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0 引言

10kV配網(wǎng)電纜線路覆蓋面大、電纜網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境特殊，計(jì)劃?rùn)z修和故障搶修工作量大，電纜上下連接關(guān)系基本依靠目前使用的標(biāo)牌來(lái)查看。電纜線路錯(cuò)綜復(fù)雜，要依據(jù)幾個(gè)電纜掛牌找出電纜的信息非常耗費(fèi)時(shí)間，而且有時(shí)因前期施工的原因漏掛電纜標(biāo)示牌或電纜標(biāo)示牌懸掛錯(cuò)誤，導(dǎo)致電纜維護(hù)搶修時(shí)出更大事故。目前使用的電纜牌內(nèi)容過(guò)于簡(jiǎn)單，只有編號(hào)、起點(diǎn)、終點(diǎn)、規(guī)格等簡(jiǎn)單信息、對(duì)電纜網(wǎng)絡(luò)關(guān)系、維護(hù)人員、時(shí)間、電纜廠家信息都沒(méi)有記錄，在這種情況下，電纜維護(hù)起來(lái)就很耗時(shí)耗力，有時(shí)要借助檢測(cè)儀器工具，調(diào)閱電纜施工圖紙來(lái)完成維護(hù)搶修工作，效率低下。

1 具體的實(shí)施方案

1)研制電纜附屬信息可溯源設(shè)備，外形設(shè)計(jì)圖如圖1 。包括編輯操作觸摸顯示屏及噴碼出口。

圖1 便攜式噴碼打印設(shè)備外形結(jié)構(gòu)

2)電纜附屬信息可溯源設(shè)備的硬件設(shè)計(jì)與開發(fā)。硬件主要由電源管理單元、供墨系統(tǒng)、觸摸顯示屏、CPU單元、噴頭5個(gè)部分組成。

CPU核心控制片采用美國(guó)TI公司 AM3358 工業(yè)級(jí)CPU、Xilinx公司 Spant6 工業(yè)級(jí)FPGA，AM3358主頻600MHZ，溫度范圍：-40 to 105，跑Linux、WinCE、QNX操作系統(tǒng)，操作系統(tǒng)選擇范圍廣。主要應(yīng)用在對(duì)人機(jī)交互要求較高的場(chǎng)合，600M主頻已經(jīng)非常流暢，AM335X系列器件擁有ARM Cortex-A8內(nèi)核的高性能、低功耗特性，低功耗特性用于對(duì)功耗敏感的手持設(shè)備非常關(guān)鍵?？裳娱L(zhǎng)設(shè)備使用時(shí)間；同時(shí)提供3D圖形加速和關(guān)鍵外設(shè)的集成，可滿足各種應(yīng)用需要，在各種工況的工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)合更加穩(wěn)定可靠 抗干擾能力更勝一籌，主機(jī)采用Linux系統(tǒng)。

電源管理單元控制芯片采用窗體頂端。電源管理系統(tǒng)采用BQ40Z50-R2充電管理芯片，該管理芯片具有過(guò)壓、欠壓、過(guò)流、過(guò)熱保護(hù)功能，與CPU采用I2C通信方式，時(shí)時(shí)通信交互信息，保證設(shè)備的電源安全穩(wěn)定可靠。電池組為3節(jié)18650鋰電池串聯(lián)，為該設(shè)備提供電源，其他穩(wěn)壓芯片、慮波電容為CPU芯片、觸摸顯示屏驅(qū)動(dòng)電路、供墨系統(tǒng)、噴頭提供合適的電源電壓。

