基于rfid的长距离位移检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及长距离位移检测领域，特别是涉及一种基于RFID的长距离位移检测 装置。
【背景技术】
[0002] 行车简介：
[0003] 桥式起重机都是以桥形主梁的金属结构作为主要承载横架在车间、仓库及露天料 场固定跨间上方，并可沿轨道移动，取物装置挂在可沿桥架运行的起重小车上，使取物装置 上的重物实现垂直升降和水平移动，以及完成某些特殊工艺操作的起重机，习惯上叫做"行 车"。
[0004] 轨道交通简介：
[0005] 城市中使用车辆在固定导轨上运行并主要用于城市客运的交通系统称为轨道交 通。轨道交通是指具有固定线路，铺设固定轨道，配备运输车辆及服务设施等的公共交通设 施。
[0006] 闸门开度简介：
[0007] 闸门开度是水利工程运行管理的最基本的控制指标，它是以电机加压油缸，油缸 活杆推动闸门直线或垂直位移，水利工程上习惯叫做闸门开度，闸门开度位移表现形式有 两种一种弧形位移、一种直线位移。
[0008]目前远距离直线位移检测领域各种技术与安装方法
[0009] (1)编码电缆技术与其结构视图：
[0010] 编码电缆是一种具有一定编码规则的专用电缆，采用特殊模具以间隔相等、方向 相反、互相对称的对线形式绕制，是通信对线、地址对线、基准对线3种多组对线的合成体。
[0011] 编码电缆直线位移系统一般包括一台地址编码发射器、一台地址编码分析器、编 码电缆、天线箱等。其中编码电缆是由扁平状的PVC合成材质外壳材料和内部按照格雷码 规律编制的芯线构成。地址编码分析器安装在机车上，用于分析计算本机车所在的位置。天 线箱对与编码电缆平行非接触移动，天线箱指向的刻度即是当前位置值。
[0012] 编码电缆技术运用在行车直线位移：
[0013] 编码电缆安装的结构参见图1、图2及图3所示，图1为正视图，图2为侧视图，图 3为俯视图。测量刻度分天线箱2与编码电缆1两部分组成，编码电缆1固定在行车轨道 一侧，固定支架4使编码电缆竖排正对行车移动装置3的天线箱2,承重墙面15承接轨道 8与行车承重主梁6工作面，行车直线移动同时天线箱2也直线移动对应指向的编码电缆 1。车载位移电气系统5处理天线箱2位移信息并通过引线电缆9传至PLC (Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器），CN箱7 (限位开关）与EN箱7 (限位开关）起限 位保护作用。
[0014] 编码电缆技术运用在轨道交通位移系统：
[0015] 编码电缆安装的结构参见图4和图5所示，编码电缆位移系统分天线箱2与编码 电缆1两大部分组成，编码电缆1固定在轨道中间，固定支架4使刻度标尺横排正对机车移 动组件3的天线箱2,承重横木承接轨道8与机车移动组件3,机车轴轮10直线移动同时天 线箱2也直线移动对应指向的编码电缆1的相对位置。
[0016] 与编码电缆技术相关的专利有：公开号为CN03227402的发明专利，分类号：H01B 7/08 ;H01B 11/00。
[0017] (2)旋转编码器技术与其结构视图：
[0018] 旋转编码器是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数 字量的传感器，是目前工业、民用应用最多的传感器。一般的光电编码器主要由光栅盘和光 电探测装置组成。在伺服系统中，由于光电码盘与电动机同轴，轴旋转时，光栅盘与轴同速 旋转.经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号。通过计算每秒光 电编码器输出脉冲的个数就能反映当前轴的转速与位置。此外，为判断旋转方向，码盘还可 提供相位相差90°的2个通道的光码输出，根据双通道光码的状态变化确定轴的转向。旋 转编码器分增量型、绝对型，以下介绍为绝对型旋转编码器应用。
[0019] 绝对型旋转编码器技术运用在水利闸门开度系统。旋转编码器安装的结构参见图 6、图7、图8、图9。旋转编码器16与钢丝绳17配合，通过发条形盘卷弹簧轴带动旋转编码 器，来检测液压启闭机油缸体14的位移，从而间接检测闸门开度，也简称钢丝绳开度仪。具 体的，钢丝绳外置式弧形闸门开度仪的结构参见图6所示，钢丝绳外置式垂直平板闸门开 度仪的结构参见图7所示，钢丝绳内置式垂直平板闸门开度仪的结构参见图8所示，钢丝绳 直接设在垂直平板闸门上的开度仪的结构参见图9所示。
[0020] 目前的远距离直线位移检测装置主要就是以上二种，并还有其它例如激光反射直 线位移、GPRS直线位移等等。这些装置在使用时均存在如下缺陷：换算环节较多，易受外界 环境影响，检测精度较低，安全可靠性较差，制造工艺复杂，成本较高，维修不便，需要对源 尺供电，测量位移距离限制。
