前言：

隨著社會的進(jìn)步與發(fā)展，各行業(yè)對其管理工作的要求也越來越規(guī)范化、科學(xué)化，對定期進(jìn)行維護、檢測人員的責(zé)任心要求地越來越高，及時消除隱患、防患于未然是任何一位領(lǐng)導(dǎo)、管理者都所希望的。為此，北京英諾泰爾科技發(fā)展有限公司（INNOTEL）結(jié)合國內(nèi)各行業(yè)系統(tǒng)工作流程的管理模式向您隆重推出RFID（射頻識別）＋GPS(衛(wèi)星定位)＋CDMA/GPRS電力巡檢管理系統(tǒng)。

近年來，我國各個行業(yè)的發(fā)展越來越快，極大地促進(jìn)了我國現(xiàn)代化的建設(shè)事業(yè)，人們對各行業(yè)產(chǎn)品，服務(wù)需求的依賴性也越來越高，各行業(yè)服務(wù)水平，質(zhì)量直接影響到人民的日常生活及國家的經(jīng)濟運行。加強管理提高質(zhì)量是每個行業(yè)面臨的問題，作業(yè)人員的責(zé)任心，工作態(tài)度直接影響著各行業(yè)運營質(zhì)量和安全。科學(xué)規(guī)范的管理方式是有完整記錄，可供上級備查，對任務(wù)考校有據(jù)可循，真正做到獎懲分明。日常工作中的一點點兒小問題,可能會對很多人的生活造成極大影響以及經(jīng)濟上的巨大損失。一方面越來越多用戶的生產(chǎn)活依與各個行業(yè)密不可分；另一方面其系統(tǒng)本身也迫切需要提高安全生產(chǎn)保障，完善管理體系。生產(chǎn)設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)，確保其安全、可靠，都需要具備良好的徹底的維護檢查體系,這也正是管理者關(guān)心的重大問題。

針對上述情況，本著“互利互惠、技術(shù)精湛、誠信服務(wù)、共享成果”之原則，北京英諾泰爾科技發(fā)展有限公司引進(jìn)目前先進(jìn)的RFID射頻識別技術(shù)和GPS(衛(wèi)星定位系統(tǒng))+CDMA/GPRS技術(shù)，為電力行業(yè)系統(tǒng)開發(fā)了巡檢適時管理系統(tǒng)，它能充分考慮了使用者的方便快捷，操作上的簡單化，信息傳遞實時化，優(yōu)秀的完成科學(xué)規(guī)范的管理，提高工作效率，防患于未然。在發(fā)達(dá)國家，此項技術(shù)已廣泛應(yīng)用于電力巡檢，線路巡檢，站點巡檢，公安巡檢，機場地勤巡檢，鐵路機車巡檢，油田油井巡檢，輸油管道數(shù)據(jù)采集巡檢，銀行保安，博物館水利，煤氣，瓦斯檢測行業(yè)等。任何一個涉及定期進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與巡檢的地方，都可以方便地采用此系統(tǒng)。

一、 電力巡檢背景

輸配變線路和設(shè)備是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它們多處于長期運行狀態(tài)，其長期暴露在大自然之中，不僅承受正常機械載荷和電力負(fù)荷的作用，而且還經(jīng)受污穢、雷擊、強風(fēng)、洪水、滑坡、沉陷、地震和鳥害等外力侵害。上述因素將會促使線路上各元件老化、疲勞、氧化和腐蝕，如不及時發(fā)現(xiàn)和消除，就可能會發(fā)展成為各種故障，對電力系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定構(gòu)成威脅。

為了監(jiān)視設(shè)備的正常運行，通常要求巡視人員對變電站設(shè)備進(jìn)行定時或不定時巡視，并對設(shè)備的運行狀況，運行參數(shù)進(jìn)行記錄存檔，發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷和危及線路安全的隱患，提出具體的檢修內(nèi)容，以便及時消除缺陷，預(yù)防事故發(fā)生，或?qū)⒐收舷拗圃谧钚》秶?，保證輸配電線路的安全和電力系統(tǒng)穩(wěn)定，達(dá)到電力系統(tǒng)“安全、經(jīng)濟、多供、少損”的運行目標(biāo)。

傳統(tǒng)線路和變電站巡檢普遍采用的是人工巡視、手工紙介質(zhì)記錄的工作方式。這種方式存在著人為因素多、管理成本高，巡檢工作的管理較為困難，設(shè)備的巡視質(zhì)量難以保證，更無法對設(shè)備的性能進(jìn)行動態(tài)分析。為了保證線路和設(shè)備巡檢順利進(jìn)行，減少不必要的經(jīng)濟損失，改革傳統(tǒng)落后巡檢方式的呼聲越來越高。

