RFID智能識(shí)別技術(shù)在電力生產(chǎn)工器具全生命周期管理TLM中的應(yīng)用

1、RFID智能識(shí)別技術(shù)在電力生產(chǎn)工器具全生命周期管理（TLM）中的應(yīng)用· 本文介紹了RFID的批量多重識(shí)別，是物聯(lián)網(wǎng)深入發(fā)展中遇到的難題。文章以RFID在電力生產(chǎn)工器具全生命周期管理（TLM）中得應(yīng)用為例，系統(tǒng)描述了應(yīng)用創(chuàng)新技術(shù)解決這一難題的方法。僅為促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)RFID的大力發(fā)展起到拋磚引玉的作用。 一、為什么要在電力生產(chǎn)工器具管理中應(yīng)用RFID批量多重識(shí)別技術(shù)電力生產(chǎn)工器具(主要有帶電作業(yè)及安全工器具)是電力安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)，這些工器具在整個(gè)生命周期中的質(zhì)量特性直接影響到電力生產(chǎn)中人身和設(shè)備安全。對(duì)這工器具的嚴(yán)格科學(xué)的管理和對(duì)其質(zhì)量特性的檢測(cè)、控制是保證電力作業(yè)安全最為重要的環(huán)節(jié)。隨著

2、科技的發(fā)展和行業(yè)安全規(guī)范的加強(qiáng)，對(duì)電力生產(chǎn)工器具的管理從無(wú)到有，建立了一套軟硬件相結(jié)合的有效管控系統(tǒng)，主要包括：用于這些工器具存放環(huán)境監(jiān)控的工具庫(kù)房(如FJICM系列工具庫(kù)房)、智能絕緣工具柜(如FJTC系列工具柜)、車(chē)載安全工器具裝置，用于進(jìn)行安全性能檢測(cè)的安全工器具試驗(yàn)系統(tǒng)、以及“電力生產(chǎn)工器具全生命周期管理信息系統(tǒng)“，這些系統(tǒng)在電力行業(yè)已經(jīng)得到普遍應(yīng)用。各電力單位的生產(chǎn)工器具數(shù)量品種眾多，目前采用的二維條碼標(biāo)簽的易磨損、易濕毀、粘貼不牢等缺點(diǎn)，已經(jīng)完全不能滿(mǎn)足批量、動(dòng)態(tài)、靈活的識(shí)別需要。此外，在對(duì)這些工器具進(jìn)行有效管控的同時(shí)，工器具頻繁的使用，大量的出入庫(kù)信息的錄入，嚴(yán)格的工器具歸位安全

3、要求等，無(wú)形中增加了對(duì)工器具管理的工作量，影響了工作效率;特別在進(jìn)行緊急電力搶險(xiǎn)時(shí)，多件工器具不能同時(shí)出庫(kù)，嚴(yán)重影響相關(guān)電力安全規(guī)范的要求。怎樣解決這些問(wèn)題呢?針對(duì)電力行業(yè)安全生產(chǎn)和供電可靠性的迫切需求，我們采用RFID智能識(shí)別技術(shù)并結(jié)合以上對(duì)電力生產(chǎn)工器具全生命周期有效管控的軟硬件系統(tǒng)，有效解決了工器具快速出入庫(kù)問(wèn)題，并且實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)在線(xiàn)的信息共享。實(shí)現(xiàn)了對(duì)電力安全工器具從申購(gòu)、領(lǐng)用、保存、試驗(yàn)、使用等直至報(bào)廢整個(gè)生命周期進(jìn)行有效的管控。滿(mǎn)足了電力行業(yè)相應(yīng)生產(chǎn)、安全規(guī)定和現(xiàn)代化管理要求。項(xiàng)目中各子系統(tǒng)關(guān)聯(lián)示意如圖所示： 二、技術(shù)原理RFID工作原理如下圖所示： RFID(射頻識(shí)別)系統(tǒng)由兩部分組

4、成：讀寫(xiě)器(Reader)和電子標(biāo)簽(射頻標(biāo)簽)(Tag)。RFID工作過(guò)程為：讀寫(xiě)器通過(guò)天線(xiàn)發(fā)出電磁脈沖，當(dāng)電子標(biāo)簽進(jìn)入磁場(chǎng)后，接收讀寫(xiě)器發(fā)出的射頻信號(hào)，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲(chǔ)在芯片中的產(chǎn)品信息(PASSIVETAG，無(wú)源標(biāo)簽或被動(dòng)標(biāo)簽)，或者主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(hào)(ACTIVETAG，有源標(biāo)簽或主動(dòng)標(biāo)簽);讀寫(xiě)器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。實(shí)際上，這就是對(duì)電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù)進(jìn)行非接觸讀、寫(xiě)或刪除處理。其中，電子標(biāo)簽由耦合元件及芯片組成，每個(gè)標(biāo)簽具有唯一的電子編碼，高容量電子標(biāo)簽有用戶(hù)可寫(xiě)入的存儲(chǔ)空間。標(biāo)簽可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)成不同大小。通常，在這個(gè)標(biāo)簽上還粘一個(gè)