【发明内容】
[0021] 本发明的目的是为了克服上述【背景技术】的不足，提供一种基于RFID(Radio Frequency Identification，射频识别）的长距离位移检测装置，具有检测精度高、安全可 靠性高、Tag(标签）标尺无需电源、无惧损坏、单个Tag标尺故障不影响整个系统工作、实 测距离无限制的特点。
[0022] 本发明提供的一种基于RFID的长距离位移检测装置，包括分别固定于具有相对 位移功能的第一结构和第二结构上的Tag标尺和Tag读写器，所述Tag标尺和Tag读写器 相对设置、且Tag标尺和Tag读写器之间设有空隙，所述Tag读写器与计算机相连。
[0023] 在上述技术方案中，所述装置采用差分算法原理进行测量物体相对某一基准位 移量的计算，具体公式如下：X = ((a1+...+anl)/nl+(b1+~+bn2)/n2+(c 1+~+cn3)/n3+(d1+... +dn4) /n4+- + %+??? +kJ /nk) /k，其中，X为不同状态下基于RFID的长距离位移检测装置的 位置数据，k为Tag读取器中RFID天线系统部件的数量，nl、n2…nk分别为每个RFID天线 系统部件所接收信号对应的Tag标尺部件标签的数量， &1、a2~anl分别表示RFID天线系统 部件一所接收信号对应的各个Tag标尺部件标签，bplv-bd分别表示RFID天线系统部件 二所接收信号对应的各个Tag标尺部件标签， Cl、(V" (一分别表示RFID天线系统部件三所 接收信号对应的各个Tag标尺部件标签，屯、d2~dn4分别表示RFID天线系统部件四所接收 信号对应的各个Tag标尺部件标签，…，kp匕…knk分别表示第K个RFID天线系统部件所 接收信号对应的各个Tag标尺部件标签。
[0024] 在上述技术方案中，所述装置采用差分算法原理进行测量物体相对某一基准位 移量的计算，具体公式如下：X = ((a1+...+anl)/nl+(b1+~+bn2)/n2+(c 1+~+cn3)/n3+(d1+... +dn4)/n4+(ei+…+en5)/n5)/5,其中，X为不同状态下基于RFID的长距离位移检测装置的位 置数据，5为Tag读取器中RFID天线系统部件的数量，nl、n2…n5分别为每个RFID天线系 统部件所接收信号对应的Tag标尺部件标签的数量， &1、a2~anl分别表示RFID天线系统部 件一所接收信号对应的各个Tag标尺部件标签，bplv-bd分别表示RFID天线系统部件二 所接收信号对应的各个Tag标尺部件标签， Cl、(V (一分别表示RFID天线系统部件三所接 收信号对应的各个Tag标尺部件标签，屯、七…dn4分别表示RFID天线系统部件四所接收信 号对应的各个Tag标尺部件标签，e pe 2-e "5分别表示RFID天线系统部件五所接收信 号对应的各个Tag标尺部件标签。
[0025] 在上述技术方案中，所述第一结构和第二结构分别是土木固定结构和轨道交通 器。
[0026] 在上述技术方案中，所述第一结构面和第二结构面分别是固定支架和行车移动装 置。
[0027] 在上述技术方案中，所述第一结构面和第二结构面分别是闸门和防水墙。
[0028] 在上述技术方案中，所述Tag标尺和Tag读写器之间的空隙为30_150cm，所述Tag 标尺和Tag读写器的作用范围为Tag标尺和Tag读写器各自轴线的偏移距离，所述偏移距 离为 0-30cm。
[0029] 在上述技术方案中，所述Tag读写器通过总线与计算机相连。
[0030] 本发明基于RFID的长距离位移检测装置，具有以下有益效果：基于RFID的长距离 位移检测装置无需地址编码发射器，只需要Tag标尺和Tag读写器。其中Tag标尺是由扁 平状的PVC合成材质外壳材料和内部按照唯一地址码规律编制的RFID标签构成、每个RFID 标签都有一个世界唯一的WD绝对地址。Tag读写器安装在移动设备上，用于识别该移动设 备所在的位置。Tag读写器相对Tag标尺平行非接触安装，安装空隙为30-150厘米，偏移距 离为0-30厘米，Tag读写器指向的刻度即是当前位置值。
【附图说明】
[0031] 图1为现有技术行车编码电缆位移系统结构正视图；
[0032]图2为现有技术行车编码电缆位移系统结构侧视图；
[0033]图3为现有技术行车编码电缆位移系统结构俯视图；
[0034]图4为现有技术有轨交通编码电缆位移系统结构俯视图；
[0035]图5为现有技术有轨交通编码电缆位移系统结构侧视图；
[0036] 图6为现有技术钢丝绳外置式弧形闸门开度仪的结构示意图；
[0037] 图7为现有技术钢丝绳外置式垂直平板闸门开度仪的结构示意图；
[0038] 图8为现有技术钢丝绳内置式垂直平板闸门开度仪的结构示意图；
[0039] 图9为现有技术钢丝绳直接设在