基于RFID技术的电力巡检系统

　　1.项目背景

　　1.1概述

　　随着社会发展，现代化程度的提高，电在社会生活和社会生产中发挥着越来越重大的作用，绝大多数的家庭电器和生产设备都依赖电力运行。输送电设备是电力来源的重要保障，一旦某个设备的安全运行出现故障和事故，轻则给一定区域内的人民生活和生产带来不便，重则使人民生活和生产陷入瘫痪，并可能波及所在的整个网络，造成巨大的社会影响和经济损失，所以输送电设备的安全运行是一切工作的重中之重。但目前的输送电设备管理仍是采用的定期维修和事后维修相结合的模式，对设备状况缺乏动态掌握，检修中不能突出重点，有些有隐患的设备反而没有得到充分而彻底的检修。

　　电力设备巡检，作为一种新的设备管理模式，通过周期性对设备的检测检修，成为及时发现设备故障，将事故消除在萌芽状态的十分有效的方法。它对提高机组启动成功率和机组可用率，保障输送电设备的正常运行起着重要的作用，因此，加强电厂的设备巡检工作具有重大的意义。

　　1.2管理现状

　　巡检是保证电力设备安全的一项基础性工作，它能提高电力设备的可靠性，确保设备处于最小故障率，但目前，国内普遍采用人工巡视，手工纸质记录的工作方式，由于缺乏有效的监督措施，存在人为因素多、管理成本高、无法监督巡检人员工作、巡检数据信息化程度低等缺陷。同时，在线路巡检工作中，某些线路可能处于人员不易达到，或者因为故障无法达到的情况，需要及时在较远的距离获取到这些设备信息，传统的方式也无法达到这样的要求。

　　2.RFID电力巡检应用

　　RFID是利用无线射频方式在识读器和射频标签之间进行非接触双向数据传输，以达到目标识别和数据交换的目的。识读器通过发射天线发送一定频率的射频信号，当射频标签进入发射天线工作区域时产生感应电流，射频标签获得能量被激活;射频标签将自身编码等信息通过卡内置发送天线发送出去;系统接收天线接收到从射频标签发送来的载波信号，经天线调节器传送到识读器，识读器对接收的信号进行解调和解码，然后送到后台主系统进行相关处理。

　　RFID技术具有非接触、阅读速度快、无磨损、寿命长、便于使用的特点，可以在各种恶劣的环境中使用。同时，RFID标签具有存储容量大，远距离，可实现多目标识别和穿透大部分介质识别的特点，在电力巡检项目中的应用，可突出解决目前存在的各种巡检弊端，打造更智能化、更有效的电力巡检系统。

　　3.系统设计

　　深圳市铨顺宏科技有限公司作为RFID领导品牌--ThingMagic代理商，在向各大运营商、集成商提供ThingMagic全系列产品的同时，公司也一直以专业的技术团队，优质的服务，优惠的价格，为广大客户提供世界一流的RFID设备解决方案和高质量的售后服务。公司配合各大运营商、集成商已成功的将ThingMagic RFID设备，运用在生产制造、仓储管理、航空航运、服装零售、防伪溯源等多个领域各种应用中。

　　铨顺宏RFID电力巡检系统由需要巡检的现场电力设备及发卡设备、电子标签、移动数据采集终端和应用系统组成。

　　3.1 系统架构

　　电力系统总体架构如 图1所示。

　　(1) 发卡设备主要是完成电子标签的数据初始化，将电力公司特定的资产编码等信息写入到电子标签中;

　　(2) 电子标签用于存设备的详细数据信息和历史核查信息;

　　(3) 移动数据采集终端是巡检操作的工具，它可根据PC机应用程序下传的任务对指定单元的指定设备进行巡视，并记录巡视结果，再通过无线通信网络将现场数据传送到PC机后台管理系统;

　　(4) 设备应用服务器负责客户管理和数据整理等操作，并与数据库服务器进行交互;

