《電子技術(shù)應(yīng)用》
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基于RFID技術(shù)的電力資產(chǎn)管理系統(tǒng)設(shè)計
摘要: 本文利用RFID自動識別技術(shù),實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的自動化和無紙化,;提高設(shè)備巡檢系統(tǒng)的完備性和有效性,;采用先進的技術(shù)對存儲數(shù)據(jù)進行充分的利用以及數(shù)據(jù)和應(yīng)用結(jié)果的方便、高效的查詢,。
Abstract:
Key words :

  電力企業(yè)屬于資產(chǎn)分散型企業(yè),,資產(chǎn)使用部門多,使用地點范圍大,,結(jié)構(gòu)分類復(fù)雜,,覆蓋面大。資產(chǎn)可以分為輸電線路,、變電設(shè)備,、配電線路及設(shè)備、用電計量設(shè)備及通訊設(shè)備,、自動化設(shè)備,、工具器具、運輸設(shè)備,、房屋建筑物,、土地、福利設(shè)施等十幾大類,。另外,,通常由于電力資產(chǎn)的數(shù)量多,金額大,,更新快,,管理上就要求能及時準(zhǔn)確反映出這些變化。所有這些都為電力部門的資產(chǎn)管理提出了挑戰(zhàn),。

  1 資產(chǎn)管理現(xiàn)狀與問題分析

  傳統(tǒng)的電力資產(chǎn)管理方式一般依賴于非自動化,以紙張文件為基礎(chǔ)的系統(tǒng)來記錄,、追蹤管理,;少數(shù)用到條形碼實現(xiàn)資產(chǎn)的識別與管理;但效率都極其低下,,隨著資產(chǎn)數(shù)量的增加,,極大地加重了管理人員的負(fù)擔(dān),人力資源的嚴(yán)重浪費,同時也增加了資產(chǎn)管理的難度,,常常造成數(shù)據(jù)不及時,,出錯率高等問題。

  而且在電力大中型企業(yè)和其他機構(gòu)中,,經(jīng)常需要有工作人員定時,、定點去巡視檢查設(shè)備運行狀況。電力企業(yè)都制定了設(shè)備巡查措施并要求工作人員將《設(shè)備巡視制度》落到實處,。但往往由于缺乏有效的監(jiān)督措施,,巡檢工作的認(rèn)真與否往往僅憑員工的自覺性,這樣給巡檢人員的評價,、考核帶來相當(dāng)?shù)碾y度,,而且工作人員手工記錄檢查項目非常不方便,不便于保存和處理,。

  2 RFID原理與技術(shù)

  RFID技術(shù)是21世紀(jì)發(fā)展最快的一項高科技技術(shù),,隨著與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合,RFID技術(shù)展現(xiàn)出巨大的市場應(yīng)用潛力,,被稱為“物聯(lián)網(wǎng)”和“第二代Internet,。

  RFID是射頻識別技術(shù)的英文(RADIo Frequency Identification)縮寫。射頻識別技術(shù)是20世紀(jì)90年代開始興起的一種自動識別技術(shù),。 RFID技術(shù)利用無線射頻方式在閱讀器和電子標(biāo)簽之間進行非接觸雙向數(shù)據(jù)傳輸,,以達到目標(biāo)識別和數(shù)據(jù)交換的目的。在國外,,射頻識別技術(shù)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化,、商業(yè)自動化、交通運輸控制管理,、資產(chǎn)管理等眾多領(lǐng)域,。

  無線射頻識別與條形碼相比,不需要看見目標(biāo),,只要在讀寫器的作用范圍內(nèi)電子標(biāo)簽就可以被讀取,。讀寫器可以識別高速運動的物體,在極短時間內(nèi)同時識別和讀寫數(shù)個電子標(biāo)簽,,操作快捷方便,。

  本文利用RFID自動識別技術(shù),,實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的自動化和無紙化,;提高設(shè)備巡檢系統(tǒng)的完備性和有效性;采用先進的技術(shù)對存儲數(shù)據(jù)進行充分的利用以及數(shù)據(jù)和應(yīng)用結(jié)果的方便,、高效的查詢,。

  RFID原理與技術(shù)

