基于RFID技術(shù)的電力資產(chǎn)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

摘要：電力企業(yè)資產(chǎn)管理通常使用紙面或傳統(tǒng)方法已無(wú)法滿足資料可視化的需要，企業(yè)清查資產(chǎn)或進(jìn)行設(shè)備巡檢等，需要消耗大量的時(shí)問(wèn)和人力物力，同時(shí)也需要員工有很高的責(zé)任心。針對(duì)上述問(wèn)題，在此設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于RFID技術(shù)的電力資產(chǎn)管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)由RFID電子標(biāo)簽、標(biāo)簽關(guān)聯(lián)、巡檢系統(tǒng)和后臺(tái)管理組成。研究并實(shí)現(xiàn)了使用遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)訪問(wèn)對(duì)象，實(shí)現(xiàn)手持機(jī)上SQL Server CE數(shù)據(jù)庫(kù)與遠(yuǎn)程PC服務(wù)器上SQL Server 2000數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)同步與交換。該系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了電力資產(chǎn)全生命周期管理的可視化和信息實(shí)時(shí)更新，從而保證帳、卡、物的統(tǒng)一。
關(guān)鍵詞：電力資產(chǎn)管理；RFID；手持機(jī)；RDA；數(shù)據(jù)庫(kù)同步

電力企業(yè)屬于資產(chǎn)分散型企業(yè)，資產(chǎn)使用部門(mén)多，使用地點(diǎn)范圍大，結(jié)構(gòu)分類(lèi)復(fù)雜，覆蓋面大。資產(chǎn)可以分為輸電線路、變電設(shè)備、配電線路及設(shè)備、用電計(jì)量設(shè)備及通訊設(shè)備、自動(dòng)化設(shè)備、工具器具、運(yùn)輸設(shè)備、房屋建筑物、土地、福利設(shè)施等十幾大類(lèi)。另外，通常由于電力資產(chǎn)的數(shù)量多，金額大，更新快，管理上就要求能及時(shí)準(zhǔn)確反映出這些變化。所有這些都為電力部門(mén)的資產(chǎn)管理提出了挑戰(zhàn)。

1 資產(chǎn)管理現(xiàn)狀與問(wèn)題分析
傳統(tǒng)的電力資產(chǎn)管理方式一般依賴于非自動(dòng)化，以紙張文件為基礎(chǔ)的系統(tǒng)來(lái)記錄、追蹤管理；少數(shù)用到條形碼實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)的識(shí)別與管理；但效率都極其低下，隨著資產(chǎn)數(shù)量的增加，極大地加重了管理人員的負(fù)擔(dān)，人力資源的嚴(yán)重浪費(fèi)，同時(shí)也增加了資產(chǎn)管理的難度，常常造成數(shù)據(jù)不及時(shí)，出錯(cuò)率高等問(wèn)題。
而且在電力大中型企業(yè)和其他機(jī)構(gòu)中，經(jīng)常需要有工作人員定時(shí)、定點(diǎn)去巡視檢查設(shè)備運(yùn)行狀況。電力企業(yè)都制定了設(shè)備巡查措施并要求工作人員將《設(shè)備巡視制度》落到實(shí)處。但往往由于缺乏有效的監(jiān)督措施，巡檢工作的認(rèn)真與否往往僅憑員工的自覺(jué)性，這樣給巡檢人員的評(píng)價(jià)、考核帶來(lái)相當(dāng)?shù)碾y度，而且工作人員手工記錄檢查項(xiàng)目非常不方便，不便于保存和處理。

2 RFID原理與技術(shù)
RFID技術(shù)是21世紀(jì)發(fā)展最快的一項(xiàng)高科技技術(shù)，隨著與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合，RFID技術(shù)展現(xiàn)出巨大的市場(chǎng)應(yīng)用潛力，被稱為“物聯(lián)網(wǎng)”和“第二代Internet。
RFID是射頻識(shí)別技術(shù)的英文(Radio Frequency Identification)縮寫(xiě)。射頻識(shí)別技術(shù)是20世紀(jì)90年代開(kāi)始興起的一種自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。 RFID技術(shù)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)到目標(biāo)識(shí)別和數(shù)據(jù)交換的目的。在國(guó)外，射頻識(shí)別技術(shù)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、商業(yè)自動(dòng)化、交通運(yùn)輸控制管理、資產(chǎn)管理等眾多領(lǐng)域。
無(wú)線射頻識(shí)別與條形碼相比，不需要看見(jiàn)目標(biāo)，只要在讀寫(xiě)器的作用范圍內(nèi)電子標(biāo)簽就可以被讀取。讀寫(xiě)器可以識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)的物體，在極短時(shí)間內(nèi)同時(shí)識(shí)別和讀寫(xiě)數(shù)個(gè)電子標(biāo)簽，操作快捷方便。
本文利用RFID自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的自動(dòng)化和無(wú)紙化；提高設(shè)備巡檢系統(tǒng)的完備性和有效性；采用先進(jìn)的技術(shù)對(duì)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行充分的利用以及數(shù)據(jù)和應(yīng)用結(jié)果的方便、高效的查詢。


