RFID智能識別技術(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。對這工器具的嚴(yán)格科學(xué)的管理和對其質(zhì)量特性的檢測、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，對電力生產(chǎn)工器具的管理從無到有，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)控的工具庫房(如FJICM系列工具庫房)、智能絕緣工具柜(如FJTC系列工具柜)、車載安全工器具裝置，用于進(jìn)行安全性能檢測的安全工器具試驗系統(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，已經(jīng)完全不能滿足批量、動態(tài)、靈活的識別需要。此外，在對這些工器具進(jìn)行有效管控的同時，工器具頻繁的使用，大量的出入庫信息的錄入，嚴(yán)格的工器具歸位安全

3、要求等，無形中增加了對工器具管理的工作量，影響了工作效率;特別在進(jìn)行緊急電力搶險時，多件工器具不能同時出庫，嚴(yán)重影響相關(guān)電力安全規(guī)范的要求。怎樣解決這些問題呢?針對電力行業(yè)安全生產(chǎn)和供電可靠性的迫切需求，我們采用RFID智能識別技術(shù)并結(jié)合以上對電力生產(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問題，并且實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)在線的信息共享。實現(xiàn)了對電力安全工器具從申購、領(lǐng)用、保存、試驗、使用等直至報廢整個生命周期進(jìn)行有效的管控。滿足了電力行業(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(射頻識別)系統(tǒng)由兩部分組

4、成：讀寫器(Reader)和電子標(biāo)簽(射頻標(biāo)簽)(Tag)。RFID工作過程為：讀寫器通過天線發(fā)出電磁脈沖，當(dāng)電子標(biāo)簽進(jìn)入磁場后，接收讀寫器發(fā)出的射頻信號，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的產(chǎn)品信息(PASSIVETAG，無源標(biāo)簽或被動標(biāo)簽)，或者主動發(fā)送某一頻率的信號(ACTIVETAG，有源標(biāo)簽或主動標(biāo)簽);讀寫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。實際上，這就是對電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù)進(jìn)行非接觸讀、寫或刪除處理。其中，電子標(biāo)簽由耦合元件及芯片組成，每個標(biāo)簽具有唯一的電子編碼，高容量電子標(biāo)簽有用戶可寫入的存儲空間。標(biāo)簽可以根據(jù)需要設(shè)計成不同大小。通常，在這個標(biāo)簽上還粘一個

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)識目標(biāo)對象。與條形碼或磁條等其他ID技術(shù)相比較而言，射頻識別技術(shù)的優(yōu)勢在于讀寫器和電子標(biāo)簽之間的無線鏈接：讀寫器不需要與電子標(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，對潮濕、骯臟和機械影響不敏感。因此，射頻系統(tǒng)具有非常高的讀寫可靠性和快速數(shù)據(jù)獲取的能力。三、項目系統(tǒng)介紹系統(tǒng)硬件構(gòu)成項目系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，如圖所示： 系統(tǒng)由若干個站、所系統(tǒng)管理終端、一個系統(tǒng)服務(wù)中心(或小型數(shù)據(jù)工作站)、一套主系統(tǒng)軟件、若干臺系統(tǒng)二級工作站及企業(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)計分析;分為數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器和客戶端。 所有的用戶登錄應(yīng)用系統(tǒng)時，都必須通過身份認(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)用工具庫房、智能絕緣工具柜、帶電作業(yè)及安全工器具試驗系統(tǒng)設(shè)施的變電站、集控站、作業(yè)工區(qū)、檢測所等電力基層單位。系統(tǒng)管理終端由現(xiàn)場管理工作站、RFID無障礙識別通道、RFID手持讀寫器等設(shè)備組成。每個系統(tǒng)終端通過RFID裝置(俗稱守門員5號)對帶電作業(yè)及安全工器具進(jìn)行識別，并將信號通過無線通信傳遞到局域網(wǎng)和內(nèi)網(wǎng)。其結(jié)構(gòu)如圖： 其中RFID無障礙識別通道是基于當(dāng)今最先進(jìn)的RFID-GEN2平臺設(shè)計，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電子芯片讀寫器產(chǎn)品，安裝在區(qū)域進(jìn)口，多件工器具出入時，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，均能被通道自動捕獲，由系統(tǒng)自動采集工器具信息并記錄。系統(tǒng)管理工作站系統(tǒng)管理工作站為整個系統(tǒng)的操作與顯示平臺。系統(tǒng)管理工作站的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)滿足人員操作方便、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，系統(tǒng)能對多個管理對象進(jìn)行掃描識讀和數(shù)據(jù)寫入;在工器具試驗檢測環(huán)節(jié)，系統(tǒng)還可以結(jié)合試驗系統(tǒng)平臺操作軟件對試驗工具的合格性進(jìn)行操作判定，并可以把試驗結(jié)果數(shù)據(jù)通過WiFi無線方式傳入到管控平臺中。此外，手持設(shè)備上運行的WinCE

8、操作系統(tǒng)，配備可充電的鋰電池，方便用戶使用。現(xiàn)場應(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無障礙通道無接觸地讀取并識別電子標(biāo)簽中所保存的電子數(shù)據(jù)，達(dá)到自動識別進(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。本項目管理的電力生產(chǎn)工器具有統(tǒng)一的編碼標(biāo)識，工具編碼存儲在工具的電子芯片中，標(biāo)簽表面可采用普通條碼打印機或?qū)Ｓ肦FID打印機打印可見標(biāo)識。RFID專用打印機可同時打印可見標(biāo)識和寫入RFID編碼。六、應(yīng)用效果系統(tǒng)的應(yīng)用，實現(xiàn)了多件工器具動態(tài)管理;適時的在位監(jiān)測，消除管理盲點;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)對物質(zhì)、器具、設(shè)備、人員的識別、追溯、控制管理。系統(tǒng)創(chuàng)新了一系列先進(jìn)技術(shù)，取得多項專利成果;解決了復(fù)雜環(huán)境下無序狀態(tài)批量識別的難題。項目通過科技鑒定，