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物聯網和移動互聯網技術在電力巡檢工作中的應用研究

2015-06-19 11:12:33 軟件導刊　點擊量：評論 (0)

摘要：通過引入移動互聯網和物聯網技術，使用RFID和Pad+Server搭建軟件架構，建立標準化巡檢流程，定義統一的設備缺陷庫，從而實現變電站巡檢的標準化、智能化和信息化，最大限度破解設備漏檢、錯檢、判斷不準確

（5）巡視路線：采用向導式操作流程，巡檢時必須按照設定的巡檢路線進行巡檢。

（6）不同的巡視方式：國內首先采用平板電腦進行所有類型的巡檢，多項技術通過查新為國內首創。

（7）缺陷判斷、分析：缺陷的智能輔助判斷有效提升值班員工作效率，而且按照缺陷管理規范實現了設備缺陷的統計功能，檢修人員在進行檢修作業前只需將待檢修設備的缺陷一鍵導出打印即可，減少了以往缺陷匯總統計的時間。

（8）移動終端、手機客戶端：發現嚴重和危急缺陷后，可立即通過程序向管理者發送缺陷信息，手機客戶端可立即收到變電站的缺陷信息，有效縮短了以往大量的匯報時間，提升了工作效率；

（9）定期試驗、切換：流程化、標準化、可視化的定期試驗切換有效減少了運行人員的培訓工作，操作人員只需按照圖文并茂的指導提示進行操作即可完成定期試驗、切換，有效減少了誤操作的發生。

2.2軟件架構

系統后臺采用J2EE三層架構搭建，將整個業務應用劃分為：表現層（UI）、業務邏輯層（BLL）、數據訪問層（DAL），具有以下先進性：

易用性：前臺采用JSP、Jquery等技術框架，擁有非常簡單易用的控件、組件和靈活多樣的布局風格。

安全性：Spring Security的安全驗證機制非常嚴密，利用訪問決策管理器驗證用戶是否有權限訪問相應的資源，精準快速。Mysql具有高效的備份機制，是系統安全穩定運行的保障。

擴展性：深度集成了Spring技術，并且整合了其它優秀的開源項目，如Spring MVC、Hibernate、JBPM等，這項框架涉及到系統架構中的各個功能領域，并能輕松安裝、拆卸，具有很高的擴展性。

穩定性：J2EE體系的穩定性是基于Java的健壯性和虛擬機實現的一致性基礎上的。一些J2EE部署在WINDOWS環境中，客戶也可選擇健壯性能更好的Linux操作系統，這是實時性要求很強的系統最理想的選擇。

2.3關鍵技術

2.3.1RFID藍牙電容讀寫設備

設備使用藍牙技術與平板電腦通訊、使用RFID技術與電子標簽進行通訊，并具備電容筆功能，能流暢地在平板電腦上進行書寫，具備以下優點：

（1）能輕松操控電容屏幕的平板電腦，與手指操作相比，操作更靈敏、便捷；

（2）快速掃描RFID電子標簽，與自帶RFID讀寫器的平板電腦相比，更適合長時間巡檢操作；

（3）超長續航能力，通過開發重寫藍牙通訊連接的算法方式，大大節省了電量消耗，可長時間巡檢無需充電。

2.3.2實現了主動式電子標簽感應

與傳統的被動式和半被動式標簽不同的是，主動式標簽本身具有內部電源供應器，用以供應內部IC所需電源以產生對外的訊號，這使得主動式標簽擁有較長的讀取距離和較大的記憶體容量，可以用來儲存讀取器所傳送來的一些附加訊息。該技術將運用于本項目中，為項目提供更先進、記憶信息量更大的RFID技術。

2.3.3RFID 中間件

典型的射頻識別系統由射頻標簽、讀寫器和應用系統3部分組成[2]。

RFID 中間件是實現RFID 硬件設備與應用系統之間數據傳輸、過濾和數據格式轉換的一種中間程序[3]，是RFID 應用部署運作的中樞。它介于讀寫器模塊與應用系統之間，將RFID 讀寫器讀取的各種數據信息，經過中間件提取、解密、過濾及格式轉換，導入管理服務器，并通過應用系統反應在程序界面上，供操作者瀏覽、選擇、修改和查詢[4]。

