物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電力系統(tǒng)應(yīng)急物資調(diào)配中的應(yīng)用

歐星良 代永春

（國(guó)網(wǎng)武威供電公司 甘肅省武威市 733000）

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是現(xiàn)代信息技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)之一，得到了極高的重視。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)的幫助下使物品和物品之間產(chǎn)生聯(lián)系的技術(shù)。在很多國(guó)家的電力系統(tǒng)都十分注重物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)電力系統(tǒng)的應(yīng)用，因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)技術(shù)如果可以成功的應(yīng)用在電力系統(tǒng)的正常使用中，那么物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將會(huì)使電力系統(tǒng)得到很大的提高。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的成功應(yīng)用對(duì)于諸多領(lǐng)域都有著積極的影響。本文主要從物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)層面對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電力系統(tǒng)應(yīng)急物資調(diào)配中的應(yīng)用進(jìn)行分析與論述。

1 RFID技術(shù)

1.1 RFID技術(shù)

RFID 技術(shù)是一種無(wú)線通信技術(shù)。射頻識(shí)別技術(shù)是通過(guò)標(biāo)簽和標(biāo)簽識(shí)別器設(shè)備的應(yīng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)物品的監(jiān)管與控制的。通過(guò)設(shè)備對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行掃描，通過(guò)接受設(shè)別進(jìn)行信號(hào)的轉(zhuǎn)換與傳輸來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)物品的監(jiān)管等工作。標(biāo)簽之間存在著很大的區(qū)別，大體可分為兩種：有源標(biāo)簽和無(wú)緣標(biāo)簽兩種類(lèi)型。有源標(biāo)簽可以理解為標(biāo)簽本身通過(guò)攜帶電源等設(shè)備可以自己自主的進(jìn)行信號(hào)的傳遞。也就是說(shuō)，有源標(biāo)簽可以通過(guò)自身的電源設(shè)備來(lái)主動(dòng)的發(fā)送傳遞信息，而不是被動(dòng)的接受信息。而無(wú)源標(biāo)簽被掃描后，電磁波的能量可以通過(guò)掃描器轉(zhuǎn)移出來(lái)，無(wú)緣標(biāo)簽的功能與生活中二維碼的功能非常相似。當(dāng)二維碼需要掃描時(shí)，需要將二維碼移動(dòng)到靠近掃描儀的地方，以便識(shí)別貨物，并且必須放在掃描儀的視線范圍內(nèi)。目前，RFID 技術(shù)正在得到廣泛的應(yīng)用和重視。例如，當(dāng)RFID標(biāo)簽嵌入到汽車(chē)裝配鏈中時(shí)，汽車(chē)行業(yè)的生產(chǎn)監(jiān)督部門(mén)可以輕松地對(duì)汽車(chē)制造過(guò)程進(jìn)行監(jiān)管和控制，而無(wú)需進(jìn)行耗費(fèi)大量人力物理的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)?？焖賀FID 技術(shù)為材料的存儲(chǔ)和配送提供了巨大的應(yīng)用空間。當(dāng)物資大規(guī)模儲(chǔ)存時(shí)，不僅會(huì)出現(xiàn)效率低下的問(wèn)題，而且由于統(tǒng)計(jì)、儲(chǔ)存、提取等工作的工作量繁重，工作難度大，在工作的過(guò)程中可能出現(xiàn)差錯(cuò)，極大影響了工作效率。RFID 技術(shù)可以在電力系統(tǒng)中的物資儲(chǔ)存與調(diào)配系統(tǒng)中得到很好的應(yīng)用，來(lái)利用RFID 技術(shù)不僅可以對(duì)物資進(jìn)行合理的儲(chǔ)存，還可以明確儲(chǔ)存的位置與信息，極大的節(jié)省了人力與物力的消耗，還可以對(duì)智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)起到輔助作用，幫助智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)工作。這對(duì)物資的調(diào)配產(chǎn)生了很大的幫助。

1.2 射頻技術(shù)特性

以電磁波為主要傳輸媒介的RFID 識(shí)別技術(shù)，RFID 技術(shù)中使用的電磁波可分為三個(gè)頻段：低頻（10KHz～1MHz）、高頻（1MHz～400MHz）和超高頻（400MHz～1GHz）。RFID 技術(shù)在不同頻段的優(yōu)缺點(diǎn)十分明顯，因此可以結(jié)合實(shí)際情況，RFID 技術(shù)可以適用于很多的場(chǎng)合。

