基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的電力巡檢系統(tǒng)

高文琦

摘要：近年來，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)迅猛發(fā)展，得益于其具有的全面感知、可靠傳遞以及智能處理等優(yōu)勢，而被應(yīng)用于多個領(lǐng)域，且獲得較好的應(yīng)用效果。本文介紹了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的電力巡檢系統(tǒng)，通過將無線射頻識別技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)相結(jié)合，實現(xiàn)了低成本的智能化、高效化的電力巡檢，可以為電力設(shè)備的運行檢修提供重要支持。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng);射頻技術(shù);電力巡檢

一、引言

傳統(tǒng)的電力巡檢方式大都基于人工實現(xiàn)，需要耗費大量的人力物力，可控性和實時性均較差。隨著技術(shù)的發(fā)展，二維碼技術(shù)以及機器人技術(shù)被廣泛使用，然而二維碼容易發(fā)生脫落或損毀等情況，增加了檢修人員的工作量，且不易控制成本[1]。而機器人的生產(chǎn)成本過高，出現(xiàn)損壞時可能需要花較大資金購買零件，不適用于一些過于復(fù)雜的地形[2]。所以，在一般設(shè)備的日常巡檢中還無法普及。為了解決上述問題，本文介紹了一種結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)無線射頻技術(shù)與地理信息系統(tǒng)技術(shù)的電力巡檢系統(tǒng)，可以在增加運維成本的基礎(chǔ)上，提高運維效率。

二、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（IoT）及無線射頻識別技術(shù)（RFID）

物聯(lián)網(wǎng)被定義為：在互聯(lián)網(wǎng)、移動通信網(wǎng)等通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，針對不同應(yīng)用領(lǐng)域的需求，利用具有感知、通信與計算能力的智能物體自動獲取物理世界的各種信息，將所有能夠獨立尋址的物理對象互聯(lián)起來，實現(xiàn)全面感知、可靠傳輸、智能處理，構(gòu)建人與物、物與物互聯(lián)的智能信息服務(wù)系統(tǒng)。其具有全面感知、可靠傳遞以及智能處理等特征。無線射頻識別技術(shù)RFID（Radio Frequency Identification）是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)技術(shù)，其不需要直接接觸目標(biāo)，通過無線傳輸識別指定的目標(biāo)并對其進(jìn)行數(shù)據(jù)修改、導(dǎo)入或刪除，從而獲取物體的屬性和狀態(tài)信息。手持移動端可以通過掃描RFID標(biāo)簽迅速識別設(shè)備類型、讀取設(shè)備信息。RFID標(biāo)簽具有足夠的儲存空間，且十分耐用，讀取和修改數(shù)據(jù)方便，具有可靠性強、信息能夠及時上報等優(yōu)點。

三、地理信息系統(tǒng)（GIS）

地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System）主要以地理學(xué)、地圖學(xué)、測繪學(xué)、要剛學(xué)和計算機科學(xué)等學(xué)科為基礎(chǔ)[4]。利用計算機硬件和軟件相結(jié)合的方式采集、傳輸、存儲、分析和描述地理數(shù)據(jù)。GIS系統(tǒng)主要包括計算機硬件、計算機軟件、地理空間信息及用戶信息等組成。GIS系統(tǒng)可以對用戶的需求進(jìn)行分析，從而提供與需求對應(yīng)的結(jié)果。這顯著優(yōu)于傳統(tǒng)的靜態(tài)的地理系統(tǒng)系統(tǒng)。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，將計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與GIS進(jìn)行深度融合，可以實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)管理、空間位置實時定位、地理信息應(yīng)用等服務(wù)，打破了傳統(tǒng)GIS的局限性，服務(wù)于更多領(lǐng)域。

四、基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的電力巡檢系統(tǒng)

電力巡檢的主要任務(wù)是檢查電力設(shè)備是否損壞，性能是否正常，并反饋設(shè)備的濕度和溫度，標(biāo)記電力設(shè)備的位置，向有關(guān)部門共享收集到的信息，對其進(jìn)行處理和分析。因此，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的電力巡檢系統(tǒng)必須具有電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測功能、電力設(shè)備運行環(huán)境監(jiān)測功能、電力設(shè)備定位功能等。

