基于RFID技術的電力資產管理系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

摘要：電力企業(yè)資產管理通常使用紙面或傳統(tǒng)方法已無法滿足資料可視化的需要，企業(yè)清查資產或進行設備巡檢等，需要消耗大量的時問和人力物力，同時也需要員工有很高的責任心。針對上述問題，在此設計并實現(xiàn)了基于RFID技術的電力資產管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)由RFID電子標簽、標簽關聯(lián)、巡檢系統(tǒng)和后臺管理組成。研究并實現(xiàn)了使用遠程數(shù)據(jù)訪問對象，實現(xiàn)手持機上SQL Server CE數(shù)據(jù)庫與遠程PC服務器上SQL Server 2000數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)同步與交換。該系統(tǒng)的實際應用，實現(xiàn)了電力資產全生命周期管理的可視化和信息實時更新，從而保證帳、卡、物的統(tǒng)一。
關鍵詞：電力資產管理；RFID；手持機；RDA；數(shù)據(jù)庫同步

電力企業(yè)屬于資產分散型企業(yè)，資產使用部門多，使用地點范圍大，結構分類復雜，覆蓋面大。資產可以分為輸電線路、變電設備、配電線路及設備、用電計量設備及通訊設備、自動化設備、工具器具、運輸設備、房屋建筑物、土地、福利設施等十幾大類。另外，通常由于電力資產的數(shù)量多，金額大，更新快，管理上就要求能及時準確反映出這些變化。所有這些都為電力部門的資產管理提出了挑戰(zhàn)。

1 資產管理現(xiàn)狀與問題分析
傳統(tǒng)的電力資產管理方式一般依賴于非自動化，以紙張文件為基礎的系統(tǒng)來記錄、追蹤管理；少數(shù)用到條形碼實現(xiàn)資產的識別與管理；但效率都極其低下，隨著資產數(shù)量的增加，極大地加重了管理人員的負擔，人力資源的嚴重浪費，同時也增加了資產管理的難度，常常造成數(shù)據(jù)不及時，出錯率高等問題。
而且在電力大中型企業(yè)和其他機構中，經常需要有工作人員定時、定點去巡視檢查設備運行狀況。電力企業(yè)都制定了設備巡查措施并要求工作人員將《設備巡視制度》落到實處。但往往由于缺乏有效的監(jiān)督措施，巡檢工作的認真與否往往僅憑員工的自覺性，這樣給巡檢人員的評價、考核帶來相當?shù)碾y度，而且工作人員手工記錄檢查項目非常不方便，不便于保存和處理。

2 RFID原理與技術
RFID技術是21世紀發(fā)展最快的一項高科技技術，隨著與傳統(tǒng)網絡的結合，RFID技術展現(xiàn)出巨大的市場應用潛力，被稱為“物聯(lián)網”和“第二代Internet。
RFID是射頻識別技術的英文(Radio Frequency Identification)縮寫。射頻識別技術是20世紀90年代開始興起的一種自動識別技術。 RFID技術利用無線射頻方式在閱讀器和電子標簽之間進行非接觸雙向數(shù)據(jù)傳輸，以達到目標識別和數(shù)據(jù)交換的目的。在國外，射頻識別技術已廣泛應用于工業(yè)自動化、商業(yè)自動化、交通運輸控制管理、資產管理等眾多領域。
無線射頻識別與條形碼相比，不需要看見目標，只要在讀寫器的作用范圍內電子標簽就可以被讀取。讀寫器可以識別高速運動的物體，在極短時間內同時識別和讀寫數(shù)個電子標簽，操作快捷方便。
本文利用RFID自動識別技術，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的自動化和無紙化；提高設備巡檢系統(tǒng)的完備性和有效性；采用先進的技術對存儲數(shù)據(jù)進行充分的利用以及數(shù)據(jù)和應用結果的方便、高效的查詢。