1.2.1 低頻

頻率范圍為10KHz ～1kHz。應(yīng)用低頻技術(shù)的電子標(biāo)簽通常是無(wú)源標(biāo)簽，無(wú)源標(biāo)簽是不具備無(wú)電池組的，它最大的優(yōu)點(diǎn)是它幾乎不受金屬和液體的影響，并且可以用于金屬物體或液體的低頻系統(tǒng)中。但是低頻的使用在RFID 技術(shù)中也有著比較明顯的缺點(diǎn)，其他技術(shù)的應(yīng)用比較成熟，低頻可以應(yīng)用的產(chǎn)品也比較少，低頻導(dǎo)致了低頻系統(tǒng)存在缺乏遠(yuǎn)程識(shí)別和同時(shí)進(jìn)行物品檢測(cè)與記錄的能力，低頻系統(tǒng)的信息傳輸能力也比較差。低頻系統(tǒng)主要用于大學(xué)校園中的電卡水卡、小區(qū)或者企業(yè)中的門(mén)禁等。因?yàn)榈皖l系統(tǒng)通常無(wú)法攜帶電源設(shè)備，所以同時(shí)是需要掃描裝置才能獲得電磁感應(yīng)。由于低頻系統(tǒng)的頻率較低，在實(shí)際中低頻系統(tǒng)電磁感應(yīng)的實(shí)現(xiàn)需要大電感線圈的支持，并且還需要外接電容，因此低頻系統(tǒng)應(yīng)用的成本較高。

1.2.2 高頻

高頻范圍為1 兆赫至400 兆赫。高頻標(biāo)簽仍然是通過(guò)電磁感應(yīng)傳輸信息的無(wú)源標(biāo)簽。RFID 高頻技術(shù)在各種非接觸式芯片卡中的應(yīng)用。與低頻相比，高頻RFID 的傳輸速率可以顯著提高到100 千比特率以上，并且實(shí)現(xiàn)了可以同時(shí)進(jìn)行多個(gè)物品的儲(chǔ)存于記錄的功能。這使得工作的效率得到了很大的提高，隨著非接觸式芯片卡的廣泛應(yīng)用，高頻系統(tǒng)得到了迅速的發(fā)展，已經(jīng)成為一種通用系統(tǒng)。高頻技術(shù)相對(duì)于其他技術(shù)的優(yōu)勢(shì)也十分的明顯：高頻技術(shù)在電力行業(yè)中應(yīng)用比較廣泛且自身系統(tǒng)比較成熟，技術(shù)的應(yīng)用成本相對(duì)較低，高頻技術(shù)在行業(yè)內(nèi)的應(yīng)用可以滿足大部分行業(yè)對(duì)高頻技術(shù)的需要。

1.2.3 超高頻

超高頻的縮寫(xiě)為UHF，頻段為4000MHz ～1GHz。超高頻技術(shù)的標(biāo)簽一般為被動(dòng)式標(biāo)簽，屬于有源標(biāo)簽，不受掃描器的硬性限制。超高頻下的被動(dòng)式標(biāo)簽的讀寫(xiě)范圍從3 米到10 米，傳輸速率可達(dá)100kbps。被動(dòng)標(biāo)簽由于其成本低，在電子商務(wù)中經(jīng)常使用。超高頻技術(shù)存在的缺點(diǎn)也是十分的明顯：在金屬與液體形式的產(chǎn)品上很難得到應(yīng)用與發(fā)展；超高頻出現(xiàn)的時(shí)間較短且技術(shù)不完善；超高頻技術(shù)所需要的設(shè)備成品過(guò)高，而且超高頻設(shè)備需要長(zhǎng)期進(jìn)行維護(hù)等問(wèn)題。

1.3 RFID技術(shù)在電力系統(tǒng)應(yīng)急物資調(diào)配中的應(yīng)用

RFID 技術(shù)在智能倉(cāng)儲(chǔ)及物資調(diào)配中的應(yīng)用成果是顯著的。智能存儲(chǔ)系統(tǒng)的第一步就是在物品上添加RFID 標(biāo)簽，并將所有與物品相關(guān)的信息進(jìn)行合理的整合與分類(lèi)。該標(biāo)識(shí)符可以讀取物料標(biāo)簽的所有信息，從而避免了人工輸入和讀取步驟，提高了物料存儲(chǔ)的效率。國(guó)家電力倉(cāng)庫(kù)尚未開(kāi)始進(jìn)行智能化改造。通過(guò)基于RFID 標(biāo)簽、標(biāo)識(shí)符和處理器的RFID 技術(shù)提供物料信息，是智能倉(cāng)庫(kù)轉(zhuǎn)型的重要步驟，也是其發(fā)展的必由之路。當(dāng)發(fā)生電力問(wèn)題時(shí)，也可以通過(guò)RFID 技術(shù)對(duì)應(yīng)急物資進(jìn)行調(diào)配，不僅可以節(jié)省對(duì)應(yīng)急物資進(jìn)行分類(lèi)尋找的時(shí)間，還可以極大的提高工作效率。通過(guò)RFID 技術(shù)也可以對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)單的檢測(cè)，幫助電力系統(tǒng)進(jìn)行恢復(fù)。

