基于RFID技術(shù)的風(fēng)電場(chǎng)設(shè)備巡檢系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用

關(guān)智慧

摘要：設(shè)備巡檢維護(hù)是風(fēng)電場(chǎng)必不可少的一項(xiàng)工作，隨著風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行時(shí)間的不斷推移巡檢維護(hù)的工作量不斷增大，該文結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目需求開(kāi)發(fā)了一套基于RFID技術(shù)的風(fēng)電場(chǎng)設(shè)備巡檢系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：設(shè)備巡檢；RFID技術(shù)；PDA手持端

中圖分類(lèi)號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2015）02-0235-02

Abstract： Wind farm equipment inspection maintenance is an important job， with the passage of time the wind farm operation inspection maintenance workload is increasing， and this paper the actual needs of the project to develop a wind farm equipment based on RFID technology inspection system.

Keywords： Equipment inspection； RFID technology； PDA handheld terminal

1 概述

隨著國(guó)內(nèi)外風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，風(fēng)電場(chǎng)規(guī)模的日益擴(kuò)大，電場(chǎng)設(shè)備巡檢人員的勞動(dòng)量也隨著劇增，所以急需一套與之相對(duì)應(yīng)的巡檢管理系統(tǒng)來(lái)優(yōu)化任務(wù)的分配及人員的配置。因此，本文結(jié)合現(xiàn)在流行的RIFD（Radio Frequency Identification）技術(shù)開(kāi)發(fā)了一套風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)機(jī)設(shè)備部件巡檢管理系統(tǒng)。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)

根據(jù)實(shí)際的風(fēng)電場(chǎng)具體需求，本項(xiàng)目設(shè)計(jì)的風(fēng)電場(chǎng)巡檢管理系統(tǒng)主要由電子標(biāo)簽（RFID）、二維碼標(biāo)簽、手持PDA讀寫(xiě)設(shè)備、巡檢維修信息錄入系統(tǒng)、巡檢任務(wù)信息管理系統(tǒng)幾部分組成。本系統(tǒng)結(jié)合無(wú)線WiFi技術(shù)、RFID技術(shù)、手持PDA嵌入式技術(shù)，能夠快速對(duì)記錄風(fēng)電場(chǎng)設(shè)備巡檢的任務(wù)分配及巡檢進(jìn)度狀況。

2.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)

按照風(fēng)電場(chǎng)維護(hù)管理流程和巡檢要求，整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)巡檢系統(tǒng)可以分為服務(wù)端和手持PDA移動(dòng)終端兩個(gè)大部分組成。其中，服務(wù)端包括：設(shè)備管理子系統(tǒng)、維護(hù)檢修管理子系統(tǒng)、系統(tǒng)查詢子系統(tǒng)、系統(tǒng)管理子系統(tǒng)；手持PDA移動(dòng)終端包括：任務(wù)信息獲取子系統(tǒng)、任務(wù)處理子系統(tǒng)、任務(wù)信息維護(hù)子系統(tǒng)。服務(wù)端和手持端的數(shù)據(jù)接口為Web Services接口，服務(wù)端提供Web Services服務(wù)，手持端調(diào)用Web Services[1]服務(wù)。

風(fēng)電場(chǎng)設(shè)備巡檢系統(tǒng)架構(gòu)采用三層架構(gòu)模型，客戶端（手持PDA終端）為第一層、Web服務(wù)端為第二層、后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器為第三層。電場(chǎng)的維護(hù)負(fù)責(zé)人在服務(wù)端的系統(tǒng)平臺(tái)上風(fēng)機(jī)的基本信息和巡檢維護(hù)任務(wù)信息進(jìn)行維護(hù)更新，任務(wù)信息現(xiàn)有負(fù)責(zé)人分發(fā)給各班組，各班組長(zhǎng)再根據(jù)實(shí)際的情況分發(fā)給實(shí)際的巡檢人員。巡檢維護(hù)人員使用PDA客戶端通過(guò)無(wú)線WiFi網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)端的巡檢系統(tǒng)平臺(tái)進(jìn)行交互，然后通過(guò)任務(wù)信息獲取子系統(tǒng)根據(jù)任務(wù)編號(hào)或者員工自己的編號(hào)在手持PDA終端上下載自己的任務(wù)信息，并根據(jù)任務(wù)處理子系統(tǒng)中任務(wù)處理步驟進(jìn)行巡檢維護(hù)工作，最后將巡檢維護(hù)的結(jié)果經(jīng)由數(shù)據(jù)上傳接口傳至服務(wù)端的后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)中，實(shí)現(xiàn)采集數(shù)據(jù)的入庫(kù)和查詢。

2.1.1服務(wù)端巡檢管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

由上可知，設(shè)備巡檢管理系統(tǒng)的服務(wù)端包含設(shè)備管理子系統(tǒng)、維護(hù)巡檢管理子系統(tǒng)、任務(wù)查詢子系統(tǒng)、系統(tǒng)管理子系統(tǒng)。

設(shè)備管理子系統(tǒng)主要涉及兩個(gè)方面，RFID標(biāo)簽[2]信息維護(hù)和風(fēng)電場(chǎng)的需要維護(hù)的風(fēng)機(jī)信息維護(hù)。RFID信息維護(hù)主要指對(duì)電子標(biāo)簽初始化、碼編、加密等，這部分主要涉及后臺(tái)服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)中的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)表和RFID電子標(biāo)簽卡。

