一种长距离电子巡更系统的设计和实现

    20世纪90年代初在美国产生了电子巡更产品，随之传人中国，它采用碰触式钮扣，自动记录时间和卡号，属于接触式电子巡更产品。20世纪90年代末期，随着无线射频识别技术(RFID)的成熟，非接触、感应巡更产品产生，并逐渐占领市场。自2001年至今，电子巡更系统由巡检器、信息钮和微机管理系统3部分组成，在此模式下其产品不断完善。该项技术广泛地被应用在煤矿、教育、部队、粮库、铁路、电信、工厂、公安和住宅小区，从而形成了一门全新的技术。

    1 基于RFID技术的电子巡更系统

    电子巡更系统发展仅10多年，已形成了一种固定模式，即离线式、非接触巡更系统，并成为市场主流产品。设计者受技术的限制，舍去了在线式非接触巡更系统具有的实时监控的优点，虽然淘汰了碰触式钮扣读取信息方式，代之以无线射频识别技术(RFID)的非接触感应读取信息方式，但最大可识别距离仅在13 cm以内，给巡检人员的正常工作带来很大的不便。本文基于RFID技术设计的巡更系统，并使用nRF2401无线收发芯片建立了该系统，能较好地兼有两者的优点。该系统的工作频率为2．4 GHz，识别距离可达5—20 in。

图1为电子巡更巡检系统整体框图。

    2 系统构成

    系统由巡检探头、巡检卡、巡检控制器和计算机系统管理系统4大部分组成。

    (1)巡检探头。巡视点由巡检探头组成，巡检探头可接收巡检卡发来的数据代码，同时传送到下一个巡检探头，每2个探头之间由无线通信组成通信网络，信息数据最终送至巡视控制器。巡检探头实际上是一个独立的无线接点，2个探头之间的通信距离受无线发射距离的限制。为保证通信数据的可靠性，实际要小于最大发射距离。各巡检探头之间采用点到点的通信方式，由软件编写通信协议，实现接力传送。巡检探头是有源器件，需电源供电，采用稳压电源则需用220 V电源，也可采用干电池或充电电池供电，安装较为方便。

图2为巡检探头内部组成图。    (2)巡检卡。巡检卡是由巡视人员随身携带的一种有源卡，也可做成钥匙链形式挂于腰间。内嵌3 V钮扣电池，由于是有源发射，作用距离大大增强，通常可设在5—10 In距离范围内，无方向性要求。携带在身上或放在包内无需取出便可识别。

图3为巡检卡内部组成图。