二、 電力巡檢系統(tǒng)設(shè)計原則

根據(jù)電力行業(yè)安全管理的特點及設(shè)備投資規(guī)模，我們在方案設(shè)計中把握的原則如下：

1.從應(yīng)用角度出發(fā)，確定硬軟件系統(tǒng)的總體思路；

2.從實際出發(fā)，選擇先進(jìn)、成熟、實用、最佳性能/價格比的技術(shù)產(chǎn)品；

3.從電力行業(yè)安全管理的長遠(yuǎn)利益出發(fā)，確保系統(tǒng)的開放性、兼容性、發(fā)展性和可擴充性；

4.保證管理軟件、通訊軟件、系統(tǒng)軟件的兼容性，功能完善，界面友好，操作簡單、方便；

　　5.保證數(shù)據(jù)信息錄入及管理的合理性；

6.保證用戶投資的合理性，盡可能降低系統(tǒng)成本；

7.系統(tǒng)易于維護、實用；

8.完善的三期服務(wù)，給用戶以信心的保證。

三、 電力巡檢管理系統(tǒng)

1、 系統(tǒng)的工作原理：

先將所需要巡視的全部線路的每基桿塔的經(jīng)緯度等相關(guān)數(shù)據(jù)輸入服務(wù)器和掌上電腦，巡線員在巡視過程中，通過GPS全球定位系統(tǒng)對所巡視的桿塔的經(jīng)緯度作好定位，看與原先輸入的數(shù)據(jù)是否吻合，同時將巡視到的信息記錄在掌上電腦中，巡視回來后或在現(xiàn)場通過CDMA/GPRS網(wǎng)絡(luò)將記錄的這些信息輸入服務(wù)器，并進(jìn)行對比分析。這樣，可及時發(fā)現(xiàn)線路運行中的異常情況，以便在最短時間內(nèi)進(jìn)行處理，進(jìn)而確保線路安全。由于需要將巡視中采集到的數(shù)據(jù)輸入服務(wù)器進(jìn)行對比分析，因此可有效促進(jìn)線路巡視質(zhì)量的提高，保證巡線人員的到位率。.

2、 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：

該系統(tǒng)由計算機管理系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和PDA終端采集系統(tǒng)三部分組成。計算機管理系統(tǒng)部分實現(xiàn)系統(tǒng)的分析、管理、維護；網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)負(fù)責(zé)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時、安全、可靠傳輸；PDA終端采集系統(tǒng)部分則結(jié)合RFID和掌上電腦技術(shù)進(jìn)行設(shè)備巡視管理。使用中，巡檢運行維護人員只需利用手持PDA按照給出的巡視任務(wù)、巡視路線點來采集RFID標(biāo)簽中的相應(yīng)信息，即可進(jìn)行該設(shè)備的巡視工作，不但可以避免漏巡、少項，縮小個人巡視技術(shù)上的差異，提高巡視質(zhì)量，還可以隨時給缺陷定性并通過PC打印、傳送，實現(xiàn)線路巡檢的閉環(huán)管理。

3、 系統(tǒng)配置

·工業(yè)級PDA（WINCE/MOBILE2003T操作系統(tǒng)）；

·GPRS/CDMA無線廣域網(wǎng)卡，GPS定位卡；

　 ·企業(yè)網(wǎng)絡(luò)（可利用企業(yè)目前已經(jīng)搭建好的內(nèi)部網(wǎng)）；

·電力巡檢軟件管理系統(tǒng)＋PDA巡檢定位系統(tǒng)；

·管理系統(tǒng)服務(wù)器；

4、現(xiàn)場手持終端巡檢實現(xiàn)流程（1）、操作任務(wù)下載：

　　下載操作任務(wù)可分批處理方式、網(wǎng)絡(luò)方式、定期巡檢方式。

·批處理方式：操作人員的手持終端可通過通訊座與電腦通連接，從管理系統(tǒng)后臺下載當(dāng)前的巡檢任務(wù)。

·網(wǎng)絡(luò)方式：操作人員的手持終端可通過廣域網(wǎng)（CDMA/GPRS）與后臺系統(tǒng)連接，下載當(dāng)前的設(shè)備巡檢任務(wù)，或都系統(tǒng)管理員向操作人員下達(dá)巡檢任務(wù)。