2.3.4數據同步技術

作為一套異構系統解決方案，設備終端與服務器之間的數據同步功能對于系統尤為重要，不但終端設備要向服務器同步巡檢結果數據，而且服務器也要為終端設備同步巡檢內容資料。為了解決好數據雙向同步的問題，使用技術領先的pervasync[5]數據同步方案。

特點：支持弱連接和子集同步結構。

通過 Pervasync提供的客戶端可視化配置界面，只需在終端設備中對服務器中心數據庫（Center DataBase）服務器地址、中心數據庫授權使用的用戶名和密碼進行配置，便可完成數據庫同步參數設置。配置一次，系統自動保存配置信息，之后的每次操作都不用再關心配置問題。

3解決問題

①“標準作業流程”實現標準化作業的輕松落地；

②“設備巡檢標準庫”有效解決針對性不強、巡檢標準不全、不統一的問題；

③“圖文并茂的標準”解決巡檢人員不熟悉設備和標準的問題；

④“設備缺陷庫”解決巡檢人員缺陷定義不準確的問題；

⑤“四大方法”有效解決了巡檢不到位的問題。

4實施效果及展望

〖BT（2+1〗〖STHZ〗4.1“四大方法”提高運行人員巡檢質量，減輕巡檢人員工作負擔〖BT）〗

將巡視維護標準的執行流程完全通過科技的手段融入到了本系統中，各種流程通過后臺軟件自動執行，有效減輕巡檢人員工作負擔，提升工作效率。 “四大方法”是：

方法1：“一鍵上傳”減輕后期整理時間；

方法2：“優化巡檢流程”節約巡檢時間；

方法3：照片和缺陷自動關聯提高工作效率；

方法4：“實時缺陷提醒”及時跟蹤缺陷發展情況。

4.2減輕了運行管理人員負擔

①智能工作計劃安排；

②缺陷的實時自動匯報讓管理者輕松掌控設備缺陷；

③強大的缺陷智能統計分析及管理功能實現對變電站缺陷的輕松管控。

由于此系統有效地解決了巡檢不到位、巡檢標準不清楚、巡檢人員缺陷性質判斷不清楚等問題，使管理更加輕松，標準化落地工作得到有效執行，因此該系統也獲得了樂山市、雅安市、眉山市電業局的高度重視和認可，正在組織推廣實施；同時該系統也受到四川省電網公司和國家電網公司的高度關注，四川省點網公司和國家電網公司相關領導及部門多次聽取該項目匯報并進行實地調研，對該項目給與了高度評價，并計劃進一步考察以便于更大范圍的推廣。

5結語

通過引入前沿的移動互聯網和物聯網技術，智能標準化巡檢系統幫助運行人員準確掌握標準、定義缺陷，切實解決了運行人員專業素質差異帶來的工作偏差，確保及時發現并處理缺陷，并解決了巡檢不到位、采樣數據少、統計不準確等問題，從而保障了變電站設備的安全、穩定、可靠運行。變電站智能巡檢系統的應用改變了傳統變電站的巡視方式，是變電管理在標準化、智能化和信息化方面的創新。

參考文獻參考文獻：

[1]殷波，鄧恒，樊大偉.基于條碼技術的變電站巡檢系統[J].儀器儀表學報，2002，30（10）：58-60.

[2]徐海猛.基于Pocket PC 和.NET 平臺的變電站巡檢系統的設計與實現[D].北京：北京郵電大學，2006.

[3]成修治，李宇成. RFID中間件的結構設計[J].計算機應用，2008 ，28（4）：1055-1057.

[4]趙黎. RFID 中間件事件管理系統的設計與實現[D].武漢：華中科技大學，2006.

[5]QIAO SHI， DONG WEN，YANG XIAOYAN. Study of logical transaction based data synchronization scheme for pervasive computing[C].Proceedings of 2010 Conference on Dependable Computing （CDC’2010） November 20-22：2010，Yichang，China：481-484.