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3 采用RFID技術的系統(tǒng)設計
電力資產RFID管理系統(tǒng)由四個部分組成。分別是：現(xiàn)場的RFID電子標簽、標簽關聯(lián)系統(tǒng)、手持機巡檢系統(tǒng)和后臺數(shù)據(jù)庫服務器，系統(tǒng)拓撲如圖2所示。其中：
(1)電子標簽。用于存儲的設備詳細數(shù)據(jù)信息和歷史核查信息。
(2)標簽關聯(lián)。用于實現(xiàn)電子標簽與電力資產設備的關聯(lián)，作為唯一標識。
(3)手持機巡檢。用于對現(xiàn)場電力設備上RFID電子標簽進行檢測和核查處理，數(shù)據(jù)記錄信息存儲在手持機中，數(shù)據(jù)核查結束后通過USB端口數(shù)據(jù)線同步將現(xiàn)場數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶笈_服務器端管理系統(tǒng)，以完成數(shù)據(jù)的上傳和下載。
(4)數(shù)據(jù)庫服務器。存儲電力設備的基本數(shù)據(jù)和參數(shù)信息，RFID電子標簽信息的查詢、統(tǒng)計以及用戶管理、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)實現(xiàn)
4．1 標簽關聯(lián)
變電站RFID管理的資產包括室外一次設備、室內二次設備以及設備工具等。通常室外環(huán)境比較惡劣，對標簽的工業(yè)強度也提出更高的要求(耐高溫、防水等)，這里選擇XCTF-5044作為電子標簽。室內資產根據(jù)其種類及材質，采用了兩種標簽，即XCTF-5041和XCTF-5042A。
標簽關聯(lián)環(huán)境：采用一臺XCRF-510型發(fā)卡器，串口連接PC電腦，USB連接zebra 888-TT打印機打印資產基本信息(包括資產名稱、新資產編號、地點)、資產電子標簽3種。
發(fā)卡軟件實現(xiàn)標簽關聯(lián)，實現(xiàn)功能主要包括：
支持將整理過的資產臺帳數(shù)據(jù)導入系統(tǒng)；
一鍵式標簽自動關聯(lián)，打印位置標識標簽，保存記錄；
支持導入定制的盤點信息；
支持導出手持機同步過來的盤點記錄信息；
統(tǒng)計與篩選功能。
4．2 手持機巡檢
本系統(tǒng)手持機采用XC2900便攜式讀寫器，手持機軟件包括數(shù)據(jù)庫同步軟件和資產管理系統(tǒng)軟件，分別實現(xiàn)手持機數(shù)據(jù)庫與PC數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)同步和電力資產的巡檢。
(1)數(shù)據(jù)庫同步。RDA(RemoteDataAccess遠程數(shù)據(jù)存取)為基于．NET Compact Framework的Pocket PC應用程序提供了與遠程SQL Server數(shù)據(jù)庫實例進行數(shù)據(jù)同步的簡單方法。利用它可以將存在Pocket PC上的數(shù)據(jù)直接寫入到遠程的SQL Server2000數(shù)據(jù)庫中或將遠程的SQL Ser-ver 2000數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)下載到Pocket PC中的SQL ServerCE數(shù)據(jù)庫一個數(shù)據(jù)表中，這樣就實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的交換與同步。安裝完SQL ServreCE后，就可以在開發(fā)平臺如：Embedded Visual C++或Microsoft Visual Studio中使用RDA對象來訪問SQL Server 2000數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。


RDA對象有許多方法和屬性，主要的方法和屬性如表1、表2所示。


當執(zhí)行PUSH操作(向服務器發(fā)送數(shù)據(jù))時，SQL Server CE客戶端代理收集本地數(shù)據(jù)庫所有更新或新增的記錄行，然后通過IIS向SQL Serv-er CE服務器端代理發(fā)出HTTP數(shù)據(jù)傳遞請求。服務器端代理在遠程SQL Server上執(zhí)行插入或更新操作，如果更新過程發(fā)生錯誤，則向手持機應用程序返回錯誤信息。[!--empirenews.page--]
(2)資產管理系統(tǒng)。手持機軟件最主要的是資產管理系統(tǒng)軟件，根據(jù)現(xiàn)場用戶需求，為其定制開發(fā)。主要功能包括：
設備逐一盤點；
支持根據(jù)定制盤點單盤點，區(qū)域盤點；
設備信息查詢與統(tǒng)計；
上傳PC數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)同步更新；
權限管理；
系統(tǒng)基本參數(shù)設置。


