建设智慧城市已成为当今世界城市发展不可逆转的潮流,地下热力管道是城市正常运转的基本保障,实现地下热力管线探测的信息化、智能化是建设智慧城市的重要环节。温度是判断热力管道是否泄漏的关键信息,并且不同位置的温度差异是决定热力管道后续是否需要增设加压站的重要依据,当前探测技术只适用于地面上、可通行管沟内或开挖后的热力管道,无法穿透土层探测直埋敷设的热力管道温度信息。声表面波射频识别系统(Radio Frequency Identification简称RFID)具备无源无线、信号穿透性强、具备温度传感功能等诸多优点,因此特别适用于地下直埋敷设热力管道的探测。本文基于SAW-RFID技术,主要从算法、标签和阅读器三个部分展开了深入研究,增强了信号的穿透能力,增大了地下热力管道探测距离,不仅能准确获取其位置信息,还能探测其温度信息,为判断热力管道的工作状态是否异常提供了依据,能够提前防止或及时发现泄漏事故。SAW-RFID作为一种无线无源目标检测系统在机理与雷达系统高度相似,通过雷达方程从原理上明确了制约SAW-RFID穿透距离的瓶颈。算法部分主要介绍了脉冲压缩法的原理、线性调频信号的调制和解调方案,并且仿真了该算法,解决了高精度识别和远距离识别这对矛盾,同时介绍了时间反转法的原理以及实现步骤。地下热力管道的工作环境高达150℃,并且它的温度分布情况是判断热力管道是否泄漏的关键信息,这要求SAW标签不仅具有耐高温性,还能够在工作温度范围内实现温度测量。本文在介绍标签工作原理和测温原理的基础上选择了合适的标签基底材料,设计了具有耐高温特性的标签结构,采用三根测温反射栅和多脉冲位置编码(MultiPulse Position Modulation简称MPPM)技术,通过相位信息实现了高精度、宽范围的温度测量功能。本文从模拟模块、数字模块、FPGA控制模块、数据采集模块介绍了阅读器设计方案,最终实现了带宽10MHz、中频70MHz、载频922.5MHz的软件无线电阅读器平台,不仅能够灵活发射查询信号,也实现了阅读器的小型化,方便了地下热力管道的巡检。最后,本文进行了SAW标签的温度测量实验、阅读器性能测试、时间反转法查询实验和线性调频脉冲查询实验,均达到了预期的设计要求。实验结果表明该整体设计方案能够初步实现城市地下热力管道的探测目标。