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3 采用RFID技術(shù)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)
電力資產(chǎn)RFID管理系統(tǒng)由四個(gè)部分組成。分別是：現(xiàn)場(chǎng)的RFID電子標(biāo)簽、標(biāo)簽關(guān)聯(lián)系統(tǒng)、手持機(jī)巡檢系統(tǒng)和后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，系統(tǒng)拓?fù)淙鐖D2所示。其中：
(1)電子標(biāo)簽。用于存儲(chǔ)的設(shè)備詳細(xì)數(shù)據(jù)信息和歷史核查信息。
(2)標(biāo)簽關(guān)聯(lián)。用于實(shí)現(xiàn)電子標(biāo)簽與電力資產(chǎn)設(shè)備的關(guān)聯(lián)，作為唯一標(biāo)識(shí)。
(3)手持機(jī)巡檢。用于對(duì)現(xiàn)場(chǎng)電力設(shè)備上RFID電子標(biāo)簽進(jìn)行檢測(cè)和核查處理，數(shù)據(jù)記錄信息存儲(chǔ)在手持機(jī)中，數(shù)據(jù)核查結(jié)束后通過(guò)USB端口數(shù)據(jù)線同步將現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶笈_(tái)服務(wù)器端管理系統(tǒng)，以完成數(shù)據(jù)的上傳和下載。
(4)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。存儲(chǔ)電力設(shè)備的基本數(shù)據(jù)和參數(shù)信息，RFID電子標(biāo)簽信息的查詢、統(tǒng)計(jì)以及用戶管理、幫助信息等。


系統(tǒng)主要功能框架圖如圖3所示。


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4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
4．1 標(biāo)簽關(guān)聯(lián)
變電站RFID管理的資產(chǎn)包括室外一次設(shè)備、室內(nèi)二次設(shè)備以及設(shè)備工具等。通常室外環(huán)境比較惡劣，對(duì)標(biāo)簽的工業(yè)強(qiáng)度也提出更高的要求(耐高溫、防水等)，這里選擇XCTF-5044作為電子標(biāo)簽。室內(nèi)資產(chǎn)根據(jù)其種類(lèi)及材質(zhì)，采用了兩種標(biāo)簽，即XCTF-5041和XCTF-5042A。
標(biāo)簽關(guān)聯(lián)環(huán)境：采用一臺(tái)XCRF-510型發(fā)卡器，串口連接PC電腦，USB連接zebra 888-TT打印機(jī)打印資產(chǎn)基本信息(包括資產(chǎn)名稱、新資產(chǎn)編號(hào)、地點(diǎn))、資產(chǎn)電子標(biāo)簽3種。
發(fā)卡軟件實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)功能主要包括：
支持將整理過(guò)的資產(chǎn)臺(tái)帳數(shù)據(jù)導(dǎo)入系統(tǒng)；
一鍵式標(biāo)簽自動(dòng)關(guān)聯(lián)，打印位置標(biāo)識(shí)標(biāo)簽，保存記錄；
支持導(dǎo)入定制的盤(pán)點(diǎn)信息；
支持導(dǎo)出手持機(jī)同步過(guò)來(lái)的盤(pán)點(diǎn)記錄信息；
統(tǒng)計(jì)與篩選功能。
4．2 手持機(jī)巡檢
本系統(tǒng)手持機(jī)采用XC2900便攜式讀寫(xiě)器，手持機(jī)軟件包括數(shù)據(jù)庫(kù)同步軟件和資產(chǎn)管理系統(tǒng)軟件，分別實(shí)現(xiàn)手持機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)與PC數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)同步和電力資產(chǎn)的巡檢。
(1)數(shù)據(jù)庫(kù)同步。RDA(RemoteDataAccess遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存取)為基于．NET Compact Framework的Pocket PC應(yīng)用程序提供了與遠(yuǎn)程SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)例進(jìn)行數(shù)據(jù)同步的簡(jiǎn)單方法。利用它可以將存在Pocket PC上的數(shù)據(jù)直接寫(xiě)入到遠(yuǎn)程的SQL Server2000數(shù)據(jù)庫(kù)中或?qū)⑦h(yuǎn)程的SQL Ser-ver 2000數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)下載到Pocket PC中的SQL ServerCE數(shù)據(jù)庫(kù)一個(gè)數(shù)據(jù)表中，這樣就實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的交換與同步。安裝完SQL ServreCE后，就可以在開(kāi)發(fā)平臺(tái)如：Embedded Visual C++或Microsoft Visual Studio中使用RDA對(duì)象來(lái)訪問(wèn)SQL Server 2000數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)。