  3 采用RFID技術(shù)的系統(tǒng)設(shè)計

  電力資產(chǎn)RFID管理系統(tǒng)由四個部分組成。分別是:現(xiàn)場的RFID電子標(biāo)簽、標(biāo)簽關(guān)聯(lián)系統(tǒng),、手持機巡檢系統(tǒng)和后臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器,,系統(tǒng)拓?fù)淙鐖D2所示。其中:

  系統(tǒng)拓?fù)? border=

 ?。?)電子標(biāo)簽,。用于存儲的設(shè)備詳細(xì)數(shù)據(jù)信息和歷史核查信息。

 ?。?)標(biāo)簽關(guān)聯(lián),。用于實現(xiàn)電子標(biāo)簽與電力資產(chǎn)設(shè)備的關(guān)聯(lián),作為唯一標(biāo)識,。

 ?。?)手持機巡檢。用于對現(xiàn)場電力設(shè)備上RFID電子標(biāo)簽進行檢測和核查處理,,數(shù)據(jù)記錄信息存儲在手持機中,,數(shù)據(jù)核查結(jié)束后通過USB端口數(shù)據(jù)線同步將現(xiàn)場數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶笈_服務(wù)器端管理系統(tǒng),以完成數(shù)據(jù)的上傳和下載,。

 ?。?)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。存儲電力設(shè)備的基本數(shù)據(jù)和參數(shù)信息,,RFID電子標(biāo)簽信息的查詢,、統(tǒng)計以及用戶管理、幫助信息等,。

  系統(tǒng)主要功能框架圖如圖3所示,。

  主要功能框架圖

  電力企業(yè)屬于資產(chǎn)分散型企業(yè),資產(chǎn)使用部門多,,使用地點范圍大,,結(jié)構(gòu)分類復(fù)雜,覆蓋面大,。資產(chǎn)可以分為輸電線路,、變電設(shè)備、配電線路及設(shè)備,、用電計量設(shè)備及通訊設(shè)備,、自動化設(shè)備、工具器具,、運輸設(shè)備,、房屋建筑物、土地,、福利設(shè)施等十幾大類,。另外,,通常由于電力資產(chǎn)的數(shù)量多,金額大,,更新快,,管理上就要求能及時準(zhǔn)確反映出這些變化。所有這些都為電力部門的資產(chǎn)管理提出了挑戰(zhàn),。

  1 資產(chǎn)管理現(xiàn)狀與問題分析

  傳統(tǒng)的電力資產(chǎn)管理方式一般依賴于非自動化,,以紙張文件為基礎(chǔ)的系統(tǒng)來記錄、追蹤管理,;少數(shù)用到條形碼實現(xiàn)資產(chǎn)的識別與管理,;但效率都極其低下,隨著資產(chǎn)數(shù)量的增加,,極大地加重了管理人員的負(fù)擔(dān),,人力資源的嚴(yán)重浪費,同時也增加了資產(chǎn)管理的難度,,常常造成數(shù)據(jù)不及時,,出錯率高等問題。

  而且在電力大中型企業(yè)和其他機構(gòu)中,,經(jīng)常需要有工作人員定時,、定點去巡視檢查設(shè)備運行狀況。電力企業(yè)都制定了設(shè)備巡查措施并要求工作人員將《設(shè)備巡視制度》落到實處,。但往往由于缺乏有效的監(jiān)督措施,,巡檢工作的認(rèn)真與否往往僅憑員工的自覺性,這樣給巡檢人員的評價,、考核帶來相當(dāng)?shù)碾y度,,而且工作人員手工記錄檢查項目非常不方便,不便于保存和處理,。

  2 RFID原理與技術(shù)

  RFID技術(shù)是21世紀(jì)發(fā)展最快的一項高科技技術(shù),,隨著與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合,RFID技術(shù)展現(xiàn)出巨大的市場應(yīng)用潛力,,被稱為“物聯(lián)網(wǎng)”和“第二代Internet,。

