交變磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)耦合，依據(jù)的是電磁感應(yīng)定律，如圖2-a所示。典型工作頻率：125kHz、225kHz和13.56MHz。典型識(shí)別距離為0-15cm。 
而超高頻、微波工作的遠(yuǎn)距離識(shí)別基于電磁傳播或電磁反向散射耦合（即雷達(dá)原理模型），依據(jù)的是電磁波的空間傳播規(guī)律，如圖2-b所示。典型工作頻率：433MHz、915MHz、2.45GHz和5.8GHz。典型識(shí)別距離為3-10m。 


 超高頻的應(yīng)用主要是在860MHz～930MHz的頻率范圍。此類(lèi)標(biāo)簽的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量大，閱讀距離較遠(yuǎn)，可為幾米到十幾米的距離。適應(yīng)于高速運(yùn)動(dòng)的物體，主要應(yīng)于用于物流管理、物品識(shí)別等領(lǐng)域。目前在歐美國(guó)家的應(yīng)用較為廣泛，國(guó)內(nèi)的應(yīng)用尚處于起步階段。國(guó)際上應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)主要為ISO 18000中第6部分中900MHz的射頻識(shí)別技術(shù)．針對(duì)我們的器具實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)所和識(shí)讀要求，我們選擇此波段。 
計(jì)量器具射頻識(shí)別系統(tǒng)的硬件部分與普通系統(tǒng)基本一致，只是為了保證群讀效果，使用四個(gè)天線聯(lián)合讀取。如上圖4所示，上下分布能夠?qū)?yīng)貨箱的不同高度，讀取方便,相對(duì)分布可以保證盡量少的遺留讀取盲區(qū)。 
3.2 試驗(yàn)選型及效果 
為了更適合實(shí)際使用，在設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)階段我們模擬實(shí)際，進(jìn) 

行了試驗(yàn)選型。首先，將選定頻段的寫(xiě)入序列號(hào)信息的條碼標(biāo)簽貼入實(shí)際的電能表樣品內(nèi)部，將電能表無(wú)方向性地平放入周轉(zhuǎn)箱內(nèi)，周轉(zhuǎn)箱再依次摞放在一起推過(guò)射頻識(shí)別門(mén)（如圖4），看能夠識(shí)別的數(shù)量。影響因素為：天線數(shù)量、天線位置、天線種類(lèi)。 
為了達(dá)到讀取效果，我們用一個(gè)閱讀器配置4個(gè)天線，天線位置在理論和每次的實(shí)際試驗(yàn)中核實(shí)確實(shí)是圖示效果最佳。下面試驗(yàn)是天線種類(lèi)的選擇，我們可選的為A品和C品（代表廠家名稱(chēng)），試驗(yàn)條件、試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果如表2所示。 
因此，我們選擇C讀寫(xiě)器作為我們的預(yù)用設(shè)備。目前，模擬試驗(yàn)基本都能達(dá)到或超過(guò)預(yù)期效果，只待實(shí)際調(diào)試使用。 

4 應(yīng)用前景及發(fā)展方向 
標(biāo)準(zhǔn)化是推動(dòng)產(chǎn)品廣泛獲得市場(chǎng)接受的必要措施，但射頻識(shí)別讀取機(jī)與標(biāo)簽的技術(shù)仍未統(tǒng)一，因此無(wú)法一體適用。而不同制造商所開(kāi)發(fā)的卷標(biāo)通訊協(xié)議，適用于不同的頻率，且封包格式不一。就目前看來(lái)，現(xiàn)在普遍使用的134KHz和13.56MHz頻段因傳輸距離不夠長(zhǎng)而限制了閱讀器和RFID標(biāo)簽間的傳輸距離，使得若干標(biāo)簽不能有效地被讀取，而跨越UHF頻段的最大問(wèn)題是沒(méi)有絕大多數(shù)的RFID系統(tǒng)和卷標(biāo)供貨商，以及設(shè)備無(wú)法相互支持UHF頻段。因此，各公司、自動(dòng)識(shí)別中心與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織都正致力于制訂射頻識(shí)別標(biāo)簽的標(biāo)準(zhǔn)，以求所有的標(biāo)簽?zāi)芘c任何讀取機(jī)兼容。 
隨著射頻技術(shù)的廣泛應(yīng)用和標(biāo)準(zhǔn)化，相信射頻設(shè)備及標(biāo)簽成本一定會(huì)大大降低，而且會(huì)因?yàn)槠鋼碛械谋Ｃ苄院瓦h(yuǎn)距離識(shí)別性，必將使設(shè)備管理水平達(dá)到一個(gè)新的高度。