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射频识别物联网电力设备智能巡检应用

返回列表 来源: 发布日期: 2019.08.28

物联网的实现可以分为四个部分:识别、感知、处理和信息传输。其关键技术涵盖无线通信、计算机技术、信息传感、识别等领域。物联网技术是通过射频识别(RFID)、无线传感器、全球定位系统等信息传感设备来实现事物之间的信息交互和通信。

射频识别物联网电力设备智能巡检应用

电力设备智能巡检系统的实现首先依赖于电力设备各环节运行参数的在线监测和实时信息控制。物联网作为“智能信息传感终端”,可以成为推动智能电网发展的重要技术手段[2-4]。只有实现各种网络的互联互通,才能提高电力系统的信息化水平,实现电力设备巡检系统的综合智能化..

本文首先分析了电力设备巡检的现状,然后针对某水电站巡检的实际需要,设计了基于二维码扫描识别的智能移动巡检系统,实现了该系统的开发。智能手机平台上的移动巡逻服务系统。该系统的设计不仅具有"智能终端"方便通信的技术特点,而且与传统的物联网系统相比,具有许多优点,对促进工业电力设备智能移动检测的推广具有重要的现实意义。
  1 电力巡检系统现状分析
目前,电力企业巡检人员通常采用“看、听、摸、问、测”六种方式进行移动巡检,以保持电力生产设备的正常性能,或使用手持移动计算设备(PDA)来获取。n设备信息,并使用射频技术(RFID)识别和协助定位智能电力。网络中的电力设备[5-6]。然而,为了使检测操作和统计管理更加智能化、普及率更高,国内电力设备智能移动检测软件仍有很大的改进空间,主要体现在以下几个方面:
(1)物联网的核心和基础仍然是互联网,它本质上是一个高度集成的开放通信系统。因此,第四代智能移动检测系统应结合3G移动技术、智能移动终端、QR码信息技术等先进技术。
(2)常用的RFID设备[7]标识必须配备相应的手持PDA,才能读取设备信息。然而,大多数PDA支持设备价格昂贵,使得智能检测在电力系统中的复盖率和普及率都较低,且检测规模受到设备数量和业务复杂度的限制。
(3)巡检的流动性导致设备服务的位置和环境不断变化。目前,掌上PDA系统的定位通常是以美国的GPS系统或我国的北斗卫星定位系统[8-9]为基础,而定位精度的提高也取决于我国北斗卫星定位系统的完善和成熟,对非户外动力设备的检测也不理想。此外,巡检前的任务内容必须通过RS232接口连接传送到PDA。实时更新不好,个性化任务变更功能不可用。
(4)此外,RFID存在很大的缺点,它会不时地发送射频信号,从而泄露用户的地址,不利于用户或专用网络的信息安全和隐私保护。
  基于二维码的移动智能巡检系统设计
   二维码的技术特性
二维信息码通过黑白图像记录信息,黑白图像通过特定的几何图形规则地分布在二维平面上。在编码中,使用了构成计算机逻辑基础的“0”、“1”位流的概念[10-11]。在识别中,利用智能手机的摄像头功能对QR码进行扫描。在通过其内置的QR代码读取引擎读取条形码之后,它可以自动识别、处理和解释隐含的信息。
由于上述射频识别技术的局限性,本设计分析了环境的可扩展性、有限的资源、实时安全性和动态变化。在智能手机平台上设计开发了一种新型的智能手机检测系统。该系统的主要优点是:
(1)以前的巡更系统只是单向的数据采集,但是配备智能巡更系统客户端的移动终端是基于3G网络和无线通信网络,可以实时接收系统推送的业务通知,也可以发布大量为用户提供实时双向的信息,快捷方便。
(2)QR码具有密度高、信息容量大、编码范围宽、译码可靠性高等优点。可采用加密措施,制作方便,成本低,易于推广。
(3)系统的服务器端可以根据企业的特殊要求部署各种服务。还可以建立服务质量评价模型,用于后期数据处理和统计,并进行科学的统计分析和预测,更有利于后期的服务选择和服务组合。
(4)系统真正结合了3G移动通信技术和智能手机终端技术,不仅可以减少资源消耗,而且保证了网络传输的准确性,真正实现了移动检测的7/24小时。这是所有传统的巡逻系统所不能做到的。
基于QR码的移动巡检系统的设计与实现
通过以上分析,与现有的电力通信网络相比,基于智能终端的物联网在环境动态变化、实时安全性和资源可扩展性方面具有很大的优势。因此,本文根据企业电力设备检测的现状和具体的任务要求,设计了一种基于QR码扫描识别的智能手机移动检测系统。采用带有摄像头的智能手机终端作为读取QR码的工具。通过客户端软件,读取设备上的QR代码,进行局部分析,执行业务,并与应用服务器进行在线交互。然后获取各种检测任务和检测设备的信息,实现各种检查功能。