RDA對(duì)象有許多方法和屬性，主要的方法和屬性如表1、表2所示。


當(dāng)執(zhí)行PUSH操作(向服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù))時(shí)，SQL Server CE客戶端代理收集本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)所有更新或新增的記錄行，然后通過(guò)IIS向SQL Serv-er CE服務(wù)器端代理發(fā)出HTTP數(shù)據(jù)傳遞請(qǐng)求。服務(wù)器端代理在遠(yuǎn)程SQL Server上執(zhí)行插入或更新操作，如果更新過(guò)程發(fā)生錯(cuò)誤，則向手持機(jī)應(yīng)用程序返回錯(cuò)誤信息。[!--empirenews.page--]
(2)資產(chǎn)管理系統(tǒng)。手持機(jī)軟件最主要的是資產(chǎn)管理系統(tǒng)軟件，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)用戶需求，為其定制開(kāi)發(fā)。主要功能包括：
設(shè)備逐一盤(pán)點(diǎn)；
支持根據(jù)定制盤(pán)點(diǎn)單盤(pán)點(diǎn)，區(qū)域盤(pán)點(diǎn)；
設(shè)備信息查詢與統(tǒng)計(jì)；
上傳PC數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)同步更新；
權(quán)限管理；
系統(tǒng)基本參數(shù)設(shè)置。


當(dāng)手持機(jī)應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)執(zhí)行PULL操作(從服務(wù)器接收數(shù)據(jù))時(shí)，SQL Server CE客戶端代理通過(guò)IIS向SQL Server CE服務(wù)器端代理發(fā)出HTTP請(qǐng)求，然后SQL Server CE服務(wù)器端代理連接SQL Server并執(zhí)行客戶端的SQL請(qǐng)求。之后數(shù)據(jù)被返回到SQL Server CE客戶端代理，最后復(fù)制到SQL Server CE數(shù)據(jù)庫(kù)里。這種實(shí)現(xiàn)可以使Pocket PC設(shè)備跟蹤任何數(shù)據(jù)的更新。
在進(jìn)行所有固定資產(chǎn)實(shí)物清查業(yè)務(wù)時(shí)，系統(tǒng)首先可以將固定資產(chǎn)按不同使用部門(mén)形成實(shí)物盤(pán)點(diǎn)業(yè)務(wù)單，實(shí)物使用部門(mén)則用各部門(mén)管理員身份進(jìn)入系統(tǒng)，在線或下載離線處理盤(pán)點(diǎn)業(yè)務(wù)。在離線處理盤(pán)點(diǎn)業(yè)務(wù)時(shí)可以將盤(pán)點(diǎn)業(yè)務(wù)與實(shí)際盤(pán)點(diǎn)回來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，生成差異，導(dǎo)出EXCEL表格。
在進(jìn)行部分固定資產(chǎn)盤(pán)點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)支持指定類(lèi)別、指定部門(mén)、指定存放地點(diǎn)固定資產(chǎn)進(jìn)行盤(pán)點(diǎn)。首先將選出的固定資產(chǎn)進(jìn)行形成盤(pán)點(diǎn)任務(wù)單，然后盤(pán)點(diǎn)工作人員用手持機(jī)下載盤(pán)點(diǎn)任務(wù)進(jìn)行盤(pán)點(diǎn)。也可以盤(pán)點(diǎn)工作人員先到實(shí)際固定資產(chǎn)存放地點(diǎn)，按盤(pán)點(diǎn)要求將現(xiàn)場(chǎng)固定資產(chǎn)進(jìn)行盤(pán)點(diǎn)后再將盤(pán)點(diǎn)結(jié)上傳到系統(tǒng)中，系統(tǒng)將進(jìn)行自動(dòng)核對(duì)，核對(duì)后生成盤(pán)點(diǎn)差異導(dǎo)出EXCEL表格。