  RFID是射頻識別技術(shù)的英文(RADIo Frequency Identification)縮寫。射頻識別技術(shù)是20世紀(jì)90年代開始興起的一種自動識別技術(shù),。 RFID技術(shù)利用無線射頻方式在閱讀器和電子標(biāo)簽之間進行非接觸雙向數(shù)據(jù)傳輸,,以達到目標(biāo)識別和數(shù)據(jù)交換的目的。在國外,,射頻識別技術(shù)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化,、商業(yè)自動化、交通運輸控制管理,、資產(chǎn)管理等眾多領(lǐng)域,。

  無線射頻識別與條形碼相比,,不需要看見目標(biāo),,只要在讀寫器的作用范圍內(nèi)電子標(biāo)簽就可以被讀取,。讀寫器可以識別高速運動的物體,在極短時間內(nèi)同時識別和讀寫數(shù)個電子標(biāo)簽,,操作快捷方便,。

  本文利用RFID自動識別技術(shù),實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的自動化和無紙化,;提高設(shè)備巡檢系統(tǒng)的完備性和有效性,;采用先進的技術(shù)對存儲數(shù)據(jù)進行充分的利用以及數(shù)據(jù)和應(yīng)用結(jié)果的方便、高效的查詢,。

  RFID原理與技術(shù)

  3 采用RFID技術(shù)的系統(tǒng)設(shè)計

  電力資產(chǎn)RFID管理系統(tǒng)由四個部分組成,。分別是:現(xiàn)場的RFID電子標(biāo)簽、標(biāo)簽關(guān)聯(lián)系統(tǒng),、手持機巡檢系統(tǒng)和后臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器,,系統(tǒng)拓?fù)淙鐖D2所示。其中:

  系統(tǒng)拓?fù)? border=

 ?。?)電子標(biāo)簽,。用于存儲的設(shè)備詳細(xì)數(shù)據(jù)信息和歷史核查信息。

 ?。?)標(biāo)簽關(guān)聯(lián),。用于實現(xiàn)電子標(biāo)簽與電力資產(chǎn)設(shè)備的關(guān)聯(lián),作為唯一標(biāo)識,。

 ?。?)手持機巡檢。用于對現(xiàn)場電力設(shè)備上RFID電子標(biāo)簽進行檢測和核查處理,,數(shù)據(jù)記錄信息存儲在手持機中,,數(shù)據(jù)核查結(jié)束后通過USB端口數(shù)據(jù)線同步將現(xiàn)場數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶笈_服務(wù)器端管理系統(tǒng),以完成數(shù)據(jù)的上傳和下載,。

 ?。?)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。存儲電力設(shè)備的基本數(shù)據(jù)和參數(shù)信息,,RFID電子標(biāo)簽信息的查詢,、統(tǒng)計以及用戶管理、幫助信息等,。

  系統(tǒng)主要功能框架圖如圖3所示,。

  主要功能框架圖

  4 系統(tǒng)實現(xiàn)

  4.1 標(biāo)簽關(guān)聯(lián)

  變電站RFID管理的資產(chǎn)包括室外一次設(shè)備、室內(nèi)二次設(shè)備以及設(shè)備工具等,。通常室外環(huán)境比較惡劣,,對標(biāo)簽的工業(yè)強度也提出更高的要求(耐高溫,、防水等),這里選擇XCTF-5044作為電子標(biāo)簽,。室內(nèi)資產(chǎn)根據(jù)其種類及材質(zhì),,采用了兩種標(biāo)簽,即XCTF-5041和XCTF-5042A,。

  標(biāo)簽關(guān)聯(lián)環(huán)境:采用一臺XCRF-510型發(fā)卡器,,串口連接PC電腦,USB連接zebra 888-TT打印機打印資產(chǎn)基本信息(包括資產(chǎn)名稱,、新資產(chǎn)編號,、地點)、資產(chǎn)電子標(biāo)簽3種,。

  發(fā)卡軟件實現(xiàn)標(biāo)簽關(guān)聯(lián),,實現(xiàn)功能主要包括:

  支持將整理過的資產(chǎn)臺帳數(shù)據(jù)導(dǎo)入系統(tǒng);

  一鍵式標(biāo)簽自動關(guān)聯(lián),,打印位置標(biāo)識標(biāo)簽,,保存記錄;

  支持導(dǎo)入定制的盤點信息,;

