王 珺，那廣宇，劉振波

（1.國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院，遼寧 沈陽(yáng) 110006；2.國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110006）

基于物聯(lián)網(wǎng)的電能表性能檢測(cè)管理系統(tǒng)的建立

王 珺1，那廣宇2，劉振波1

（1.國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院，遼寧 沈陽(yáng) 110006；2.國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110006）

針對(duì)電能表性能檢測(cè)管理過(guò)程中存在的問(wèn)題，提出一種基于物聯(lián)網(wǎng)的電能表性能檢測(cè)管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)把網(wǎng)絡(luò)化集中管理的運(yùn)行模式應(yīng)用于電能表性能檢驗(yàn)的全過(guò)程，通過(guò)射頻電子標(biāo)簽作為電能表狀態(tài)和試驗(yàn)的信息載體，實(shí)現(xiàn)了電能表檢驗(yàn)工作的高效運(yùn)行。

物聯(lián)網(wǎng)；RFID；檢測(cè)管理

物聯(lián)網(wǎng)借助信息傳感設(shè)備，如RFID（無(wú)線射頻）、紅外感應(yīng)器等，按照一定協(xié)議，把任意物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)并進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別定位、跟蹤監(jiān)控及管理的一種網(wǎng)絡(luò)。

隨著科技的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能電網(wǎng)建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。如在電網(wǎng)調(diào)度工作中，可通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將電網(wǎng)運(yùn)行情況反饋給調(diào)度系統(tǒng)；在運(yùn)行維護(hù)方面，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)時(shí)感知外界氣象條件和桿塔、導(dǎo)線等運(yùn)行部件的受力情況等。

電能表的性能檢測(cè)包括新品入庫(kù)、檢驗(yàn)出庫(kù)、檢驗(yàn)流轉(zhuǎn)以及檢驗(yàn)回庫(kù)等多個(gè)環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的管理方式一般采用人工方式，即人工登記錄入信息，并設(shè)置關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，對(duì)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行人工驗(yàn)證，檢測(cè)報(bào)告也由人工手動(dòng)生成。這種管理方式由于過(guò)度依靠管理人員而存在一系列弊端：整個(gè)檢驗(yàn)流程需要人為推動(dòng)；關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)控制需要人工完成，存在一定的管理風(fēng)險(xiǎn)和漏洞；被檢樣品檢驗(yàn)過(guò)程中缺少管控手段；各環(huán)節(jié)交接過(guò)程中責(zé)任劃分不清晰；最重要的影響是檢驗(yàn)工作效率低且檢驗(yàn)過(guò)程及結(jié)論無(wú)標(biāo)準(zhǔn)化控制手段。在信息化日臻完善的今天，這種原始、效率不高的管理方式已經(jīng)無(wú)法滿足實(shí)際工作的需要，因此設(shè)計(jì)并建立一套高效、實(shí)用、先進(jìn)的電能表性能檢測(cè)管理系統(tǒng)迫在眉睫。

1 國(guó)內(nèi)外物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展歷程

1999年，物聯(lián)網(wǎng)概念由美國(guó)麻省理工學(xué)院的AUTO－ID研究中心初次提出；2005年，信息社會(huì)世界峰會(huì)在突尼斯召開(kāi)，國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）發(fā)布了《ITU互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005：物聯(lián)網(wǎng)》，明確指出物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代即將到來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將得到更加廣泛的應(yīng)用［1］；2009年，歐盟發(fā)布《歐盟物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略研究路線圖》，強(qiáng)調(diào)將在汽車、醫(yī)藥等多領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用［2］。

我國(guó)對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)應(yīng)用也十分重視。2009年，溫家寶總理在“讓科技引領(lǐng)中國(guó)持續(xù)發(fā)展”講話中重點(diǎn)指出，物聯(lián)網(wǎng)為五大重點(diǎn)扶持的新型科技領(lǐng)域之一；2011年，工信部頒布了《物聯(lián)網(wǎng)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》，規(guī)劃將超高頻和微波RFID標(biāo)簽、智能傳感器等領(lǐng)域明確為支持重點(diǎn)并圍繞智能工業(yè)、智能農(nóng)業(yè)、智能物流、智能交通、智能電網(wǎng)等9大領(lǐng)域開(kāi)展示范工程［3］。

2 電能表性能檢測(cè)管理系統(tǒng)

2.1 RFID基本工作原理

RFID技術(shù)是利用無(wú)線射頻方式在閱讀器和電子標(biāo)簽之間進(jìn)行非接觸雙向數(shù)據(jù)傳輸，以達(dá)到快速目標(biāo)識(shí)別和數(shù)據(jù)交換的目的，其工作原理如圖1所示。

圖1 RFID工作原理

2.2 電能表性能檢測(cè)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)由硬件和軟件2部分構(gòu)成：其中硬件部分作為支撐平臺(tái)作業(yè)的基礎(chǔ)；軟件部分則是管理所有硬件的平臺(tái)系統(tǒng)。

