RFID技術(shù)在電力設(shè)備運(yùn)維中的研究與應(yīng)用

勞偉漢

【摘要】 ? ?利用新型先進(jìn)的技術(shù)監(jiān)測電力通信設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行情況，成為了當(dāng)今熱門的研究方向。用高效處理復(fù)雜事件的思想可以解決電力通信設(shè)備管理的一些相關(guān)問題，可以比較方便的解決在設(shè)備管理方面的一些難題。本文提出了一種基于RFID事件處理技術(shù)的電力通信設(shè)備管理系統(tǒng)。

【關(guān)鍵詞】 ? ?RFID技術(shù) ? ?電力設(shè)備運(yùn)維 ? ?設(shè)備管理

近些年以來，我國電網(wǎng)的全國布局的任務(wù)基本完成，形成了十大輸配電網(wǎng)的大格局。因此產(chǎn)生了電網(wǎng)設(shè)備之間的信息的交互作用的增加，通信設(shè)備的數(shù)量繼續(xù)增加，數(shù)據(jù)交換的頻率越來越高，所以穩(wěn)定運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)和隱患也隨之增加。電力通信設(shè)備的高效管理及運(yùn)維成了熱門話題。

一、RFID技術(shù)概要與電力設(shè)備運(yùn)維特點(diǎn)

1.1基本原理

RFID技術(shù)是一項(xiàng)自動傳輸與識別的技術(shù)，該技術(shù)是通過無線射頻信號空間耦合的方式來實(shí)現(xiàn)的。RFID標(biāo)簽被稱為電子標(biāo)簽或者叫做射頻標(biāo)簽，因?yàn)镽FID技術(shù)主要運(yùn)用無線射頻識別技術(shù)，無線射頻識別技術(shù)與傳統(tǒng)識別技術(shù)（需要物與物之間有連接線）區(qū)別在于無線射頻技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)非接觸就可以傳輸數(shù)據(jù)，RFID技術(shù)正是運(yùn)用這種技術(shù)的優(yōu)異性來進(jìn)行對信息的傳輸與存儲。RFID的大致結(jié)構(gòu)由電子標(biāo)簽和閱讀器兩大板塊組成，而電子標(biāo)簽又由儲存數(shù)據(jù)的芯片、天線與電路構(gòu)成，每個部分都起著不可或缺的作用。RFID閱讀器利用天線與電子標(biāo)簽取得聯(lián)系，從而達(dá)到實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和無線通信的效果。RFID標(biāo)簽可根據(jù)其不同的工作原理進(jìn)行分類，標(biāo)簽的供電方式可分為有源標(biāo)簽與無源標(biāo)簽;根據(jù)標(biāo)簽的工作頻率可分為低頻、中高頻、超高頻與微波標(biāo)簽。正是因?yàn)樵摷夹g(shù)的分類范圍廣，現(xiàn)在RFID技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各大領(lǐng)域。在電力設(shè)備運(yùn)維中，可以用到無源超高頻RFID標(biāo)簽，對需要維護(hù)的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測。

1.2電力通信設(shè)備運(yùn)維要點(diǎn)

1.電力通信系統(tǒng)設(shè)備。這類設(shè)備是整個電力通信中的主動脈，為系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)立下汗馬功勞，比如說，光纖通信、調(diào)度等都依賴于電力通信系統(tǒng)設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。其目的就是為了保護(hù)主要的通信設(shè)備，同時(shí)提供便捷快速的通信通道，方便站與站之間的設(shè)備交叉管理。

2.電力通信系統(tǒng)的運(yùn)維工作主要由巡視、檢修、建設(shè)、消缺、和維護(hù)這五大部分構(gòu)成。電力通信設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)是比較繁瑣復(fù)雜的工作，在運(yùn)行維護(hù)的時(shí)候，需要對設(shè)備工作情況，工作環(huán)境以及工作時(shí)間綜合分析并進(jìn)行維護(hù)，要確保整個周期中的每個環(huán)節(jié)正常有序運(yùn)行，但是在設(shè)備運(yùn)行的過程中難免會出現(xiàn)問題，這就需要及時(shí)準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)問題所在，并及時(shí)進(jìn)行維護(hù)處理。

二、在電力通信設(shè)備運(yùn)維中RFID技術(shù)的應(yīng)用

2.1智能巡檢系統(tǒng)架構(gòu)

分析RFID傳輸網(wǎng)的結(jié)構(gòu)層次，系統(tǒng)的總體框架可以分為三個部分，分別為感知模塊、網(wǎng)絡(luò)傳輸網(wǎng)、技術(shù)應(yīng)用板塊。其中網(wǎng)絡(luò)傳輸網(wǎng)又可以大致分為接入部分、聚集部分與傳輸部分，接入部分通過各種接入技術(shù)，使設(shè)備與電子標(biāo)簽連接起來，再通過匯聚部分將多個電子標(biāo)簽信息整合起來，最后由傳輸部分對數(shù)據(jù)進(jìn)行高速傳輸。具體說明參見圖1。

