RFID技术在电力设备运维中的研究与应用

【摘要】    利用新型先进的技术监测电力通信设备的实时运行情况，成为了当今热门的研究方向。用高效处理复杂事件的思想可以解决电力通信设备管理的一些相关问题，可以比较方便的解决在设备管理方面的一些难题。本文提出了一种基于RFID事件处理技术的电力通信设备管理系统。

【关键词】    RFID技术    电力设备运维    设备管理

近些年以来，我国电网的全国布局的任务基本完成，形成了十大输配电网的大格局。因此产生了电网设备之间的信息的交互作用的增加，通信设备的数量继续增加，数据交换的频率越来越高，所以稳定运行的风险和隐患也随之增加。电力通信设备的高效管理及运维成了热门话题。

一、RFID技术概要与电力设备运维特点

1.1基本原理

RFID技术是一项自动传输与识别的技术，该技术是通过无线射频信号空间耦合的方式来实现的。RFID标签被称为电子标签或者叫做射频标签，因为RFID技术主要运用无线射频识别技术，无线射频识别技术与传统识别技术（需要物与物之间有连接线）区别在于无线射频技术可以实现非接触就可以传输数据，RFID技术正是运用这种技术的优异性来进行对信息的传输与存储。RFID的大致结构由电子标签和阅读器两大板块组成，而电子标签又由储存数据的芯片、天线与电路构成，每个部分都起着不可或缺的作用。RFID阅读器利用天线与电子标签取得联系，从而达到实现数据传输和无线通信的效果。RFID标签可根据其不同的工作原理进行分类，标签的供电方式可分为有源标签与无源标签;根据标签的工作频率可分为低频、中高频、超高频与微波标签。正是因为该技术的分类范围广，现在RFID技术已经广泛应用于各大领域。在电力设备运维中，可以用到无源超高频RFID标签，对需要维护的设备运行状态进行实时检测。

1.2电力通信设备运维要点

1.电力通信系统设备。这类设备是整个电力通信中的主动脉，为系统的正常运转立下汗马功劳，比如说，光纤通信、调度等都依赖于电力通信系統设备的稳定运行。其目的就是为了保护主要的通信设备，同时提供便捷快速的通信通道，方便站与站之间的设备交叉管理。

2.电力通信系统的运维工作主要由巡视、检修、建设、消缺、和维护这五大部分构成。电力通信设备的运行维护是比较繁琐复杂的工作，在运行维护的时候，需要对设备工作情况，工作环境以及工作时间综合分析并进行维护，要确保整个周期中的每个环节正常有序运行，但是在设备运行的过程中难免会出现问题，这就需要及时准确的发现问题所在，并及时进行维护处理。

二、在电力通信设备运维中RFID技术的应用

2.1智能巡检系统架构

分析RFID传输网的结构层次，系统的总体框架可以分为三个部分，分别为感知模块、网络传输网、技术应用板块。其中网络传输网又可以大致分为接入部分、聚集部分与传输部分，接入部分通过各种接入技术，使设备与电子标签连接起来，再通过汇聚部分将多个电子标签信息整合起来，最后由传输部分对数据进行高速传输。具体说明参见图1。

感知层：感知层由许多个电子标签集合而成，电子标签中储存了对应设备的相关信息，再通过无线网络将这些数据传送到RFID的应用系统中。

网络层：主要功能为收集RFID电子标签的信息，然后汇总并上传到应用系统里面。

应用层：主要实现对各种电子标签的管理，以及实时查询电力通信设备的运作情况，还可以通过系统数据分析，得到全体设备的故障发生率，合理安排工作人员巡视检修等。再者，可以用RFID技术对员工进行考勤打卡，提高整体工作效率。

2.2智能巡检系统简介

智能巡检系统由硬件系统和软件系统组成 。硬件系统主要由电子RFID标签、RFID手持终端、服务器、RFID巡检终端等设备组成。软件系统由电力通信无线局域网、数据库，手机终端软件等组成。RFID技术需要的巡检设备主要性能有：巡检信息上传、巡检信息的下载、巡检信息查询等。智能巡检设备的设计应满足电力通信系统要求，同时要使RFID在实际生活中的需求性与实用性相结合，以求实现效率最高化。例如，当读取距离比较大的时候，在选用RFID电子标签的时候，就选用超高频被动的RFID电子标签，这样才能较为准确的读取到相关电子标签信息。图2为智能巡检系统的手持终端的工作流程图。

