基于RFID技術(shù)的大型建筑施工現場(chǎng)精細化管理

摘要大型化智能化建筑工種多、技術(shù)高且管理體系龐大，管理體系包括安全管理、材料管理、資產(chǎn)管理和檔案管理等。文中采用新興射頻識別(RFID)技術(shù)，可實(shí)現大型建筑施工現場(chǎng)的精細化管理。并大幅提高工作效率，節省了材料、人力和時(shí)間。
關(guān)鍵詞RFID；嵌入式系統；大型建筑；施工管理

隨著(zhù)科技的進(jìn)步和社會(huì )的發(fā)展，建筑業(yè)朝著(zhù)大型化和智能化的方向邁進(jìn)。體積大、工種多、技術(shù)高、施工難度大的項目越來(lái)越多，因此對管理模式提出了更高的要求?；贏(yíng)RM微處理器和射頻識別(RFID)技術(shù)的嵌入式系統廣泛應用于生產(chǎn)、交通、物流、運輸、跟蹤、資產(chǎn)管理等各種場(chǎng)合，將此技術(shù)應用于大型建筑施工現場(chǎng)管理，可實(shí)現電子化、網(wǎng)絡(luò )化、科技化的精細管理。

1 施工現場(chǎng)智能化管理系統整體結構
射頻識別技術(shù)(Radio Frequency Identification，RFID)，是20世紀90年代興起的一種非接觸式自動(dòng)識別技術(shù)。其利用射頻信號進(jìn)行非接觸雙向通信，以此來(lái)自動(dòng)識別目標對象并獲取相關(guān)數據。無(wú)線(xiàn)射頻識別技術(shù)具有精度高、環(huán)境適應性與抗干擾能力強、操作便捷等優(yōu)點(diǎn)。
嵌入式系統即嵌入式計算機系統，其應用范圍可大致分為兩大類(lèi)：一類(lèi)是電子系統的智能化，如工業(yè)控制、現代農業(yè)、家用電器、汽車(chē)電子、測控系統等；另一類(lèi)是計算機應用的延伸，如MP4、手機、通信等。
該大型施工現場(chǎng)智能化管理系統，是將32位ARM嵌入式處理器與射頻識別技術(shù)相結合的應用。系統主要由電子標簽以及讀卡系統、ARM開(kāi)發(fā)板、計算機服務(wù)系統等組成。RFID技術(shù)用以實(shí)現針對每個(gè)個(gè)體的信息獲取。RFID系統由讀卡器、電子標簽和上層應用軟件組成。嵌入式系統利用ARM芯片的片上資源，實(shí)現讀卡、顯示、報警、監控及通信等功能。ARM控制器可采用意法半導體的STM32系列、飛思卡爾的MCF5223x系列進(jìn)行開(kāi)發(fā)。射頻識別系統較多公司均有配套產(chǎn)品，例如國內的深圳永道公司、德力森公司，以及國外的蓋博瑞爾公司等。
電子標簽有紙片型、卡片型等，形狀可根據要求設計。當貼有電子標簽的物體靠近讀卡器時(shí)，經(jīng)射頻識別系統讀出信息碼，由ARM控制器進(jìn)行信息處理并作出相應的控制。通過(guò)網(wǎng)絡(luò )通信將信息傳至上位機，由上層管理軟件對數據進(jìn)行存儲和管理。若連接互聯(lián)網(wǎng)還可追溯材料來(lái)源信息。智能化管理系統整體結構如圖1所示。