  支持導(dǎo)出手持機同步過來的盤點記錄信息,;

  統(tǒng)計與篩選功能。

  4.2 手持機巡檢

  本系統(tǒng)手持機采用XC2900便攜式讀寫器,,手持機軟件包括數(shù)據(jù)庫同步軟件和資產(chǎn)管理系統(tǒng)軟件,,分別實現(xiàn)手持機數(shù)據(jù)庫與PC數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)同步和電力資產(chǎn)的巡檢。

 ?。?)數(shù)據(jù)庫同步,。RDA(RemoteDataAccess遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存取)為基于.NET Compact Framework的Pocket PC應(yīng)用程序提供了與遠(yuǎn)程SQL Server數(shù)據(jù)庫實例進行數(shù)據(jù)同步的簡單方法,。利用它可以將存在Pocket PC上的數(shù)據(jù)直接寫入到遠(yuǎn)程的SQL Server2000數(shù)據(jù)庫中或?qū)⑦h(yuǎn)程的SQL Ser-ver 2000數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)下載到Pocket PC中的SQL ServerCE數(shù)據(jù)庫一個數(shù)據(jù)表中,,這樣就實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的交換與同步。安裝完SQL ServreCE后,,就可以在開發(fā)平臺如:Embedded Visual C++或Microsoft Visual Studio中使用RDA對象來訪問SQL Server 2000數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù),。

  手持機軟件

  RDA對象有許多方法和屬性,主要的方法和屬性如表1,、表2所示,。

  主要的方法和屬性

  當(dāng)執(zhí)行PUSH操作(向服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù))時,SQL Server CE客戶端代理收集本地數(shù)據(jù)庫所有更新或新增的記錄行,,然后通過IIS向SQL Serv-er CE服務(wù)器端代理發(fā)出HTTP數(shù)據(jù)傳遞請求,。服務(wù)器端代理在遠(yuǎn)程SQL Server上執(zhí)行插入或更新操作,如果更新過程發(fā)生錯誤,,則向手持機應(yīng)用程序返回錯誤信息,。

 ?。?)資產(chǎn)管理系統(tǒng)。手持機軟件最主要的是資產(chǎn)管理系統(tǒng)軟件,,根據(jù)現(xiàn)場用戶需求,,為其定制開發(fā)。主要功能包括:

  設(shè)備逐一盤點,;

  支持根據(jù)定制盤點單盤點,,區(qū)域盤點,;

  設(shè)備信息查詢與統(tǒng)計,;

  上傳PC數(shù)據(jù)庫,數(shù)據(jù)同步更新,;

  權(quán)限管理,;

  系統(tǒng)基本參數(shù)設(shè)置。

  系統(tǒng)基本參數(shù)設(shè)置

  當(dāng)手持機應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)執(zhí)行PULL操作(從服務(wù)器接收數(shù)據(jù))時,,SQL Server CE客戶端代理通過IIS向SQL Server CE服務(wù)器端代理發(fā)出HTTP請求,,然后SQL Server CE服務(wù)器端代理連接SQL Server并執(zhí)行客戶端的SQL請求。之后數(shù)據(jù)被返回到SQL Server CE客戶端代理,,最后復(fù)制到SQL Server CE數(shù)據(jù)庫里,。這種實現(xiàn)可以使Pocket PC設(shè)備跟蹤任何數(shù)據(jù)的更新。

  在進行所有固定資產(chǎn)實物清查業(yè)務(wù)時,,系統(tǒng)首先可以將固定資產(chǎn)按不同使用部門形成實物盤點業(yè)務(wù)單,,實物使用部門則用各部門管理員身份進入系統(tǒng),在線或下載離線處理盤點業(yè)務(wù),。在離線處理盤點業(yè)務(wù)時可以將盤點業(yè)務(wù)與實際盤點回來的數(shù)據(jù)進行對比,,生成差異,導(dǎo)出EXCEL表格,。