2 傳感技術(shù)

20 世紀(jì)70年代，第一代傳感器網(wǎng)絡(luò)的原型被開(kāi)發(fā)出來(lái)。該傳感器還可以獲得不同的信息信號(hào)，通過(guò)傳感器控制的連接，形成具有綜合和信息處理能力的傳感器陣列，上世紀(jì)末將現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)應(yīng)用于傳感器，使傳感去網(wǎng)絡(luò)中的許多功能性傳感器與無(wú)線技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，并構(gòu)建出一種新型傳感網(wǎng)絡(luò)，為非傳統(tǒng)傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展提供了積極的影響，且具有很大的發(fā)展前景。

2.1 開(kāi)發(fā)傳感器網(wǎng)絡(luò)

自20 世紀(jì)70年代以來(lái)，在傳感器控制器和傳感器之間建立了一個(gè)單線連接的徑向傳感器網(wǎng)絡(luò)。這是現(xiàn)代傳感器網(wǎng)絡(luò)的原始形式，也被稱(chēng)之為最初的傳感器網(wǎng)絡(luò)。隨著傳感技術(shù)的不斷完善，信號(hào)處理能力的提高使傳感技術(shù)也得到了充分的發(fā)展，傳感控制器的功能和信息處理能力得到了提高。發(fā)達(dá)國(guó)家中的美國(guó)非常重視發(fā)展環(huán)境友好型傳感器網(wǎng)絡(luò)。傳感器網(wǎng)絡(luò)可以對(duì)多種領(lǐng)域中的行業(yè)實(shí)施監(jiān)管，對(duì)電力系統(tǒng)應(yīng)急物資調(diào)配有著重要意義。

2.2 傳感器網(wǎng)絡(luò)特性

2.2.1 自組織、自管理的特性

傳感器位置不能隨意調(diào)整，傳感器之間的通信關(guān)系很難找到固定的規(guī)律。在電力企業(yè)的實(shí)際工作中，傳感器的位置是需要根據(jù)具體的實(shí)際情況而進(jìn)行安裝和固定的。正是因?yàn)檫@樣的原因，傳感器網(wǎng)絡(luò)必須達(dá)到自組織、自管理的程度。不需要人工預(yù)警，也不需要通過(guò)地形機(jī)制和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議來(lái)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

2.2.2 動(dòng)態(tài)拓?fù)?/p>

不同的傳感器網(wǎng)絡(luò)可以改變傳感器網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)。原因：

（1）當(dāng)傳感器發(fā)生問(wèn)題的時(shí)候會(huì)導(dǎo)致動(dòng)態(tài)拓?fù)涞陌l(fā)生；

（2）在日常生活中存在很多因素可能導(dǎo)致的傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障，從而阻礙了傳感器的正常通信，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生了變化；

（3）監(jiān)測(cè)對(duì)象的不固定因素可能會(huì)導(dǎo)致監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的變化，由于這樣的原因?qū)е铝司W(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；

（4）安裝新的傳感器節(jié)點(diǎn)。

2.2.3 大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)

網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模主要體現(xiàn)在傳感器范圍廣、傳感器密度高，也取決于要進(jìn)行檢測(cè)的目標(biāo)自身具有的特性。網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模也對(duì)提高網(wǎng)絡(luò)性能產(chǎn)生了積極的影響。傳感器測(cè)試通過(guò)比較區(qū)域內(nèi)的信號(hào)，可以對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與真實(shí)性進(jìn)行顯著的提高。高密度傳感器需要正確的、分散的方式進(jìn)行布置，這樣的布置方式可以保證檢測(cè)過(guò)程中沒(méi)有盲區(qū)，提高了檢測(cè)結(jié)果的可靠性。

2.2.4 相關(guān)應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)

傳感器網(wǎng)絡(luò)不是由單個(gè)系統(tǒng)陣列提供服務(wù)的，傳感器網(wǎng)絡(luò)獲得的信息是多種多樣的。為了使傳感器網(wǎng)絡(luò)的效率最大化，根據(jù)服務(wù)系統(tǒng)的要求，需要不同的傳感器網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。

2.2.5 基于數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)