采用MY500Q40AR-V6 5.0英寸彩色工業(yè)級(jí)觸摸屏體驗(yàn)更佳，具體參數(shù)如表1。

表1 MY500Q40AR-V6 5.0英寸彩色工業(yè)級(jí)觸摸屏

噴頭采用TIJ2.5熱發(fā)泡噴頭，噴印精度為150DPI/300DPI/600DPI，噴印高度為最小噴印1 mm 最大噴印高度12.7 mm，可噴印材質(zhì)為紙箱、塑料、金屬、板材、管材、石材、線纜、電子元件、汽車零配件、工業(yè)化工包裝、醫(yī)藥食品禮品包裝盒等，采用水溶性墨水，常用的顏色有黑色、紅色、黃色、藍(lán)色、綠色。采用自動(dòng)識(shí)別墨水參數(shù)及記錄墨水余量，墨盒為RFID非接觸式芯片，與主控板通信。具有一定導(dǎo)電能力的墨水以一定的壓力注入噴嘴，噴嘴前端的壓電晶體在正弦波驅(qū)動(dòng)電壓的作用下發(fā)生周期性的機(jī)械形變，對(duì)即將噴出的墨水產(chǎn)生擠壓，這樣，墨水在噴出噴嘴時(shí)，就被“預(yù)擠斷”。墨水在噴出噴嘴后進(jìn)入充電電極內(nèi)腔，這時(shí)墨流并沒(méi)有馬上斷裂為墨滴。墨水在充電電極內(nèi)腔內(nèi)飛行的過(guò)程中墨水受表面張力的作用逐漸斷裂為墨滴(斷裂位置與墨水壓力和正弦波驅(qū)動(dòng)電壓大小有關(guān))。這時(shí)，如果充電電極上有正電壓，在電場(chǎng)力的作用下，“預(yù)擠斷”墨水中的正電荷被排斥，負(fù)電荷被吸引，從而使斷裂處的墨滴帶上負(fù)電荷。飛出充電電極的帶電墨滴隨后進(jìn)入由高壓板形成的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)。墨滴在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)角與墨滴的帶電量有關(guān)，帶電量打的墨滴在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的角度也大。最終，不同充電量的墨滴在移動(dòng)的工件上形成圖案。

3)裝置的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)。電纜鋪設(shè)的設(shè)計(jì)圖紙目前都是采用施工人員打印出來(lái)參閱，對(duì)于緊急搶修維護(hù)來(lái)說(shuō)也十分不方便，未來(lái)5G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展可將所有電纜的施工信息圖紙等存放到云端服務(wù)器，施工現(xiàn)場(chǎng)可以通過(guò)掃描電纜的二維碼調(diào)用相關(guān)的信息，查閱相對(duì)簡(jiǎn)單方便，可節(jié)省時(shí)間和大量的紙張，為企業(yè)降低運(yùn)營(yíng)成本，且圖紙信息保存時(shí)間更長(zhǎng)。所以需要一款后臺(tái)管理應(yīng)用軟件，用于電纜信息的存儲(chǔ)管理，查閱，維保人員則隨時(shí)可以通過(guò)手機(jī)端軟件對(duì)電纜信息數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)查詢。

綜合上述，計(jì)劃開發(fā)一款A(yù)PP前端應(yīng)用掃描軟件，掃描電纜上的二維碼信息，通過(guò)手機(jī)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)至后臺(tái)服務(wù)器，調(diào)用電纜的信息。在服務(wù)器端架構(gòu)一套服務(wù)器系統(tǒng)，手機(jī)APP或者網(wǎng)頁(yè)可以通過(guò)登錄方式訪問(wèn)服務(wù)器系統(tǒng)中指定授權(quán)的指定數(shù)據(jù)。

服務(wù)器端配置信息。INTEL至強(qiáng)四核，最大支持2顆CPU/4 GB 1 333內(nèi)存，8個(gè)內(nèi)存插槽，最大支持32G內(nèi)存/1×300 G熱插拔SAS硬盤(15 000轉(zhuǎn))，獨(dú)立RAID卡，支持RAID1/5/最大支持6塊SAS硬盤/集成高性能Intel雙千兆自適應(yīng)網(wǎng)卡，支持網(wǎng)卡冗余、負(fù)載均衡/集成顯示控制器/DVD光驅(qū)/鍵盤鼠標(biāo)/標(biāo)配625W單電源，80Plus認(rèn)證/2個(gè)PCI-E G2 x8插槽，1個(gè)PCI-E G2 x8插槽(X4速率)，1個(gè)PCI-E G1 x4插槽，1個(gè)PCI 32/33 5 V插槽/6個(gè) USB 2.0接口(2前4后)；1個(gè)VGA接口；1個(gè)串口；2個(gè)RJ45接口，帶寬要求：10 M以上獨(dú)享、獨(dú)立IP。

手機(jī)APP端界面。手機(jī)界面設(shè)置主要是分層次、菜單式設(shè)置，主要包含電聯(lián)的各種型號(hào)、施工日期等相關(guān)信息，同時(shí)設(shè)置分層授權(quán)密碼進(jìn)入，確保敏感信息泄露。