維護(hù)巡檢管理子系統(tǒng)主要涉及巡檢維護(hù)任務(wù)計(jì)劃生產(chǎn)和派發(fā)，電場(chǎng)設(shè)備巡檢維護(hù)負(fù)責(zé)人根據(jù)實(shí)際情況制定維護(hù)計(jì)劃，然后按照不同的情況將任務(wù)計(jì)劃派發(fā)到不同的巡檢維護(hù)班組，再由各自班組的負(fù)責(zé)人分發(fā)到維護(hù)人員個(gè)人，最后維護(hù)人員根據(jù)自己的任務(wù)情況執(zhí)行任務(wù)。

任務(wù)查詢子系統(tǒng)主要涉及已分發(fā)和未分配任務(wù)的信息進(jìn)行跟蹤查詢，通過(guò)這個(gè)功能可以實(shí)時(shí)跟進(jìn)任務(wù)的執(zhí)行情況。

系統(tǒng)管理子系統(tǒng)主要涉及系統(tǒng)的管理和角色的分配，不同角色具有不同的權(quán)限可以查看各自的任務(wù)信息。

巡檢任務(wù)基本流程如圖1所示：

2.1.2手持端巡檢系統(tǒng)設(shè)計(jì)

手持端PDA上部署的巡檢系統(tǒng)包括任務(wù)信息獲取子系統(tǒng)、任務(wù)處理子系統(tǒng)、任務(wù)信息維護(hù)子系統(tǒng)。

任務(wù)信息獲取子系統(tǒng)指每個(gè)巡檢維護(hù)人員可以根據(jù)自己的任務(wù)編號(hào)或者員工編號(hào)從服務(wù)端的設(shè)備巡檢管理系統(tǒng)下載自己的任務(wù)信息資料。

任務(wù)處理子系統(tǒng)是指巡檢維護(hù)人員根據(jù)自己的任務(wù)信息執(zhí)行具體的巡檢維護(hù)任務(wù)，并將實(shí)際的執(zhí)行結(jié)果如實(shí)的通過(guò)手持端設(shè)備上傳至服務(wù)端的巡檢管理系統(tǒng)。

任務(wù)信息維護(hù)子系統(tǒng)是指維護(hù)人員將巡檢維護(hù)的執(zhí)行情況和結(jié)果如實(shí)填寫(xiě)，并通過(guò)手持端PDA設(shè)備上傳至上層服務(wù)器的系統(tǒng)平臺(tái)。

手持端的基本工作流程如圖2所示：

2.2系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

2.2.1服務(wù)端巡檢管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)

根據(jù)上述服務(wù)端巡檢管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)部分，可以看出服務(wù)端部分需要實(shí)現(xiàn)如下幾個(gè)部分：設(shè)備管理子系統(tǒng)、維護(hù)巡檢管理子系統(tǒng)、任務(wù)查詢子系統(tǒng)、系統(tǒng)管理子系統(tǒng)。宿主機(jī)的開(kāi)發(fā)環(huán)境要求：操作系統(tǒng)為Windows XP或者Windows 7，后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)為Microsoft SQL Server 2005/2008或者oracle 9i，開(kāi)發(fā)工具為Microsoft Visual Studio 2008/2010。

在服務(wù)端主頁(yè)面顯示了電場(chǎng)所有風(fēng)機(jī)及部分基本信息（包括：風(fēng)機(jī)編號(hào)、風(fēng)機(jī)型號(hào)和上一次維護(hù)時(shí)間），若風(fēng)機(jī)的圖標(biāo)顯示紅色，表示該風(fēng)機(jī)正在處于維修狀態(tài)；若風(fēng)機(jī)的圖標(biāo)顯示綠色，表示該風(fēng)機(jī)為正常運(yùn)行。服務(wù)端的主界頁(yè)面如下圖所示

2.3手持端系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)

手持端PDA上部署的巡檢系統(tǒng)客戶端軟件根據(jù)功能劃分主要包含如下部分：任務(wù)信息獲取子系統(tǒng)、任務(wù)處理子系統(tǒng)、任務(wù)信息維護(hù)子系統(tǒng)。巡檢系統(tǒng)手持端PDA是本單位以ARM9為核心處理器涉及開(kāi)發(fā)的一款便攜式移動(dòng)終端，其基本的參數(shù)如下：內(nèi)置GPS定位模塊；內(nèi)置CCD攝像模塊；內(nèi)置低頻（134.2KHz）、高頻（2.45GHZ）RFID讀寫(xiě)模塊；支持Bluetooth、WiFi、GSM/GPRS、3G通訊；支持CISCO CCX2/3無(wú)線安全協(xié)議；5.5寸QVGA彩色觸摸屏；Windows CE 5.0操作系統(tǒng)，支持多語(yǔ)言；256內(nèi)存，256M Flash，SD卡槽；工作環(huán)境溫度為-50℃～80℃；支持9鍵智能中文輸入法；支持Microsft .net framework 3.5以上；支持A-GPS，快速捕獲定位衛(wèi)星信號(hào)。

手持端軟件操作系統(tǒng)為WinCE 5.0，宿主機(jī)的開(kāi)發(fā)環(huán)境要求：操作系統(tǒng)為Windows XP或者Windows 7，手持端數(shù)據(jù)庫(kù)為SQL Lite 3，開(kāi)發(fā)工具為Microsoft Visual Studio 2005。

3 總結(jié)

本文設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的這套風(fēng)電場(chǎng)設(shè)備巡檢系統(tǒng)基本實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的目標(biāo)，具有操作簡(jiǎn)單、條理清晰的特點(diǎn)，現(xiàn)已部署在新疆的達(dá)坂城風(fēng)電場(chǎng)，有效的緩解風(fēng)電場(chǎng)在日常維護(hù)中人員緊張，勞動(dòng)重復(fù)的問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)：

[1] Web Services 教程， http：//www.w3school.com.cn/webservices/ 2013.

[2] 李珍香，李國(guó)，李德興.基于ARM的RFID智能安全管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[M].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2010，31（12）.