　　(5) 数据库服务器负责存储电力设备的基本数据和参数信息，RFID电子标签信息的查询、统计以及用户管理、帮助等信息。

　　3.2系统流程

　　3.2.1电子标签发卡

　　发卡是完成电子标签信息的初始化，并建立基础的数据。因为电力设备多是金属材质，因此，本方案中使用电子标签为抗金属标签。这类标签不同于一般的Inlay标签，可以直接由RFID打印机打印出来，作为异形标签只能通过RFID发卡器逐一发卡。具有群写卡功能的RFID发卡器在这个环节将大大提到发卡效率，特别适合于抗金属等异形标签。

　　3.2.2 巡检

　　巡检人员携带移动数据采集终端外出巡检时，通过移动收据采集终端读取电子标签获取设备相关信息，并根据情况对设备进行拍照，同时记录设备的运行情况以及人物的执行情况。若发现故障，则结合当前的移动数据采集终端把故障类型、设备编号等信息发送到后台管理系统。

　　后台管理系统对移动数据采集终端发回的信息进行读取、存储，分解出故障发送的时间、地点、设备类型、发现者，并把这些信息自动存入数据库服务器，同时在网上发布。另外，系统实时地显示巡检状态，如显示各故障点，各类故障的紧急情况、处理情况、目前状态，以及各巡检人员在某一时刻的位置和巡检路线。系统还可对存放在数据库中的各类历史数据进行统计、汇总、分析，用各类图表或报表显示各种故障在某段时间内发生的频率和对象，供管理人员预测分析以加强管理并制定应对措施，达到事前控制的目的，最终减少事故发生率，确保电力设备的安全运行。

　　3.3实施效益

　　铨顺宏基于RFID技术的电力巡检系统将可以很好的解决电力企业在巡视巡检方面存在的问题，为企业带来切实的效益，主要体现在以下几个方面：

　　方便了巡检人员的巡检和提交巡检结果，减少了人为错误的几率;

　　确保了巡检人员到位，保证了巡检质量和巡检工作的管理效率;

　　巡检质量和效率的大幅提高，很好的保证了输送电设备的稳定运行，防患于未然，减少故障发生率，降低企业运营成本;

　　提高了数据分析和统计功能，提高了管理人员处理缺陷的效率

　　4.硬件设备选型

　　电力巡检中，移动数据采集终端是关键的数据采集设备，要满足系统的需求，既需要有较远的读取距离，稳定的读取性能，同时也应力求小型化，以便于巡检人员的长时间使用。 本系统中，铨顺宏ThingMagic M6e-Micro优异的性能，完全达到了系统的苛刻要求。

　　铨顺宏ThingMagic M6e-Micro，一款采用超小型模组结构设计和优异的“快速搜索算法”的超高频RFID模具，可以嵌入到各种常用的手持和便携式设备中。它对标签的读取速度高达750标签/秒，接收指令后反应快速，功耗低，意味着对于移动数据采集终端有更好的续航能力，保证巡检人员顺畅的工作。同时，其特有的-5dbm到+30dbm的可调功率，即可满足近距离设备的精确定位，同时也可实现复杂环境下对远距离设备信息的获取，非常灵活而实用。

　　标签协议 EPCglobal Gen 2 (ISO 18000-6C) DRM支持;ISO 18000-6B (*可选);

　　I-PX (*可选)

　　天线连接器 2个50欧姆UFL连机器或主板边缘连接，支持2个独立天线

　　RF输出 独立的读写模式，-5至30dBm输出，±1dBm可调

　　频率特性 ETSI (EU, India) 865.6-867.6 MHz;TRAI 865-867 MHz (India);KCC (Korea) 917-920.8 MHz;ACMA (Australia) 920-926 MHz;SRRC-MII (P.R.China) 920-925 MHz; Open (Customizable channel plan;865-868MHz and 902-928 MHz);

　　连接器 具备28脚位的邮票孔式连接器连接模式(含供电、通信及GPIO)

　　通讯接口 串行异步通信，3.3V或5V逻辑;

　　波特率9600-921，600bps;

　　USB2.0硬件接口(最高12Mbps)

　　重启和关机控制

　　标签识读率 大于750标签/秒;使用高性能设置

　　标签识读距离 大于30feet(9 M)采用6dBi天线(36dBm EIRP)