2.2.1 硬件設(shè)計(jì)

硬件設(shè)備分為2類：一是應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備，主要包括RFID電子標(biāo)簽、桌面識(shí)別終端、移動(dòng)識(shí)別終端等；二是應(yīng)用于機(jī)房的設(shè)備，主要包括服務(wù)器、防火墻、交換機(jī)及UPS等［4］。

電能表性能檢測(cè)管理系統(tǒng)首先獨(dú)立組建局域網(wǎng)，通過(guò)防火墻的合理設(shè)置能夠有效屏蔽外部設(shè)備的影響，保證了系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全，并為與外部系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互提供安全可靠的接口［4］。

電能表性能檢測(cè)管理系統(tǒng)采用雙服務(wù)器主從機(jī)制，每臺(tái)服務(wù)器配置磁盤陣列卡，最大程度上保障數(shù)據(jù)的安全性和完整性，并設(shè)置防火墻和UPS電源保證服務(wù)器的可靠運(yùn)行。設(shè)計(jì)該系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖2所示。

圖2 電能表性能檢測(cè)管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架

2.2.2 軟件設(shè)計(jì)

軟件部分主要由7個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成，分別為實(shí)驗(yàn)室中心管理及工作流信息子系統(tǒng)、庫(kù)房管理信息子系統(tǒng)、手持終端管理信息子系統(tǒng)、打印管理子系統(tǒng)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控管理信息子系統(tǒng)、樣表數(shù)據(jù)分析子系統(tǒng)及業(yè)務(wù)接口子系統(tǒng)。其中，實(shí)驗(yàn)室中心管理及工作流信息子系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)基礎(chǔ)信息模塊和業(yè)務(wù)工作流模塊。庫(kù)房管理信息子系統(tǒng)具有工單管理、檔案信息管理、庫(kù)房信息管理、資產(chǎn)管理、樣品管理和出入庫(kù)工單處理等功能。打印管理信息子系統(tǒng)提供針對(duì)不同類型計(jì)量器具進(jìn)行電子標(biāo)簽?zāi)０逶O(shè)計(jì)、電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)加密及按任務(wù)打印等功能，支持拆分子任務(wù)打印，支持局域網(wǎng)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)打印。手持終端管理信息子系統(tǒng)具備實(shí)現(xiàn)計(jì)量器具庫(kù)房出入庫(kù)的功能，在識(shí)別箱體中識(shí)別不完整，可以作為識(shí)別箱體補(bǔ)讀功能。業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控管理信息子系統(tǒng)負(fù)責(zé)與各個(gè)實(shí)驗(yàn)室及庫(kù)房的設(shè)備建立數(shù)據(jù)通信渠道，將試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)上傳到系統(tǒng)后端，并將試驗(yàn)數(shù)據(jù)寫入到計(jì)量器具對(duì)應(yīng)的電子標(biāo)簽內(nèi)。通過(guò)該軟件平臺(tái)，相關(guān)人員可以對(duì)所有試驗(yàn)環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)測(cè)管理。該系統(tǒng)基本業(yè)務(wù)框架如圖3所示。

圖3 電能表基本業(yè)務(wù)框架

基于物聯(lián)網(wǎng)電能表性能檢測(cè)管理系統(tǒng)通過(guò)RFID電子標(biāo)簽賦予電能表相應(yīng)的電子身份，對(duì)電能表身份快速識(shí)別、精準(zhǔn)定位；并利用該標(biāo)簽特有的存儲(chǔ)功能，分別將試驗(yàn)過(guò)程中的狀態(tài)信息和關(guān)鍵試驗(yàn)數(shù)據(jù)寫入相應(yīng)標(biāo)簽內(nèi)，為該電能表檢驗(yàn)流程的自動(dòng)流轉(zhuǎn)驗(yàn)證和后期性能比對(duì)分析提供信息支持。電能表性能檢測(cè)管理系統(tǒng)的建立，將原本相互獨(dú)立的檢測(cè)項(xiàng)目緊密銜接起來(lái)，形成一個(gè)連貫的檢測(cè)流程，并使每一個(gè)分項(xiàng)檢測(cè)環(huán)節(jié)清晰明了。我們可以通過(guò)該管理系統(tǒng)隨時(shí)查看被檢電能表的即時(shí)狀態(tài)和信息：如何時(shí)、何地、何人、采用何種設(shè)備及何種方法進(jìn)行何種檢測(cè)。在一定程度上加強(qiáng)了對(duì)檢驗(yàn)過(guò)程的監(jiān)控管理。同時(shí)，在檢測(cè)工作開(kāi)始前，系統(tǒng)通過(guò)軟件控制方式將檢測(cè)方案寫入被檢電能表的電子標(biāo)簽，有效縮短了檢測(cè)時(shí)間，降低了人力成本。