2.3智能巡检系统操作流程

1.在现有的需巡查监测点放置RFID标签，同时对标签进行激活初始化处理，将该标签的基本信息，如巡检时间、巡检地点等录入标签中。

2.巡检信息管理系统的建立，通过系统对各个标签的管理，得到统计数据能更加直观的看到整个体系的运作情况，便于对数据的分析与管理。

当有巡检人员进行日常巡检时，系统会自动收录巡检人员信息、巡检地点、巡检编号以及巡检人员的出发时间以及巡检结束时间等。

3.巡检人员进行巡检时，中途发生的一切巡检情况都会通过局域网实时上传到巡查信息管理系统，巡查人员对出现的情况进行初步判定，达到一定的严重标准即手动上报到巡查系统，巡查系统会给系统管理员提示，进而做到快速解决问题。

4.巡查管理中心可以通过信息管理系统查看当日巡查完成度，并支持对当日和之前的巡查记录的统计信息进行打印，方便存档记录。

2.4  RFID技术巡检系统的优势

科学合理的运用了RFID技术的物理优势，主要利用RFID可以无接触、阅读距离远等特性，大大降低了人工成本，给巡检人员的工作带来了便利，数据的收集与统计也更加方便，且FRID识别的速度快，提到了设备巡检的管理效率。另外FRID技术能透过少量的布料、皮料等，能够在全天应战各种恶劣环境。最主要还是因为RFID技术能够做到数据的精准传输与实时传输，降低了信息传递错误率，保障了巡检工作的整体效率。

2.5二次设备运维系统架构

二次设备运维系统是根据WSN与REID技术相结合设计的，它运用了Zigbee无线传感网技术与RFID技术，能够在设备的使用过程中进行身份识别、获取设备的实时信息，在线监测设备运行温度变化。系统结构如图3所示。

二次运维系统架构拥有设备运维管理功能与设备环境监测功能，该系统主要功能是对设备的使用寿命进行二次监测，利用RFID技术与无线物联网传感网络，通过RFID的手持终端进行对设备的二次运维。在二次运维系统中，会用到RFID中的Zigbee温湿度电子标签、Zigbee无线路由器、手持RFID标签这些设备一起进行对运维工作的开展。在系统运行中，传感器模块对设备的工作情况进行实时探测并将数据通过无线物联传感网络上传到二次设备数据管理库，也可以通过手持RFID设备实施对设备的远程监控。

三、设备工作管理

3.1定期检查RFID系统

定期安排人员对RFID电子标签进行查看，发现有损毁的即刻更换，同时也要验证读卡器能否正常读标签，检查RFID手持终端有无故障，对Zigbee模块进行配套监测，确保系统正常工作，提高整体工作效率。

3.2溫湿度超过限值处理办法

温湿度传感器将采集到的设备温湿度，通过网络当传到服务系统，服务系统再通过对数据的整合传输给管理人员，当温湿度达到限定阈值之后，系统会给工作人员提示情况，然后工作人员对温湿度进行二次确认，最后进行相应的科学处理。

3.3设备管理工作流程

一开始，读卡器会对设备的标签发出读卡请求，在标签响应后，读卡器获取设备标签的相关信息，读卡器将设备相关信息通过Zigbee板块上传到数据管理中心。反之，则标签出现问题，工作人员及时利用手持RFID终端设备进行上报处理。数据管理中心得到设备温湿度相关信息后，对信息的合理性进行分析，最后对设备使用情况进行综合判定，输出得到的合理数据并显示。

四、总结

RFID技术是全世界都在运用的一项技术，并且因为该技术优异的适应能力，现在被广泛的应用于各种大型领域，发挥着不可替代的作用。在这样的时代洪流下，勇敢尝试RFID技术在建设中的积极作用并合理运用。在对RFID技术的应用中，可以更加透彻直观的了解这项技术，但是也会发现这项技术的缺陷之处，在未来的发展中，不断完善该技术的缺陷，同时将优点得到更好的利用，为生活提供更多的便利，在本文中，RFID技术就为电力通信的运维工作极大的减少了人工成本，同时提升了整体工作效率，为电力通信企业提高了利润。