感知層：感知層由許多個電子標(biāo)簽集合而成，電子標(biāo)簽中儲存了對應(yīng)設(shè)備的相關(guān)信息，再通過無線網(wǎng)絡(luò)將這些數(shù)據(jù)傳送到RFID的應(yīng)用系統(tǒng)中。

網(wǎng)絡(luò)層：主要功能為收集RFID電子標(biāo)簽的信息，然后匯總并上傳到應(yīng)用系統(tǒng)里面。

應(yīng)用層：主要實(shí)現(xiàn)對各種電子標(biāo)簽的管理，以及實(shí)時(shí)查詢電力通信設(shè)備的運(yùn)作情況，還可以通過系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析，得到全體設(shè)備的故障發(fā)生率，合理安排工作人員巡視檢修等。再者，可以用RFID技術(shù)對員工進(jìn)行考勤打卡，提高整體工作效率。

2.2智能巡檢系統(tǒng)簡介

智能巡檢系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成 。硬件系統(tǒng)主要由電子RFID標(biāo)簽、RFID手持終端、服務(wù)器、RFID巡檢終端等設(shè)備組成。軟件系統(tǒng)由電力通信無線局域網(wǎng)、數(shù)據(jù)庫，手機(jī)終端軟件等組成。RFID技術(shù)需要的巡檢設(shè)備主要性能有：巡檢信息上傳、巡檢信息的下載、巡檢信息查詢等。智能巡檢設(shè)備的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足電力通信系統(tǒng)要求，同時(shí)要使RFID在實(shí)際生活中的需求性與實(shí)用性相結(jié)合，以求實(shí)現(xiàn)效率最高化。例如，當(dāng)讀取距離比較大的時(shí)候，在選用RFID電子標(biāo)簽的時(shí)候，就選用超高頻被動的RFID電子標(biāo)簽，這樣才能較為準(zhǔn)確的讀取到相關(guān)電子標(biāo)簽信息。圖2為智能巡檢系統(tǒng)的手持終端的工作流程圖。

2.3智能巡檢系統(tǒng)操作流程

1.在現(xiàn)有的需巡查監(jiān)測點(diǎn)放置RFID標(biāo)簽，同時(shí)對標(biāo)簽進(jìn)行激活初始化處理，將該標(biāo)簽的基本信息，如巡檢時(shí)間、巡檢地點(diǎn)等錄入標(biāo)簽中。

2.巡檢信息管理系統(tǒng)的建立，通過系統(tǒng)對各個標(biāo)簽的管理，得到統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)能更加直觀的看到整個體系的運(yùn)作情況，便于對數(shù)據(jù)的分析與管理。

當(dāng)有巡檢人員進(jìn)行日常巡檢時(shí)，系統(tǒng)會自動收錄巡檢人員信息、巡檢地點(diǎn)、巡檢編號以及巡檢人員的出發(fā)時(shí)間以及巡檢結(jié)束時(shí)間等。

3.巡檢人員進(jìn)行巡檢時(shí)，中途發(fā)生的一切巡檢情況都會通過局域網(wǎng)實(shí)時(shí)上傳到巡查信息管理系統(tǒng)，巡查人員對出現(xiàn)的情況進(jìn)行初步判定，達(dá)到一定的嚴(yán)重標(biāo)準(zhǔn)即手動上報(bào)到巡查系統(tǒng)，巡查系統(tǒng)會給系統(tǒng)管理員提示，進(jìn)而做到快速解決問題。

4.巡查管理中心可以通過信息管理系統(tǒng)查看當(dāng)日巡查完成度，并支持對當(dāng)日和之前的巡查記錄的統(tǒng)計(jì)信息進(jìn)行打印，方便存檔記錄。

2.4 ?RFID技術(shù)巡檢系統(tǒng)的優(yōu)勢

科學(xué)合理的運(yùn)用了RFID技術(shù)的物理優(yōu)勢，主要利用RFID可以無接觸、閱讀距離遠(yuǎn)等特性，大大降低了人工成本，給巡檢人員的工作帶來了便利，數(shù)據(jù)的收集與統(tǒng)計(jì)也更加方便，且FRID識別的速度快，提到了設(shè)備巡檢的管理效率。另外FRID技術(shù)能透過少量的布料、皮料等，能夠在全天應(yīng)戰(zhàn)各種惡劣環(huán)境。最主要還是因?yàn)镽FID技術(shù)能夠做到數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)傳輸與實(shí)時(shí)傳輸，降低了信息傳遞錯誤率，保障了巡檢工作的整體效率。

2.5二次設(shè)備運(yùn)維系統(tǒng)架構(gòu)

二次設(shè)備運(yùn)維系統(tǒng)是根據(jù)WSN與REID技術(shù)相結(jié)合設(shè)計(jì)的，它運(yùn)用了Zigbee無線傳感網(wǎng)技術(shù)與RFID技術(shù)，能夠在設(shè)備的使用過程中進(jìn)行身份識別、獲取設(shè)備的實(shí)時(shí)信息，在線監(jiān)測設(shè)備運(yùn)行溫度變化。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3所示。

