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美国借助RFID预警系统确保饮用水水质

2008年12月13日 次数:


    工厂采用的是一套早期预警系统(英文简称为EWS),由安全测量方案及解决方案供应商Canberra,自动化流程控制和仪器仪表承包公司SCI以及有源RFID标签和电子封条制造商Hi-G-Tek共同创建的。该系统适用于任何需要实时监测和记录数据的环境,用以保护水处理厂、炼油厂和核电厂等设施。此预警系统可以在发生污染情况时生成实时自动警报并将信息传送给适当的人员,以便当局能够迅速采取行动,以遏制污染并减少污染导致的潜在危险。

    拉雷多市杰弗逊街饮用水供应厂,目前正在利用此预警系统,防止饮用水遭受意外或蓄意污染。SCI的仪器仪表和控制部经理MarkNelson介绍说,由于该水厂位于美国同墨西哥的接壤地带,而且使用临近的里约格朗德河作为饮用水源,所以有关部门必须持续观察水质的变化。SCI在预警系统项目中担任系统集成商,同时还提供分析软件和从水质传感器收集数据的控制器。杰弗逊街饮用水供应厂特别关注的两大方面是个人非法越境以及污染物可能污染墨西哥水源问题,在墨西哥,源水保护和排放标准可能不等同于美国。

    为了净化水质,该厂采用了多种技术,包括物理沉淀,化学消毒或凝固,生物池蓄、慢砂过滤或活性污泥过滤。安装预警系统时,需将Hi-G-Tek提供的RFID封条贴在水厂两口水井的出水口处,水送往配送工厂之前使用500000加仑的水箱存储纯净水。而储存有若干进水管的地窖入口处也贴了RFID封条。

    每个密封水箱上都会贴两个Hi-G封条,每个封条内都包含一枚有源RFID标签,频率在125kHz或更低的300至916MHz之间的ISM频段。在低频模式下,Hi-G封条将信息短距传输到手持数据处理终端;高频模式则提供长距双向读写通信性能。所有这些由Hi-G-Tek开发的标签,都使用专有的空中接口协议,可以有效维护电池寿命。多数情况下,这些封条都处于监听模式,耗费的电池量比较小。据Hi-G-Tek称,电池的使用寿命约为5年。

    据Canberra公司业务发展部高级管理人员YakovShadevich称,RFID封条对水处理厂来说意义重大,因为封条可以进行无线通讯。“使用RFID技术,你可以很方便地取下封条再贴到别的地方去,整个过程只需要几秒钟的时间。可如果使用有线封条,在挪动时还得再拖动配线。”Hi-G-Tek电子封条类似一个挂锁,包括主体和上部的环扣。电子电路在封条内形成闭环流动,如果因为开封、切割或损坏封条而导致电子环中断,电流量就会发生变化,从而会触发封条内的RFID标签,开始发送信号。安装在数据采集与摄像机平台(RFID射频快报注:这一平台又称“Canberra国家安全监管系统”,英文简称“HS3”)的RFID读写器会读取标签的唯一ID号。

    除了读写器之外,HS3系统还包括四个移动检测摄像机,都安装在底座上。杰斐逊水厂有两个这样的底座——一个安装在工厂的电力设备建筑内,这个建筑存有所有供饮用水处理的控制系统;另一个安装在格兰德河附近类似的建筑内,可用来监测两套生水泵。用来监测洁净水井的摄像机,能够连续录制情况且视频存储时间长达2天。HS3系统中包含的读写器可在100英尺的范围内读取封条。

    HS3系统除了从RFID封条和摄像机视频中接收数据外,还会从SCI的分析软件中接收信息,SCI分析软件不断地接收来自各有线传感器的水质测量数据。

    如果RFID封条破损,或有任何数据超出了系统的预先设定或用户指定的阈值,系统就会触发警报。这些警报会以音像的形式传送到水厂运营的监控站上。此外,报警器会产生实时图像,其中包括报警之前生成的几分钟视频。操作员收到警报的同时也会收到相关数据和视频信息。所有这些信息连同SCI编制的行动建议,Nelson解释说,可以尽可能地帮助操作员确定危险的程度并作出适当的反应。

    此预警系统连同监视摄像机、RFID封条及各种传感器,为杰弗逊街饮用水供应厂提供了自动化监控解决方案。

    尼尔森指出,自2007年安装该系统之后,到目前为止还没有发生任何严重事件。不仅如此,该系统还可以帮助水厂跟踪地窖的定期监测数据。RFID设备可以帮助操作员确定水井是否有破损。另外,借助摄像机记录发生的事情,操作员可以判断水井破损是由水厂员工还是其他不知名的人员所为。

    据Nelson称,该工厂目前正在推广此套预警系统。预计明年,将再增加一套HS3系统,用于跟踪化学品储存室中的氯气钢瓶。届时,RFID封条将贴到钢瓶上。

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