  在進行部分固定資產(chǎn)盤點時,,系統(tǒng)支持指定類別、指定部門,、指定存放地點固定資產(chǎn)進行盤點,。首先將選出的固定資產(chǎn)進行形成盤點任務(wù)單,然后盤點工作人員用手持機下載盤點任務(wù)進行盤點,。也可以盤點工作人員先到實際固定資產(chǎn)存放地點,,按盤點要求將現(xiàn)場固定資產(chǎn)進行盤點后再將盤點結(jié)上傳到系統(tǒng)中,系統(tǒng)將進行自動核對,,核對后生成盤點差異導(dǎo)出EXCEL表格,。

  固定資產(chǎn)盤點

  系統(tǒng)提供了多種查詢條件,用戶可按固定資產(chǎn)分類,、固定資產(chǎn)名稱,、使用部門,、存放地點、投運日期,、使用狀態(tài)等條件進行條件組合查詢,,并可按瀏覽列表方式瀏覽查詢結(jié)果,生成EXCEL表格,。

  4.3 實施中遇到的典型問題及解決方法

  項目實施過程中遇到的典型問題有:

  4.3.1 電子標(biāo)簽選擇

  由于變電站電力設(shè)備種類多,,分布地點廣,大致分為3類:

 ?。?)一次設(shè)備,。是指發(fā)、輸,、配電的主系統(tǒng)上所使用的設(shè)備,,如變壓器、斷路器,、隔離開關(guān),、母線、電力電纜等,。主要分布在室外,,環(huán)境通常比較惡劣,對標(biāo)簽的工業(yè)強度也提出更高的要求(耐高溫,、防水等),,選擇XCTF-5044型電子標(biāo)簽。

 ?。?)二次設(shè)備,。是指對一次設(shè)備的工作進行控制、保護,、監(jiān)察和測量的設(shè)備,。如測量儀表、繼電器,、操作開關(guān),、按鈕、自動控制設(shè)備,、信號設(shè)備等,。主要分布在設(shè)備機房,并通常置于金屬控制柜中,,選擇XCTF-5042A型金屬電子標(biāo)簽,。

  (3)其他設(shè)備。如工具,、消防安全設(shè)施,、空調(diào)等,選擇XCTF-5041型電子標(biāo)簽,。

  4.3.2 標(biāo)簽安裝

  選擇不同的電子標(biāo)簽,,以及所關(guān)聯(lián)的資產(chǎn)形狀不一樣,電子標(biāo)簽安裝方式則不一樣,。如一次設(shè)備一般在戶外,,選擇的是XCTF-5044電子標(biāo)簽,使用高強度3 M膠水黏貼的方式固定于對應(yīng)的設(shè)備上,。然而像避雷器,,電子標(biāo)簽需要安裝在圓柱桿上,為了讓標(biāo)簽?zāi)馨惭b牢靠,,需要定制安裝支架,,一面是半弧形抱箍,,通過3 M膠水黏貼充分接觸固定于圓柱桿,,另一支撐面為水平面,電子標(biāo)簽使用3 M膠水充分黏貼在這一面,。通過這種安裝方式,,標(biāo)簽安裝既牢靠又美觀。

  5 結(jié)語

  該系統(tǒng)開發(fā)完成后目前已投入實際使用,,經(jīng)過一段時間的運行證明,,該系統(tǒng)性能穩(wěn)定,大大提高資產(chǎn)管理的工作效率,,方便共享設(shè)備的跟蹤,,使得變電站資產(chǎn)管理井然有序,得到了資產(chǎn)管理人員的一致好評,。

  本系統(tǒng)設(shè)計方案具有較好的適應(yīng)性和擴展性,,現(xiàn)場采用RFID手持機作為數(shù)據(jù)核查終端,可以方便瀏覽電力設(shè)備信息,、記錄本次電力設(shè)備核查信息,。手持機直觀的圖形界面、豐富的內(nèi)嵌應(yīng)用軟件,、先進的硬件平臺支撐為進一步擴充應(yīng)用奠定了基礎(chǔ),。我國電力行業(yè)設(shè)備數(shù)額較大,國家特別重視電力設(shè)備的安全檢測管理工作,,RFID技術(shù)在電力資產(chǎn)管理系統(tǒng)的應(yīng)用推廣必將具有深遠(yuǎn)的社會意義和較好的應(yīng)用前景,。

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