當手持機應用程序對數(shù)據(jù)執(zhí)行PULL操作(從服務器接收數(shù)據(jù))時，SQL Server CE客戶端代理通過IIS向SQL Server CE服務器端代理發(fā)出HTTP請求，然后SQL Server CE服務器端代理連接SQL Server并執(zhí)行客戶端的SQL請求。之后數(shù)據(jù)被返回到SQL Server CE客戶端代理，最后復制到SQL Server CE數(shù)據(jù)庫里。這種實現(xiàn)可以使Pocket PC設備跟蹤任何數(shù)據(jù)的更新。
在進行所有固定資產實物清查業(yè)務時，系統(tǒng)首先可以將固定資產按不同使用部門形成實物盤點業(yè)務單，實物使用部門則用各部門管理員身份進入系統(tǒng)，在線或下載離線處理盤點業(yè)務。在離線處理盤點業(yè)務時可以將盤點業(yè)務與實際盤點回來的數(shù)據(jù)進行對比，生成差異，導出EXCEL表格。
在進行部分固定資產盤點時，系統(tǒng)支持指定類別、指定部門、指定存放地點固定資產進行盤點。首先將選出的固定資產進行形成盤點任務單，然后盤點工作人員用手持機下載盤點任務進行盤點。也可以盤點工作人員先到實際固定資產存放地點，按盤點要求將現(xiàn)場固定資產進行盤點后再將盤點結上傳到系統(tǒng)中，系統(tǒng)將進行自動核對，核對后生成盤點差異導出EXCEL表格。


系統(tǒng)提供了多種查詢條件，用戶可按固定資產分類、固定資產名稱、使用部門、存放地點、投運日期、使用狀態(tài)等條件進行條件組合查詢，并可按瀏覽列表方式瀏覽查詢結果，生成EXCEL表格。
4．3 實施中遇到的典型問題及解決方法
項目實施過程中遇到的典型問題有：
4．3．1 電子標簽選擇
由于變電站電力設備種類多，分布地點廣，大致分為3類：
(1)一次設備。是指發(fā)、輸、配電的主系統(tǒng)上所使用的設備，如變壓器、斷路器、隔離開關、母線、電力電纜等。主要分布在室外，環(huán)境通常比較惡劣，對標簽的工業(yè)強度也提出更高的要求(耐高溫、防水等)，選擇XCTF-5044型電子標簽。
(2)二次設備。是指對一次設備的工作進行控制、保護、監(jiān)察和測量的設備。如測量儀表、繼電器、操作開關、按鈕、自動控制設備、信號設備等。主要分布在設備機房，并通常置于金屬控制柜中，選擇XCTF-5042A型金屬電子標簽。
(3)其他設備。如工具、消防安全設施、空調等，選擇XCTF-5041型電子標簽。
4．3．2 標簽安裝
選擇不同的電子標簽，以及所關聯(lián)的資產形狀不一樣，電子標簽安裝方式則不一樣。如一次設備一般在戶外，選擇的是XCTF-5044電子標簽，使用高強度3 M膠水黏貼的方式固定于對應的設備上。然而像避雷器，電子標簽需要安裝在圓柱桿上，為了讓標簽能安裝牢靠，需要定制安裝支架，一面是半弧形抱箍，通過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，電子標簽使用3 M膠水充分黏貼在這一面。通過這種安裝方式，標簽安裝既牢靠又美觀。

5 結語
該系統(tǒng)開發(fā)完成后目前已投入實際使用，經過一段時間的運行證明，該系統(tǒng)性能穩(wěn)定，大大提高資產管理的工作效率，方便共享設備的跟蹤，使得變電站資產管理井然有序，得到了資產管理人員的一致好評。
本系統(tǒng)設計方案具有較好的適應性和擴展性，現(xiàn)場采用RFID手持機作為數(shù)據(jù)核查終端，可以方便瀏覽電力設備信息、記錄本次電力設備核查信息。手持機直觀的圖形界面、豐富的內嵌應用軟件、先進的硬件平臺支撐為進一步擴充應用奠定了基礎。我國電力行業(yè)設備數(shù)額較大，國家特別重視電力設備的安全檢測管理工作，RFID技術在電力資產管理系統(tǒng)的應用推廣必將具有深遠的社會意義和較好的應用前景。