系统主要由客户端、网络和服务器三部分组成。网络主要由互联网、3G和WLAN组成。下面对软件设计和功能实现的三个部分进行详细描述..
  系统客户端设计
本系统的客户端软件界面采用C++编程技术。在智能手机的Android操作系统平台上,基于qt-quick(qt用户界面工具包)编写应用程序。同时,采用了基于Java语言开发和构建的移动检测服务平台的概念和框架。
功能界面有9个模块,智能移动巡更客户端有5个用户登录权限,分为系统管理、领导、维护组长、维护人员和操作人员。从上述九个模块中选择不同的功能模块,将系统设计的五项权利结合在一起,以完成各自的工作任务。
其中,二维码扫描模块的实现采用ZZON开源库和各种格式的1D/2D条形码图像处理库,用Java实现。只要智能手机终端设置有系统的客户端软件,支持近景功能,移动终端和移动互联网可以通过扫描电力设备上的二维码作为路由检查项的内容信息的存储和解释,通过处理和通信渠道实现巡检客户端的操作服务。
巡检人员(有5个权限)使用手持系统软件的智能手机终端执行日常巡检任务,如图2所示。
首先根据检查路径的所有设备的顺序依次向中央服务器生成加密的二维码,并将相应设备的二维码条码粘贴在检查设备上。当检查员执行日常任务时,他们使用智能手机终端软件扫描设备的二维代码,并从服务器检索要检查的项目。如果发现问题,可以详细记录问题,拍摄图片,并将图像和文本发送到服务器;如果设备没有问题,则标记通过,而要检测的下一个设备将根据提示进行扫描。检查所有设备时,可由手机客户端在线或离线保存检查结果,并上传至服务器。
  系统数据交互设计
系统数据交互层的设计包括手机智能终端的数据上传[6]、服务器端的数据显示等。Web服务技术和SOAP协议用于实现智能终端与服务器端之间的实时高效交互。同时,优化了交互界面,降低了3G条件下的流量消耗。
Web服务体系结构[12]是面向对象分析和设计的合理发展,包括SOA、UDDI和WSDL中的三个角色和操作,而面向服务体系结构(SOA)是一个组件模型。因此,基于SOA的巡逻网络核心价值在于通过对数据和信息的分析和处理,在实时数据和信息感知的基础上,基于位置信息实现动态感知、实时跟踪和定位以及服务发现和部署。服务器与智能终端数据交互的详细设计如图3所示。
基于二维码的移动检测新系统的设计与实现
在整个巡更系统中,巡更人员依靠数据交互网络,通过安卓智能终端的Web服务交互模块,将巡更任务内容、巡更位置跟踪和巡更设备数据持续上传到服务器上;终端数据上传到智能巡更系统Web服务服务器端的ND下载模块接收巡更任务内容、巡更位置跟踪和巡更设备数据。之后,客户端将立即确认巡检点数据的上传,然后巡检数据将存储在服务器端模块中。
系统服务器端设计
该系统是智能移动巡检系统的服务器端,主要包括系统数据库管理系统。管理服务器软件采用B/S体系结构,从技术上引入层次结构,即用户应用层、业务逻辑层和数据访问层。
系统服务器利用遗传力框架收集特定信息数据,并结合基于Web服务的数据挖掘技术获取信息。为多客户端类型(包括智能终端和PC终端)提供统一的用户访问接口。业务功能模块化设计,重点支持移动检测设备、数据分析和信息挖掘。
数据库系统包括五种信息管理模块:“基本数据管理”、“平台管理”、“检验数据管理”、“设备数据管理”和“用户数据管理”。同时,可以使用不同的导出结果生成相应的图表或保存数据内容。具体查询结果如图5所示。
系统的服务器端具有很大的可扩展性和跨平台特性,可以根据访问的大小灵活配置服务器端的部署。在安全性方面,采用加密的Https协议对数据进行加密,以满足信息安全的要求。
  系统应用
通过仿真调试和现场测试,整个智能移动巡更系统运行良好,在实时信息安全、智能服务、灵活部署等方面完全满足了企业巡更的要求。该系统的具体测试结果如下:
(1)响应能力:当用户数小于200时,登录系统和登录系统的响应时间保持在0.5s以内;管理员信息修改和保存功能的响应时间小于1s;显示界面的响应时间为les。s大于2 s。
(2)可靠性:经过测试,发现服务器系统连续运行30天,没有程序崩溃、服务中断或功能异常。
(3)负荷能力:受条件限制,机组进行了简单试验,当用户在线最大负荷不超过200时,响应延时在系统正常响应时间范围内。

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