5、紙標(biāo)簽，在紙標(biāo)簽上可以清晰地印上一些需要使用的信息，方便人為讀取。電子標(biāo)簽可以附著在物體上以標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)象。與條形碼或磁條等其他ID技術(shù)相比較而言，射頻識(shí)別技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于讀寫(xiě)器和電子標(biāo)簽之間的無(wú)線(xiàn)鏈接：讀寫(xiě)器不需要與電子標(biāo)簽之間的可視接觸，因此可以完全集成到產(chǎn)品里面。這意味著電子標(biāo)簽適合于惡劣的環(huán)境，對(duì)潮濕、骯臟和機(jī)械影響不敏感。因此，射頻系統(tǒng)具有非常高的讀寫(xiě)可靠性和快速數(shù)據(jù)獲取的能力。三、項(xiàng)目系統(tǒng)介紹系統(tǒng)硬件構(gòu)成項(xiàng)目系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，如圖所示： 系統(tǒng)由若干個(gè)站、所系統(tǒng)管理終端、一個(gè)系統(tǒng)服務(wù)中心(或小型數(shù)據(jù)工作站)、一套主系統(tǒng)軟件、若干臺(tái)系統(tǒng)二級(jí)工作站及企業(yè)局域網(wǎng)等構(gòu)成。系統(tǒng)物理架構(gòu)本系統(tǒng)平臺(tái)采用三層B

6、/S與C/S相結(jié)合系統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析;分為數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器和客戶(hù)端。 所有的用戶(hù)登錄應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，都必須通過(guò)身份認(rèn)證。系統(tǒng)管理終端系統(tǒng)管理終端是安置在具有帶電作業(yè)用工具庫(kù)房、智能絕緣工具柜、帶電作業(yè)及安全工器具試驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)施的變電站、集控站、作業(yè)工區(qū)、檢測(cè)所等電力基層單位。系統(tǒng)管理終端由現(xiàn)場(chǎng)管理工作站、RFID無(wú)障礙識(shí)別通道、RFID手持讀寫(xiě)器等設(shè)備組成。每個(gè)系統(tǒng)終端通過(guò)RFID裝置(俗稱(chēng)守門(mén)員5號(hào))對(duì)帶電作業(yè)及安全工器具進(jìn)行識(shí)別，并將信號(hào)通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信傳遞到局域網(wǎng)和內(nèi)網(wǎng)。其結(jié)構(gòu)如圖： 其中RFID無(wú)障礙識(shí)別通道是基于當(dāng)今最先進(jìn)的RFID-GEN2平臺(tái)設(shè)計(jì)，兼容ISO18000-6B、EP

7、C G2雙協(xié)議，可適用于多種電子標(biāo)簽的UHF RFID電子芯片讀寫(xiě)器產(chǎn)品，安裝在區(qū)域進(jìn)口，多件工器具出入時(shí)，相關(guān)責(zé)任人工作標(biāo)牌信息，以及工器具上RFID標(biāo)簽所攜帶的相關(guān)信息，均能被通道自動(dòng)捕獲，由系統(tǒng)自動(dòng)采集工器具信息并記錄。系統(tǒng)管理工作站系統(tǒng)管理工作站為整個(gè)系統(tǒng)的操作與顯示平臺(tái)。系統(tǒng)管理工作站的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)足人員操作方便、合理。 四、系統(tǒng)的應(yīng)用在電力生產(chǎn)工器具使用管理現(xiàn)場(chǎng)，系統(tǒng)能對(duì)多個(gè)管理對(duì)象進(jìn)行掃描識(shí)讀和數(shù)據(jù)寫(xiě)入;在工器具試驗(yàn)檢測(cè)環(huán)節(jié)，系統(tǒng)還可以結(jié)合試驗(yàn)系統(tǒng)平臺(tái)操作軟件對(duì)試驗(yàn)工具的合格性進(jìn)行操作判定，并可以把試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)通過(guò)WiFi無(wú)線(xiàn)方式傳入到管控平臺(tái)中。此外，手持設(shè)備上運(yùn)行的WinCE

8、操作系統(tǒng)，配備可充電的鋰電池，方便用戶(hù)使用。現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用狀態(tài)如下圖片所示： 五、關(guān)于RFID電子標(biāo)簽電子標(biāo)簽中保存約定格式的電子數(shù)據(jù)，可被可遠(yuǎn)距RFID無(wú)障礙通道無(wú)接觸地讀取并識(shí)別電子標(biāo)簽中所保存的電子數(shù)據(jù)，達(dá)到自動(dòng)識(shí)別進(jìn)出工器具及人員的目的。 電子標(biāo)簽應(yīng)具備抗污染能力和耐久性。本項(xiàng)目管理的電力生產(chǎn)工器具有統(tǒng)一的編碼標(biāo)識(shí)，工具編碼存儲(chǔ)在工具的電子芯片中，標(biāo)簽表面可采用普通條碼打印機(jī)或?qū)Ｓ肦FID打印機(jī)打印可見(jiàn)標(biāo)識(shí)。RFID專(zhuān)用打印機(jī)可同時(shí)打印可見(jiàn)標(biāo)識(shí)和寫(xiě)入RFID編碼。六、應(yīng)用效果系統(tǒng)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了多件工器具動(dòng)態(tài)管理;適時(shí)的在位監(jiān)測(cè)，消除管理盲點(diǎn);安全管理規(guī)范融入系統(tǒng)管理，杜絕了工器具的盲目使用，確保電力作業(yè)安全;系統(tǒng)大幅度提高工器具管理能力和信息處理工作量，做到傳統(tǒng)人工不能做到的事情。系統(tǒng)不僅能夠應(yīng)用于電力生產(chǎn)工器具的管理，還可以應(yīng)用到電力搶險(xiǎn)物資或其他電力物資管理。系統(tǒng)不僅應(yīng)用在電力行業(yè)，而且可以應(yīng)用于其他行業(yè)對(duì)物質(zhì)、器具、設(shè)備、人員的識(shí)別、追溯、控制管理。系統(tǒng)創(chuàng)新了一系列先進(jìn)技術(shù)，取得多項(xiàng)專(zhuān)利成果;解決了復(fù)雜環(huán)境下無(wú)序狀態(tài)批量識(shí)別的難題。項(xiàng)目通過(guò)科技鑒定，