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物联网和移动互联网技术在电力巡检工作中的应用研究

2015-06-19 11:12:33 软件导刊　点击量：评论 (0)

摘要：通过引入移动互联网和物联网技术，使用RFID和Pad+Server搭建软件架构，建立标准化巡检流程，定义统一的设备缺陷库，从而实现变电站巡检的标准化、智能化和信息化，最大限度破解设备漏检、错检、判断不准确

（5）巡视路线：采用向导式操作流程，巡检时必须按照设定的巡检路线进行巡检。

（6）不同的巡视方式：国内首先采用平板电脑进行所有类型的巡检，多项技术通过查新为国内首创。

（7）缺陷判断、分析：缺陷的智能辅助判断有效提升值班员工作效率，而且按照缺陷管理规范实现了设备缺陷的统计功能，检修人员在进行检修作业前只需将待检修设备的缺陷一键导出打印即可，减少了以往缺陷汇总统计的时间。

（8）移动终端、手机客户端：发现严重和危急缺陷后，可立即通过程序向管理者发送缺陷信息，手机客户端可立即收到变电站的缺陷信息，有效缩短了以往大量的汇报时间，提升了工作效率；

（9）定期试验、切换：流程化、标准化、可视化的定期试验切换有效减少了运行人员的培训工作，操作人员只需按照图文并茂的指导提示进行操作即可完成定期试验、切换，有效减少了误操作的发生。

2.2软件架构

系统后台采用J2EE三层架构搭建，将整个业务应用划分为：表现层（UI）、业务逻辑层（BLL）、数据访问层（DAL），具有以下先进性：

易用性：前台采用JSP、Jquery等技术框架，拥有非常简单易用的控件、组件和灵活多样的布局风格。

安全性：Spring Security的安全验证机制非常严密，利用访问决策管理器验证用户是否有权限访问相应的资源，精准快速。Mysql具有高效的备份机制，是系统安全稳定运行的保障。

扩展性：深度集成了Spring技术，并且整合了其它优秀的开源项目，如Spring MVC、Hibernate、JBPM等，这项框架涉及到系统架构中的各个功能领域，并能轻松安装、拆卸，具有很高的扩展性。

稳定性：J2EE体系的稳定性是基于Java的健壮性和虚拟机实现的一致性基础上的。一些J2EE部署在WINDOWS环境中，客户也可选择健壮性能更好的Linux操作系统，这是实时性要求很强的系统最理想的选择。

2.3关键技术

2.3.1RFID蓝牙电容读写设备

设备使用蓝牙技术与平板电脑通讯、使用RFID技术与电子标签进行通讯，并具备电容笔功能，能流畅地在平板电脑上进行书写，具备以下优点：

（1）能轻松操控电容屏幕的平板电脑，与手指操作相比，操作更灵敏、便捷；

（2）快速扫描RFID电子标签，与自带RFID读写器的平板电脑相比，更适合长时间巡检操作；

（3）超长续航能力，通过开发重写蓝牙通讯连接的算法方式，大大节省了电量消耗，可长时间巡检无需充电。

2.3.2实现了主动式电子标签感应

与传统的被动式和半被动式标签不同的是，主动式标签本身具有内部电源供应器，用以供应内部IC所需电源以产生对外的讯号，这使得主动式标签拥有较长的读取距离和较大的记忆体容量，可以用来储存读取器所传送来的一些附加讯息。该技术将运用于本项目中，为项目提供更先进、记忆信息量更大的RFID技术。

2.3.3RFID 中间件

典型的射频识别系统由射频标签、读写器和应用系统3部分组成[2]。

RFID 中间件是实现RFID 硬件设备与应用系统之间数据传输、过滤和数据格式转换的一种中间程序[3]，是RFID 应用部署运作的中枢。它介于读写器模块与应用系统之间，将RFID 读写器读取的各种数据信息，经过中间件提取、解密、过滤及格式转换，导入管理服务器，并通过应用系统反应在程序界面上，供操作者浏览、选择、修改和查询[4]。

2.3.4数据同步技术

作为一套异构系统解决方案，设备终端与服务器之间的数据同步功能对于系统尤为重要，不但终端设备要向服务器同步巡检结果数据，而且服务器也要为终端设备同步巡检内容资料。为了解决好数据双向同步的问题，使用技术领先的pervasync[5]数据同步方案。

特点：支持弱连接和子集同步结构。

通过 Pervasync提供的客户端可视化配置界面，只需在终端设备中对服务器中心数据库（Center DataBase）服务器地址、中心数据库授权使用的用户名和密码进行配置，便可完成数据库同步参数设置。配置一次，系统自动保存配置信息，之后的每次操作都不用再关心配置问题。

3解决问题

①“标准作业流程”实现标准化作业的轻松落地；

②“设备巡检标准库”有效解决针对性不强、巡检标准不全、不统一的问题；

③“图文并茂的标准”解决巡检人员不熟悉设备和标准的问题；

④“设备缺陷库”解决巡检人员缺陷定义不准确的问题；

⑤“四大方法”有效解决了巡检不到位的问题。

4实施效果及展望

〖BT（2+1〗〖STHZ〗4.1“四大方法”提高运行人员巡检质量，减轻巡检人员工作负担〖BT）〗

将巡视维护标准的执行流程完全通过科技的手段融入到了本系统中，各种流程通过后台软件自动执行，有效减轻巡检人员工作负担，提升工作效率。 “四大方法”是：

方法1：“一键上传”减轻后期整理时间；

方法2：“优化巡检流程”节约巡检时间；

方法3：照片和缺陷自动关联提高工作效率；

方法4：“实时缺陷提醒”及时跟踪缺陷发展情况。

4.2减轻了运行管理人员负担

①智能工作计划安排；

②缺陷的实时自动汇报让管理者轻松掌控设备缺陷；

③强大的缺陷智能统计分析及管理功能实现对变电站缺陷的轻松管控。

由于此系统有效地解决了巡检不到位、巡检标准不清楚、巡检人员缺陷性质判断不清楚等问题，使管理更加轻松，标准化落地工作得到有效执行，因此该系统也获得了乐山市、雅安市、眉山市电业局的高度重视和认可，正在组织推广实施；同时该系统也受到四川省电网公司和国家电网公司的高度关注，四川省点网公司和国家电网公司相关领导及部门多次听取该项目汇报并进行实地调研，对该项目给与了高度评价，并计划进一步考察以便于更大范围的推广。

5结语

通过引入前沿的移动互联网和物联网技术，智能标准化巡检系统帮助运行人员准确掌握标准、定义缺陷，切实解决了运行人员专业素质差异带来的工作偏差，确保及时发现并处理缺陷，并解决了巡检不到位、采样数据少、统计不准确等问题，从而保障了变电站设备的安全、稳定、可靠运行。变电站智能巡检系统的应用改变了传统变电站的巡视方式，是变电管理在标准化、智能化和信息化方面的创新。

参考文献参考文献：

[1]殷波，邓恒，樊大伟.基于条码技术的变电站巡检系统[J].仪器仪表学报，2002，30（10）：58-60.

[2]徐海猛.基于Pocket PC 和.NET 平台的变电站巡检系统的设计与实现[D].北京：北京邮电大学，2006.

[3]成修治，李宇成. RFID中间件的结构设计[J].计算机应用，2008 ，28（4）：1055-1057.

[4]赵黎. RFID 中间件事件管理系统的设计与实现[D].武汉：华中科技大学，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.