二次運(yùn)維系統(tǒng)架構(gòu)擁有設(shè)備運(yùn)維管理功能與設(shè)備環(huán)境監(jiān)測功能，該系統(tǒng)主要功能是對設(shè)備的使用壽命進(jìn)行二次監(jiān)測，利用RFID技術(shù)與無線物聯(lián)網(wǎng)傳感網(wǎng)絡(luò)，通過RFID的手持終端進(jìn)行對設(shè)備的二次運(yùn)維。在二次運(yùn)維系統(tǒng)中，會用到RFID中的Zigbee溫濕度電子標(biāo)簽、Zigbee無線路由器、手持RFID標(biāo)簽這些設(shè)備一起進(jìn)行對運(yùn)維工作的開展。在系統(tǒng)運(yùn)行中，傳感器模塊對設(shè)備的工作情況進(jìn)行實(shí)時(shí)探測并將數(shù)據(jù)通過無線物聯(lián)傳感網(wǎng)絡(luò)上傳到二次設(shè)備數(shù)據(jù)管理庫，也可以通過手持RFID設(shè)備實(shí)施對設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控。

三、設(shè)備工作管理

3.1定期檢查RFID系統(tǒng)

定期安排人員對RFID電子標(biāo)簽進(jìn)行查看，發(fā)現(xiàn)有損毀的即刻更換，同時(shí)也要驗(yàn)證讀卡器能否正常讀標(biāo)簽，檢查RFID手持終端有無故障，對Zigbee模塊進(jìn)行配套監(jiān)測，確保系統(tǒng)正常工作，提高整體工作效率。

3.2溫濕度超過限值處理辦法

溫濕度傳感器將采集到的設(shè)備溫濕度，通過網(wǎng)絡(luò)當(dāng)傳到服務(wù)系統(tǒng)，服務(wù)系統(tǒng)再通過對數(shù)據(jù)的整合傳輸給管理人員，當(dāng)溫濕度達(dá)到限定閾值之后，系統(tǒng)會給工作人員提示情況，然后工作人員對溫濕度進(jìn)行二次確認(rèn)，最后進(jìn)行相應(yīng)的科學(xué)處理。

3.3設(shè)備管理工作流程

一開始，讀卡器會對設(shè)備的標(biāo)簽發(fā)出讀卡請求，在標(biāo)簽響應(yīng)后，讀卡器獲取設(shè)備標(biāo)簽的相關(guān)信息，讀卡器將設(shè)備相關(guān)信息通過Zigbee板塊上傳到數(shù)據(jù)管理中心。反之，則標(biāo)簽出現(xiàn)問題，工作人員及時(shí)利用手持RFID終端設(shè)備進(jìn)行上報(bào)處理。數(shù)據(jù)管理中心得到設(shè)備溫濕度相關(guān)信息后，對信息的合理性進(jìn)行分析，最后對設(shè)備使用情況進(jìn)行綜合判定，輸出得到的合理數(shù)據(jù)并顯示。

四、總結(jié)

RFID技術(shù)是全世界都在運(yùn)用的一項(xiàng)技術(shù)，并且因?yàn)樵摷夹g(shù)優(yōu)異的適應(yīng)能力，現(xiàn)在被廣泛的應(yīng)用于各種大型領(lǐng)域，發(fā)揮著不可替代的作用。在這樣的時(shí)代洪流下，勇敢嘗試RFID技術(shù)在建設(shè)中的積極作用并合理運(yùn)用。在對RFID技術(shù)的應(yīng)用中，可以更加透徹直觀的了解這項(xiàng)技術(shù)，但是也會發(fā)現(xiàn)這項(xiàng)技術(shù)的缺陷之處，在未來的發(fā)展中，不斷完善該技術(shù)的缺陷，同時(shí)將優(yōu)點(diǎn)得到更好的利用，為生活提供更多的便利，在本文中，RFID技術(shù)就為電力通信的運(yùn)維工作極大的減少了人工成本，同時(shí)提升了整體工作效率，為電力通信企業(yè)提高了利潤。

【參考文獻(xiàn)】

[1]丁超明，楊海龍，董志偉，宋杰瑛.RFID技術(shù)在電力設(shè)備運(yùn)維中的研究與應(yīng)用[J].科技與創(chuàng)新，2020（20）：148-149.

[2]葉韻，張軍，魏星，諸駿豪.RFID技術(shù)在電力通信設(shè)備運(yùn)維中的研究與應(yīng)用[J].自動化應(yīng)用，2018（06）：116-117+119.

參考文獻(xiàn)

[1]丁超明，楊海龍，董志偉，宋杰瑛.RFID技術(shù)在電力設(shè)備運(yùn)維中的研究與應(yīng)用[J].科技與創(chuàng)新，2020（20）：148-149.

[2]葉韻，張軍，魏星，諸駿豪.RFID技術(shù)在電力通信設(shè)備運(yùn)維中的研究與應(yīng)用[J].自動化應(yīng)用，2018（06）：116-117+119.