3 應(yīng)用效果

a.解決了實(shí)驗(yàn)室多項(xiàng)試驗(yàn)形成信息孤島的問(wèn)題。

b.完善了現(xiàn)有業(yè)務(wù)流程，實(shí)現(xiàn)被檢電能表到貨入庫(kù)、試驗(yàn)方案選擇、出庫(kù)檢驗(yàn)、過(guò)程流轉(zhuǎn)、檢驗(yàn)回庫(kù)以及計(jì)量器具的移庫(kù)和報(bào)廢流程全過(guò)程的自動(dòng)化識(shí)別和管理。

c.實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)協(xié)同、數(shù)據(jù)信息共享、多維分析，提高了計(jì)量器具試驗(yàn)管理的可見(jiàn)性、準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性，改善了原有試驗(yàn)管理工作模式、流程及效果。

d.通過(guò)試驗(yàn)過(guò)程中寫入標(biāo)簽內(nèi)的關(guān)鍵信息，能快速提取計(jì)量器具的試驗(yàn)信息。

e.在所有試驗(yàn)設(shè)備的軟件與平臺(tái)進(jìn)行接口數(shù)據(jù)整合之后，試驗(yàn)報(bào)告可以通過(guò)系統(tǒng)平臺(tái)自動(dòng)生成，提高了作業(yè)效率。

目前，該管理系統(tǒng)已經(jīng)在具體使用過(guò)程中顯示出一定成效。該系統(tǒng)軟硬件定位清晰，安裝部署安全可靠，在實(shí)驗(yàn)室的標(biāo)準(zhǔn)化管理和高效性工作上具有一定示范意義，在國(guó)網(wǎng)公司系統(tǒng)內(nèi)具有推廣使用的價(jià)值。

4 結(jié)束語(yǔ)

該系統(tǒng)通過(guò)軟硬件的綜合部署，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電能表性能檢驗(yàn)業(yè)務(wù)的全程管理，從根本上解決了原有試驗(yàn)設(shè)備分別獨(dú)立運(yùn)行、數(shù)據(jù)分別匯總、流程人工管理的工作模式，為電能表從到貨登記到資產(chǎn)報(bào)廢全過(guò)程的管理提供了完整的軟硬件支撐平臺(tái)［5］。該系統(tǒng)的建立在保障實(shí)驗(yàn)室正常檢驗(yàn)業(yè)務(wù)運(yùn)行可靠和穩(wěn)定的前提下，也保護(hù)了試驗(yàn)過(guò)程中數(shù)據(jù)的完整性和安全性，提高了試驗(yàn)數(shù)據(jù)匯總及試驗(yàn)報(bào)告的高效性和便捷性，為該類實(shí)驗(yàn)室的規(guī)范化管理和高效性運(yùn)作提供借鑒。

［1］ 王琳琳.新興產(chǎn)業(yè)風(fēng)暴來(lái)襲［J］.石油石化物資采購(gòu)，2010，12（6）：32－33.

［2］ 王海毅.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其在鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)中的應(yīng)用探討［J］.哈爾濱鐵道科技，2011，12（3）：15－16.

［3］ 代 宇，王 漪.基于多種通信方式的遼寧電網(wǎng)關(guān)口計(jì)量信息管理平臺(tái)研究與設(shè)計(jì)［J］.東北電力技術(shù)，2013，34（2）：43－47.

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［5］ 宋進(jìn)良，王藝帆，李為兵.基于FPGA技術(shù)的電壓監(jiān)測(cè)設(shè)備遠(yuǎn)程智能檢驗(yàn)系統(tǒng)研究［J］.哈爾濱鐵道科技，2011，12（3）：46－47.

The Establishment of Electricity Meter Performance Testing Management System Based on Internet of Things

WANG Jun1，NA Guang?yu2，LIU Zhen?bo1
（1.Electric Power Research Institute of State Grid Liaoning Electric Power Co.，Ltd.，Shenyang，Liaoning 110006，China；2.State Grid Liaoning Electric Power Co.，Ltd.，Shenyang，Liaoning 110006，China）

In this paper，a performance testing management system of the electricity meter based on internet of things are presented for resolving several problems existing in the testing process.In this system，the operation mode of centralized network management is ap?plied to the whole process of the performance test.The performance of the electricity meter is realized by using the RFID tag as the in?formation carrier.The efficiency of the electicity meter testing work is highly increased.Meanwhile，a series of problems caused by rel?ying on the old artificial management mode are resolved.

Internet of things；RFID；Testing management

TM933.4

A

1004－7913（2016）01－0024－03

王 珺（1984—），女，碩士，高級(jí)工程師，從事計(jì)量檢測(cè)關(guān)鍵技術(shù)研究。

2015－10－28）