·定期巡檢方式：無需下載數(shù)據(jù)，按日常工作計劃，規(guī)定時間，規(guī)定線路進(jìn)行巡檢。

(2)、現(xiàn)場巡檢：

巡檢人員攜帶手持終端到現(xiàn)場，根據(jù)下載的指示任務(wù)和GPS衛(wèi)星地圖指示線路進(jìn)行巡檢或按照日常工作計劃進(jìn)行巡檢。

巡線員在巡視過程中，通過GPS全球定位系統(tǒng)對所巡視的桿塔的經(jīng)緯度作好定位，看與原先輸入的數(shù)據(jù)是否吻合，同時將巡視到的信息記錄在掌上電腦中

（3）回傳現(xiàn)場巡檢信息：

巡視回來后或在現(xiàn)場通過CDMA/GPRS網(wǎng)絡(luò)將記錄的這些信息輸入服務(wù)器，并進(jìn)行對比分析。

5、巡檢管理系統(tǒng)功能：

巡檢管理系統(tǒng)起到工作分派、缺陷數(shù)據(jù)采集和缺陷報告三大主要功能。在管理上通過巡檢現(xiàn)場采集終端實現(xiàn)巡檢到位控制和缺陷輸入規(guī)范化工作。巡檢工作分為變電巡檢和線路巡檢兩大部分。其中線路工作由于需要翻山越嶺，巡檢到位的控制工作顯得尤其重要。下圖說明巡檢管理在生產(chǎn)管理中各個環(huán)節(jié)所處的位置：

后臺系統(tǒng)的功能：

★數(shù)據(jù)維護和初始化部分

1. 對設(shè)備部件、RFID標(biāo)簽進(jìn)行維護，信息可由其他系統(tǒng)提供，并可在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步細(xì)分。

2. 人員信息維護、人員操作權(quán)限維護從系統(tǒng)中讀取。

3. 對具體設(shè)備巡視結(jié)果的初始值和可選值進(jìn)行設(shè)置。

★巡視任務(wù)維護和分配下達(dá)部分

1. 可根據(jù)月工作程序表自動生成任務(wù)或手動設(shè)定任務(wù)，以及設(shè)定典型任務(wù)；

2. 可按照設(shè)備及其部位的細(xì)分情況分為多種巡視。

3. 根據(jù)巡視地點和值班人員，為值班人員分配巡視任務(wù)，并將具體的巡視任務(wù)下達(dá)到掌上電腦中。

★缺陷管理

根據(jù)缺陷管理的流程對設(shè)備缺陷進(jìn)行管理：缺陷登記→消缺上報→消缺單位意見→缺陷處理→缺陷處理評定→缺陷消除；

★數(shù)據(jù)傳輸部分

在后臺數(shù)據(jù)庫和掌上電腦之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，包括數(shù)據(jù)下載和上傳，隱含對數(shù)據(jù)庫（包括與生產(chǎn)MIS數(shù)據(jù)庫信息下載和上傳，隱含對數(shù)據(jù)庫（包括與生產(chǎn)MIS數(shù)據(jù)庫信息交換）的刷新。

★巡視信息瀏覽部分

對巡視后的數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢統(tǒng)計，將巡視結(jié)果分場所、分時間在工區(qū)網(wǎng)頁上實時發(fā)布，供有權(quán)限的人員查詢。

四、 射頻標(biāo)識（RFID）

射頻標(biāo)識（RFID/Radio Frequence Identifier）繼承了信息鈕的優(yōu)點，摒棄了信息鈕的缺點。射頻標(biāo)識鈕通過讀取裝置的無線電射信號獲得能量進(jìn)行被動應(yīng)答，無需接觸或瞄準(zhǔn)就可以方便地讀取到標(biāo)識鈕上的信息。

RFID的封裝方式有方型、鈕型、管型以及契型等。我們選擇抗環(huán)境能力最強的玻璃管封裝形式。RFID芯片封裝在玻璃外殼內(nèi)，防水、防腐蝕，堅固耐用，可在各種惡劣環(huán)境中使用。每個感應(yīng)器編號不重碼，無需供電。識讀卡次數(shù)大于35萬次。玻璃管封裝使用壽命長，工作溫度范圍達(dá)到-40℃～+80℃?！　　?/P>

圖表 1 各種封裝的RFID

玻璃管封裝的RFID安裝方法非常簡便，使用水泥鑿在水泥上打一個比玻璃管稍微深一些的孔，把玻璃塞進(jìn)去（可先套上保護套），用建筑固封膠補平。最好制作一個不干膠貼在外部作為標(biāo)識。此方法安裝最為方便，又不容易被惡意破壞。