網(wǎng)頁(yè)端界面。由于需要遠(yuǎn)程進(jìn)行維護(hù)與管理，因此遠(yuǎn)程控制與顯示就成了必須要實(shí)現(xiàn)的功能，目前我們可以提供以下兩種方案實(shí)現(xiàn)：第一種方案是使用APP端進(jìn)行控制，但是實(shí)現(xiàn)起來(lái)周期和難度相對(duì)較大，且針對(duì)不同平臺(tái)需要重新開發(fā)，優(yōu)點(diǎn)就是登錄與操作方便；第二種方案是系統(tǒng)網(wǎng)頁(yè)界面的方式實(shí)現(xiàn)，這個(gè)實(shí)現(xiàn)起來(lái)相對(duì)較為容易，且可以跨平臺(tái)使用，不管是蘋果手機(jī)及平板、安卓智能手機(jī)及平板、微軟智能手機(jī)及平板以及普通筆記本電腦或者PC機(jī)平臺(tái)都可以登錄，而且不需要再次開發(fā)。

服務(wù)程序通常編寫成控制臺(tái)類型的應(yīng)用程序，總的來(lái)說(shuō)，一個(gè)遵守服務(wù)控制管理程序接口要求的程序 包含下面3個(gè)函數(shù)：①服務(wù)程序主函數(shù)(main)：調(diào)用系統(tǒng)函數(shù) StartServiceCtrlDispatcher 連接程序主線程到服務(wù)控制管理程序。②服務(wù)入口點(diǎn)函數(shù)(ServiceMain)：執(zhí)行服務(wù)初始化任務(wù)，同時(shí)執(zhí)行多個(gè)服務(wù)的服務(wù)進(jìn)程有多個(gè)服務(wù)入口函數(shù)。③控制服務(wù)處理程序函數(shù)(Handler)：在服務(wù)程序收到控制請(qǐng)求時(shí)由控制分發(fā)線程引用。(此處是Service_Ctrl)。

另外在系統(tǒng)運(yùn)行此服務(wù)之前需要安裝登記服務(wù)程序：installService 函數(shù)。刪除服務(wù)程序則需要先刪除服務(wù)安裝登記：removeService函數(shù)。

2 電纜二維碼信息的耐磨實(shí)驗(yàn)

依據(jù)GB/T6995.1-2008 電線電纜識(shí)別標(biāo)志方法第1部分：一般規(guī)定的4.4.3及4.4.4規(guī)定如下：清晰度的要求：整個(gè)標(biāo)志線上的顏色應(yīng)保持一致，組合顏色中兩種顏色的分界線應(yīng)保證清晰。標(biāo)志線的顏色和標(biāo)志帶上的標(biāo)記應(yīng)清楚可辨。牢度的要求：用汽油或其他合適溶劑清洗時(shí)，標(biāo)志顏色應(yīng)保持不變。

標(biāo)志清晰度用目力檢查，當(dāng)試樣表面受到污染不能辨認(rèn)時(shí)，可用汽油或其他合適溶劑浸過(guò)的棉織物擦拭試樣表面；或者用潔凈的刀片切取試樣斷面進(jìn)行檢查。標(biāo)志耐擦性用浸過(guò)水的脫脂棉或棉布，輕輕擦拭10次，然后用目力檢查的試驗(yàn)方法對(duì)二維碼牢靠度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試。試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 清晰度及牢靠度試驗(yàn)項(xiàng)目及試驗(yàn)結(jié)果

從表2試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，旁路電纜中間接頭電氣性能符合標(biāo)準(zhǔn)要求，能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)長(zhǎng)期安全可靠運(yùn)行的需要。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)電纜附屬信息可逆化查詢?cè)O(shè)備關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用，提出了配網(wǎng)電纜線附屬信息的信息化管理，采用二維碼標(biāo)示到電纜上，利用手機(jī)APP與通信網(wǎng)絡(luò)連接后臺(tái)信息管理服務(wù)器，通過(guò)手機(jī)掃描二維碼即可查閱電纜的信息，資料詳實(shí)準(zhǔn)確，比起目前的如標(biāo)示牌、打印施工圖等方式方法簡(jiǎn)便快捷了很多，是一線維護(hù)搶修的好幫手。電纜附屬信息可溯源設(shè)備，采用白色墨盒，手持式外觀造型，打印內(nèi)容可以在設(shè)備上編輯，無(wú)需借助外部電纜直接完成，可現(xiàn)場(chǎng)直接調(diào)試打印，快速完成施工，印標(biāo)識(shí)經(jīng)過(guò)摩擦實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，可滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。