傳感器網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)最大的區(qū)別在于傳感器網(wǎng)絡(luò)以地址為中心，而傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)以數(shù)據(jù)為中心。地址在互聯(lián)網(wǎng)上，每個(gè)設(shè)備都有一個(gè)唯一的地址作為標(biāo)識(shí)，即IP 地址。通常網(wǎng)絡(luò)并不關(guān)心每一個(gè)設(shè)備，而是根據(jù)地址中反映的設(shè)備的權(quán)限來(lái)服務(wù)于設(shè)備。傳感器網(wǎng)絡(luò)不是對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的具體IP 地址進(jìn)行監(jiān)控，而是對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)出的信號(hào)和與之相關(guān)聯(lián)的傳感器的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控：只有對(duì)信息進(jìn)行篩選次才能保障在不影響工作質(zhì)量和延長(zhǎng)工作時(shí)間的情況下，保證每一個(gè)節(jié)點(diǎn)的順利工作并具備處理能力。

2.3 傳感技術(shù)在電力系統(tǒng)應(yīng)急物資調(diào)配中的應(yīng)用

住宅區(qū)傳感器網(wǎng)絡(luò)在應(yīng)急物資調(diào)配中有兩個(gè)主要功能：

2.3.1 對(duì)倉(cāng)庫(kù)方面進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控

隨著我國(guó)網(wǎng)絡(luò)智能化現(xiàn)代化的推進(jìn)，網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，區(qū)域網(wǎng)絡(luò)也越來(lái)越緊密。這一背景對(duì)電氣系統(tǒng)的倉(cāng)庫(kù)提出了新的要求，即使是單個(gè)倉(cāng)庫(kù)也能滿足大電網(wǎng)遠(yuǎn)距離運(yùn)行的需要，通過(guò)傳感技術(shù)使多個(gè)電氣設(shè)備倉(cāng)庫(kù)之間產(chǎn)生合作關(guān)系，以滿足網(wǎng)絡(luò)的物資需求。各區(qū)域倉(cāng)庫(kù)要確保倉(cāng)庫(kù)環(huán)境與電氣設(shè)備的安全儲(chǔ)存相一致。及時(shí)向控制中心報(bào)告其儲(chǔ)存和使用情況，并隨時(shí)準(zhǔn)備調(diào)配。在這種背景下，建立了一個(gè)廣泛的應(yīng)急物資調(diào)配傳感器網(wǎng)絡(luò)，以監(jiān)控所有倉(cāng)庫(kù)的環(huán)境，并保證與應(yīng)急物資倉(cāng)庫(kù)的實(shí)時(shí)通信，為提高運(yùn)輸速度，保證配送的可靠性提供了大量的支持。

2.3.2 對(duì)物資調(diào)配進(jìn)行系統(tǒng)化的管理

在電力系統(tǒng)中，應(yīng)急物資配的主要方式是通過(guò)公路運(yùn)輸進(jìn)行的，公路運(yùn)輸與其他的方式相比較，它具有更大的靈活性，能夠及時(shí)滿足貨物運(yùn)輸?shù)男枰?。?guó)際標(biāo)準(zhǔn)所有貨運(yùn)車(chē)輛均裝有傳感器，所有數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送至調(diào)度中心。調(diào)度中心是一個(gè)移動(dòng)傳感器網(wǎng)絡(luò)，使調(diào)度中心能夠?qū)崟r(shí)訪問(wèn)貨運(yùn)車(chē)輛并與運(yùn)輸?shù)绕渌块T(mén)聯(lián)系。它能將道路信息等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸給設(shè)備供應(yīng)車(chē)輛，保證設(shè)備的安全運(yùn)行。當(dāng)然，由于技術(shù)和財(cái)務(wù)原因，不可能實(shí)時(shí)控制分布。但是對(duì)于未來(lái)電力系統(tǒng)應(yīng)急物資調(diào)配的發(fā)展提供了新的思路，也為電力系統(tǒng)應(yīng)急物資的調(diào)配的發(fā)展產(chǎn)生了積極作用。

3 結(jié)語(yǔ)

在傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中的應(yīng)急物資調(diào)配系統(tǒng)上加入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是十分重要的。不僅可以提高物資運(yùn)輸?shù)男?，還可以較少對(duì)應(yīng)急物資日常管理的人力物力消耗。根據(jù)RFID 技術(shù)可以對(duì)貨物尋思的分類(lèi)和調(diào)配，傳感技術(shù)可以保證應(yīng)急物資在配送過(guò)程中的調(diào)配效率與速度。為今后的電力系統(tǒng)應(yīng)急物資調(diào)配的發(fā)展起到了積極的作用。