對于變電站內(nèi)部，可以使用金屬附著型的RFID。金屬附著型RFID數(shù)據(jù)讀取不受附近金屬影響， 安裝固定直接用鉚釘即可，也非常方便。

射頻標(biāo)識有多常用的有135kHz、13.56MHz 、915MHz(UHF)及2.45GHz。我們選擇射頻干擾最小、巡檢專用的工作頻率為135kHz的RFID產(chǎn)品。該類型產(chǎn)品國內(nèi)外大量地用于各種巡檢和物流系統(tǒng)中。世界著名芯片廠商Intel的芯片生產(chǎn)線上也采用135kHz的RFID產(chǎn)品作為物流控制自動標(biāo)識使用?？梢娺@一頻率是一個安全的工作頻率。

我們選擇美國德州儀器（TI）公司的玻璃管封裝的射頻標(biāo)識，TI是美國知名的半導(dǎo)體器件廠商，是美國最大的RFID芯片供應(yīng)廠商。其RFID產(chǎn)品汽車防盜鑰匙的市場占有率世界第一。

圖表 2 玻璃管封裝RFID內(nèi)部結(jié)構(gòu)

射頻標(biāo)識具有以下優(yōu)點：

1） 耐氣候性高：能夠經(jīng)受風(fēng)吹日曬雨淋，耐受巨大的溫差變化（通常要求－30～70°C），甚至能夠抵受洪水的浸泡；

2） 適應(yīng)性強：自動標(biāo)識能夠在惡劣的氣候條件下讀??；自動標(biāo)識的讀取不受變電站環(huán)境的干擾；

3） 防偽能力強：標(biāo)識不能夠復(fù)制和仿造，避免人為作弊行為的發(fā)生；

4） 方便安裝：可以直接埋在水泥基座上，安裝設(shè)備簡單，工序簡單；

5） 抗破壞能力強：能夠抵抗一般的人為破壞；能夠防止小孩或牲畜的惡意破壞；

6） 使用壽命長：使用壽命在10年以上；

7） 運行維護方便：免維護，減少管理成本；

8） 成本低；

五、 GPS（全球定位系統(tǒng)）

全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System - GPS）是美國從本世紀(jì)70年代開始研制，歷時20年，耗資200億美元，于1994年全面建成，具有在海、陸、空進(jìn)行全方位實時三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。經(jīng)近10年我國測繪等部門的使用表明，GPS以全天候、高精度、自動化、高效益等顯著特點，贏得廣大測繪工作者的信賴，并成功地應(yīng)用于大地測量、工程測量、航空攝影測量、運載工具導(dǎo)航和管制、地殼運動監(jiān)測、工程變形監(jiān)測、資源勘察、地球動力學(xué)等多種學(xué)科，從而給測繪領(lǐng)域帶來一場深刻的技術(shù)革命。

隨著全球定位系統(tǒng)的不斷改進(jìn)，硬、軟件的不斷完善，應(yīng)用領(lǐng)域正在不斷地開拓，目前已遍及國民經(jīng)濟各種部門，并開始逐步深入人們的日常生活。

GPS系統(tǒng)的特點:
1、全球，全天候工作：
　　 能為用戶提供連續(xù)，實時的三維位置，三維速度和精密時間。不受天氣的影響。
2、定位精度高：
　　 單機定位精度優(yōu)于10米，采用差分定位，精度可達(dá)厘米級和毫米級。
3、功能多，應(yīng)用廣：
　　 隨著人們對GPS認(rèn)識的加深，GPS不僅在測量，導(dǎo)航，測速，測時等方面得到更廣泛的應(yīng)用，而且其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大。

六、 手持射頻標(biāo)識采集終端

7525（WORKABOUT PRO）手持終端是一款靈活，易于編程和可擴充的堅固數(shù)據(jù)采集器，增強型工業(yè)級PDA。它是為廣泛數(shù)據(jù)收集和移動計算需要而設(shè)計。它既可以基于Windows CE .NET 平臺，又可以基于Windows Mobile 2003 SE操作平臺。在惡劣環(huán)境中，它滿足移動數(shù)據(jù)采集所需的高性能、牢固和耐用的綜合要求；并且本產(chǎn)品擁有良好的用戶操作界面和相對經(jīng)濟合理的價格。同時, 本產(chǎn)品基于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計更易于和客戶現(xiàn)存的架構(gòu)或需要的架構(gòu)進(jìn)行集成。豐富的擴展性能和連接選項，使客戶的配置更為靈活， WORKABOUT PRO可以為客戶的應(yīng)用程序度身定制。因此該產(chǎn)品非常適合在電力巡檢中作為射頻標(biāo)識的采集設(shè)備。