4.1基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的電力設(shè)備定位跟蹤技術(shù)

將RFID技術(shù)與GIS技術(shù)相互融合即可實現(xiàn)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的電力設(shè)備定位跟蹤技術(shù)。在進(jìn)行功能設(shè)計時，將電力設(shè)備定位根據(jù)技術(shù)分為兩部分：設(shè)備位置信息配置和設(shè)備定位過程。首先，將RFID標(biāo)簽粘貼在設(shè)備上，其中存儲有設(shè)備的基本信息，通過設(shè)備配置過程，將設(shè)備的信息與GIS信息結(jié)合，實現(xiàn)基于GIS設(shè)備定位。另一方面，在巡檢過程中通過RFID閱讀器閱讀RFID標(biāo)簽信息可以快速地在GIS地圖上尋找到設(shè)備，實現(xiàn)基于物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備定位和跟蹤。

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的電力設(shè)備定位跟蹤技術(shù)的設(shè)備位置信息配置過程如下：首先，將電力設(shè)備的的經(jīng)緯度坐標(biāo)存儲在RFID標(biāo)簽系統(tǒng)中，RFID標(biāo)簽粘貼或者固定在電力設(shè)備上，之后，將電子地圖的位置信息數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，在電子地圖上標(biāo)記對應(yīng)設(shè)備的經(jīng)緯度信息，從而實現(xiàn)設(shè)備位置信息的配置。

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的電力設(shè)備定位跟蹤技術(shù)的設(shè)備定位過程如下：巡檢人員通過RFID閱讀器或者具有RFID閱讀功能的客戶端讀取電力設(shè)備上所固定的RFID標(biāo)簽，獲取經(jīng)緯度數(shù)據(jù)，根據(jù)經(jīng)緯度數(shù)據(jù)即可以在電力地圖上實現(xiàn)定位功能。假如電力設(shè)備需要發(fā)生移動，則在RFID閱讀器獲取該設(shè)備上的RFID標(biāo)簽中存儲的經(jīng)緯度信息之后，在電子地圖上標(biāo)記出該設(shè)備原有的位置信息以及移動路徑。該過程直接利用現(xiàn)有的商用電子地圖的定位和跟蹤功能實現(xiàn)。

4.2基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)同樣基于RFID技術(shù)進(jìn)行實現(xiàn)。針對電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測的傳感器眾多，如電壓傳感器、電流傳感器、油色譜傳感器、局部放電傳感器等等，這些傳感器可以實時獲取電力設(shè)備的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并上傳至中心機房進(jìn)行判斷，判斷的結(jié)果通過有線或者無線網(wǎng)絡(luò)實時傳輸至電力設(shè)備上，并通過RFID寫入裝置，將診斷結(jié)果寫入RFID標(biāo)簽中。巡檢運維人員通過手持RFID讀取設(shè)備讀取RFID標(biāo)簽中的信息，可以查詢到電力設(shè)備的當(dāng)前的和歷史的狀態(tài)信息，從而給巡檢運維人員提供參考。

4.3基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的電力設(shè)備運行環(huán)境監(jiān)測功能

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的電力設(shè)備運行環(huán)境技術(shù)與電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)類似，其RFID標(biāo)簽中存儲的是溫度、濕度、光照、風(fēng)速、污度等傳感器采集的數(shù)據(jù)。巡檢運維人員通過手持RFID讀取設(shè)備讀取RFID標(biāo)簽中的這些運行環(huán)境信息，為運行檢修提供支持。

五、結(jié)論

本文介紹的基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的電力巡檢系統(tǒng)以物聯(lián)網(wǎng)無線射頻技術(shù)和地理信息系統(tǒng)為基礎(chǔ)，很大程度上解決傳統(tǒng)電力運維方式存在的人工成本高、維護(hù)困難等問題，系統(tǒng)具有極強的實時性和可控性，可以協(xié)助現(xiàn)場運維人員完成日常巡檢工作，管理部門也可以借助該系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程指揮和監(jiān)督。系統(tǒng)極大地提高了巡檢效率以及巡檢系統(tǒng)的智能化程度。

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