2 采用RFID智能安全管理系統
2．1 提升安全措施，加快建設速度
建筑工程通常分包項目較多，牽涉土建、機電安裝、裝修工程和鋼結構等。每項進(jìn)出的相關(guān)人員較多，各類(lèi)車(chē)輛運輸頻繁。RFID技術(shù)具有識別高速運動(dòng)物體的能力。向施工人員和車(chē)輛分發(fā)RFID卡或鑰匙標簽供進(jìn)出施工場(chǎng)地使用，人員和車(chē)輛出入無(wú)需停留，當其即將到達工地門(mén)口時(shí)，固定在門(mén)口處的讀卡器將立刻獲得信息并傳送給ARM控制中心，由上位機進(jìn)行比對，確認無(wú)誤即自動(dòng)放行。利用不停車(chē)出入管理，減輕了門(mén)衛的工作量，并大幅縮短了運輸車(chē)輛的進(jìn)出速度，加快了建設進(jìn)程。由于RFID的智能安全系統可同時(shí)讀卡，且具有防撞能力，故不易出現差錯，只需配備一名門(mén)衛統籌負責即可。同時(shí)使用RFID追蹤系統來(lái)記錄卡車(chē)到達和離開(kāi)工地的情況。用戶(hù)可迅速地了解項目的進(jìn)展及其效率。
基于A(yíng)RM和RFID的智能安全系統，在要求較高的場(chǎng)合，可采用“射頻識別+指紋識別”、“射頻識別+攝像”、“射頻+指紋+攝像”等監控模式。當問(wèn)題人員經(jīng)過(guò)時(shí)，即觸發(fā)報警。
2．2 RFID技術(shù)進(jìn)行材料追蹤和單件管理
RFID技術(shù)可實(shí)現無(wú)磨損非接觸式閱讀，電子標簽的使用壽命可長(cháng)達約10年，讀寫(xiě)次數約達10萬(wàn)次。射頻電子標簽可根據用戶(hù)需求擴充到幾十kbit。且標簽內數據可更新，而條形碼是只讀的，一經(jīng)打印生成便不可更改，因此RFID系統的電子標簽適合存儲大量數據或物品上所儲存的數據需經(jīng)常改變的情況下使用。對于工地上的材料，可將整批同時(shí)通過(guò)閱讀器區域，對相關(guān)信息進(jìn)行采集時(shí)，無(wú)需采用條形碼技術(shù)一樣進(jìn)行拆分整理，再逐件錄入。同時(shí)也可在單個(gè)材料上貼入電子標簽，例如某根鋼筋上貼入電子標簽，經(jīng)讀卡器即可顯示此鋼筋的生產(chǎn)廠(chǎng)家、生產(chǎn)批次、質(zhì)檢情況，節省了人力資源。信息進(jìn)入后臺服務(wù)器內，可在信息庫中輸入該根鋼筋去向。
大型建筑工程涉及工程種類(lèi)多，材料類(lèi)型，材料批次均較多且資產(chǎn)管理、檔案管理繁瑣的特點(diǎn)。采用RFID技術(shù)對材料管理，可標記和監測貴重物品，檢測篡改或未經(jīng)批準的行動(dòng)，從而控制管理并降低成本。確保準確和及時(shí)地供貨，避免了不必要麻煩或額外工作量。同時(shí)加強
供應與項目規劃保持一致，從而在整個(gè)項目過(guò)程中減少勞動(dòng)力的成本并避免違規受處罰。減少工廠(chǎng)和施工現場(chǎng)的緩沖庫存量，及時(shí)處理貨物缺損和各項索賠款項。
2．3 RFID技術(shù)進(jìn)行施工現場(chǎng)流程管理
建筑質(zhì)量的優(yōu)劣關(guān)系到人身和財產(chǎn)安全。從物資采購再到工程建設到最終的質(zhì)量檢查，整個(gè)過(guò)程都需要大量的信息管理，故數據存儲量大，而RFID技術(shù)符合該種需求。通過(guò)射頻識別進(jìn)行海量數據采集，再由后臺計算機進(jìn)行管理。
RFID技術(shù)還可實(shí)現不成形材料的信息管理。如混凝土材料，其不僅對每批混合比例的具體數值有所記錄，建設者還可在混凝土中嵌入有源RFID標簽與溫度傳感器，以便輕松準確地監測固化過(guò)程。凝固后，檢測人員通過(guò)手持讀卡器讀出信息碼，由后臺服務(wù)器獲得針對該信息碼的混凝土固化數據，其中包括：生產(chǎn)廠(chǎng)家、資質(zhì)證書(shū)、安全證書(shū)、生產(chǎn)日期和生產(chǎn)質(zhì)量等信息。與傳統的管理模式相比，該方法節約時(shí)間，并以每個(gè)RFID標簽編號的唯一性來(lái)識別，以創(chuàng )建報告和進(jìn)行統計分析。
在建筑市場(chǎng)競爭日益激烈的環(huán)境下，由RFID技術(shù)支撐的管理系統，可通過(guò)數據說(shuō)明建筑質(zhì)量，淘汰不顧質(zhì)量壓低造價(jià)的企業(yè)。同時(shí)采用該技術(shù)進(jìn)行施工現場(chǎng)流程管理，能夠加強并提高建設項目參與者對供應鏈的可視性和透明度，以此獲得更準確的信息流。
2．4 采用RFID技術(shù)快速鑒定事故原因
采用RFID技術(shù)，在前期采購，中期建設，后期管理條理清晰，細化到位。龐大的數據資料都存儲在后臺服務(wù)器中，隨時(shí)可以調用。建筑物交付使用后，一旦發(fā)生坍塌或是滲漏現象，通過(guò)查找資料便可迅速判斷原因。對于電子標簽保留的建筑，由于電子標簽使用壽命長(cháng)，通過(guò)手持帶有通訊功能和顯示屏的讀卡器，在現場(chǎng)即可獲得數據信息。
此外，RFID可實(shí)行資產(chǎn)跟蹤，確保貴重資產(chǎn)的安全性及其最大利用率，減少建筑商和承包商的風(fēng)險。RFID還可實(shí)現調度服務(wù)，RFID標簽儲存的維修信息自動(dòng)與相應的機器和設備匹配，從而保證每臺機器或設備均可得到相應的維護。

3 結束語(yǔ)
采用ARM的射頻設別系統具有器件少、功能強、可靠性高等特點(diǎn)。利用RFID技術(shù)管理大型工地，能最大限度地提高現場(chǎng)施工人員的工作效率和建筑資源的利用率，并對材料運輸過(guò)程中所需采集的基礎數據進(jìn)行分析、分類(lèi)和統計，大幅提高了工作效率，節省了人力和時(shí)間，是未來(lái)建筑業(yè)的發(fā)展方向。