4 產(chǎn)品特征

• 靈活性和整合性能：
  　　使用了基于標(biāo)準(zhǔn)的軟件和硬件組件；并擁有強大的擴展能力，這使我們的設(shè)備達(dá)到了業(yè)界領(lǐng)先的靈活性和整合性能。 基于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的Windows CE .NET 和XScale架構(gòu)，使WORKABOUT PRO具有方便的集成能力和良好的應(yīng)用程序開發(fā)能力。Compact Flash 和 SD/MMC內(nèi)存擴展槽，加上USB接口和100針的高速擴展接口，提供了豐富的無線設(shè)備和附件的擴展能力。特別是擴展模塊，提供給客戶更多的功能性，例如客戶可以增加接口卡或連接自己的設(shè)備。我們將提供一份硬件開發(fā)包和Psion Teklogix移動設(shè)備軟件開發(fā)包來支持客戶化的開發(fā)和第三方硬件解決方案的實現(xiàn)。
• 耐用性：
  　　WORKABOUT PRO堅固耐用的設(shè)計增加了惡劣環(huán)境中系統(tǒng)的正常運做時間，并因此提高了生產(chǎn)率。WORKABOUT PRO的防水防塵標(biāo)準(zhǔn)為IP54,保護從各個方向上的濺水和揚塵。另外，WORKABOUT PRO可以做到從1.2米高處落到磨光水泥地而無損壞，并且當(dāng)安裝到卡車支架后，它能承受來自各個方向上的震動。

· 人體工程學(xué)：
　　WORKABOUT PRO的便攜性和易用性結(jié)合在一起，使之符合人體工程學(xué)，特別易于使用。1/4英寸的觸摸屏可日光下讀寫，帶有背光的鍵盤和良好的鍵盤布局，簡化了應(yīng)用交互。輕便的外形帶給用更多的舒適性。

七、 可行性分析

1、 技術(shù)的先進(jìn)性

1）、使用了RFID +GPS＋CDMA技術(shù)，加上特殊的制作和綜合防偽技術(shù)，使用得整個系統(tǒng)防偽安全性很高；

2）、使用手持式RFID＋可視化圖形界面＋觸摸屏操作，大大簡化了巡檢操作復(fù)雜度，增加巡檢效率；

3）、整個系統(tǒng)設(shè)計方案靈活，在需要系統(tǒng)升級或擴展的時候可以迅速實現(xiàn)；

4）、方案的數(shù)據(jù)傳送實時性、安全性、可靠性高；

5）、操作簡便易行，操作人員只需進(jìn)行簡單培訓(xùn)即可上崗；

6）、電子化、信息化程度高，充分體現(xiàn)數(shù)字化管理，問題可追溯性；

2、經(jīng)濟方面：

1）、系統(tǒng)使用企業(yè)現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，大大減少了整個系統(tǒng)的建設(shè)費用；

2）、系統(tǒng)使用無線手持設(shè)備，沒有基礎(chǔ)建設(shè)，使得系統(tǒng)建設(shè)的成本大大降低；

3）、系統(tǒng)可與企業(yè)現(xiàn)有的設(shè)備管理、資產(chǎn)管理維護共享，減少綜合成本；

4）、由于采用工業(yè)級產(chǎn)品，使得設(shè)備的維護成本較低，備品備件方面也將較少投入；

5）、由于采用了RFID作為數(shù)據(jù)信息標(biāo)志的一種載體，而RFID標(biāo)簽使用壽命長，且可重復(fù)利用，從長遠(yuǎn)來說，也將節(jié)省費用；

6）、綜合效應(yīng)明顯；

3、系統(tǒng)綜述：

這個系統(tǒng)設(shè)計先進(jìn)，技術(shù)成熟，使用靈活，安全性高，方便擴展到設(shè)備管理，資產(chǎn)管理，建設(shè)費用低，RFID標(biāo)簽制作成本合理。

系統(tǒng)整體方案是可行的，能夠滿足電力行業(yè)當(dāng)前巡檢的使用需求，能加速現(xiàn)代化企業(yè)的信息化建設(shè)，有力的提高企業(yè)管理水平和工作效率。（ 文/北京英諾泰爾科技發(fā)展有限公司）