系統(tǒng)提供了多種查詢條件，用戶可按固定資產(chǎn)分類(lèi)、固定資產(chǎn)名稱、使用部門(mén)、存放地點(diǎn)、投運(yùn)日期、使用狀態(tài)等條件進(jìn)行條件組合查詢，并可按瀏覽列表方式瀏覽查詢結(jié)果，生成EXCEL表格。
4．3 實(shí)施中遇到的典型問(wèn)題及解決方法
項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中遇到的典型問(wèn)題有：
4．3．1 電子標(biāo)簽選擇
由于變電站電力設(shè)備種類(lèi)多，分布地點(diǎn)廣，大致分為3類(lèi)：
(1)一次設(shè)備。是指發(fā)、輸、配電的主系統(tǒng)上所使用的設(shè)備，如變壓器、斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、母線、電力電纜等。主要分布在室外，環(huán)境通常比較惡劣，對(duì)標(biāo)簽的工業(yè)強(qiáng)度也提出更高的要求(耐高溫、防水等)，選擇XCTF-5044型電子標(biāo)簽。
(2)二次設(shè)備。是指對(duì)一次設(shè)備的工作進(jìn)行控制、保護(hù)、監(jiān)察和測(cè)量的設(shè)備。如測(cè)量?jī)x表、繼電器、操作開(kāi)關(guān)、按鈕、自動(dòng)控制設(shè)備、信號(hào)設(shè)備等。主要分布在設(shè)備機(jī)房，并通常置于金屬控制柜中，選擇XCTF-5042A型金屬電子標(biāo)簽。
(3)其他設(shè)備。如工具、消防安全設(shè)施、空調(diào)等，選擇XCTF-5041型電子標(biāo)簽。
4．3．2 標(biāo)簽安裝
選擇不同的電子標(biāo)簽，以及所關(guān)聯(lián)的資產(chǎn)形狀不一樣，電子標(biāo)簽安裝方式則不一樣。如一次設(shè)備一般在戶外，選擇的是XCTF-5044電子標(biāo)簽，使用高強(qiáng)度3 M膠水黏貼的方式固定于對(duì)應(yīng)的設(shè)備上。然而像避雷器，電子標(biāo)簽需要安裝在圓柱桿上，為了讓標(biāo)簽?zāi)馨惭b牢靠，需要定制安裝支架，一面是半弧形抱箍，通過(guò)3 M膠水黏貼充分接觸固定于圓柱桿，另一支撐面為水平面，電子標(biāo)簽使用3 M膠水充分黏貼在這一面。通過(guò)這種安裝方式，標(biāo)簽安裝既牢靠又美觀。

5 結(jié)語(yǔ)
該系統(tǒng)開(kāi)發(fā)完成后目前已投入實(shí)際使用，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行證明，該系統(tǒng)性能穩(wěn)定，大大提高資產(chǎn)管理的工作效率，方便共享設(shè)備的跟蹤，使得變電站資產(chǎn)管理井然有序，得到了資產(chǎn)管理人員的一致好評(píng)。
本系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案具有較好的適應(yīng)性和擴(kuò)展性，現(xiàn)場(chǎng)采用RFID手持機(jī)作為數(shù)據(jù)核查終端，可以方便瀏覽電力設(shè)備信息、記錄本次電力設(shè)備核查信息。手持機(jī)直觀的圖形界面、豐富的內(nèi)嵌應(yīng)用軟件、先進(jìn)的硬件平臺(tái)支撐為進(jìn)一步擴(kuò)充應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。我國(guó)電力行業(yè)設(shè)備數(shù)額較大，國(guó)家特別重視電力設(shè)備的安全檢測(cè)管理工作，RFID技術(shù)在電力資產(chǎn)管理系統(tǒng)的應(yīng)用推廣必將具有深遠(yuǎn)的社會(huì)意義和較好的應(yīng)用前景。