前言：

随着社会的进步与发展，各行业对其管理工作的要求也越来越规范化、科学化，对定期进行维护、检测人员的责任心要求地越来越高，及时消除隐患、防患于未然是任何一位领导、管理者都所希望的。为此，北京英诺泰尔科技发展有限公司（INNOTEL）结合国内各行业系统工作流程的管理模式向您隆重推出RFID（射频识别）＋GPS(卫星定位)＋CDMA/GPRS电力巡检管理系统。

近年来，我国各个行业的发展越来越快，极大地促进了我国现代化的建设事业，人们对各行业产品，服务需求的依赖性也越来越高，各行业服务水平，质量直接影响到人民的日常生活及国家的经济运行。加强管理提高质量是每个行业面临的问题，作业人员的责任心，工作态度直接影响着各行业运营质量和安全。科学规范的管理方式是有完整记录，可供上级备查，对任务考校有据可循，真正做到奖惩分明。日常工作中的一点点儿小问题,可能会对很多人的生活造成极大影响以及经济上的巨大损失。一方面越来越多用户的生产活依与各个行业密不可分；另一方面其系统本身也迫切需要提高安全生产保障，完善管理体系。生产设备的正常运转，确保其安全、可靠，都需要具备良好的彻底的维护检查体系,这也正是管理者关心的重大问题。

针对上述情况，本着“互利互惠、技术精湛、诚信服务、共享成果”之原则，北京英诺泰尔科技发展有限公司引进目前先进的RFID射频识别技术和GPS(卫星定位系统)+CDMA/GPRS技术，为电力行业系统开发了巡检适时管理系统，它能充分考虑了使用者的方便快捷，操作上的简单化，信息传递实时化，优秀的完成科学规范的管理，提高工作效率，防患于未然。在发达国家，此项技术已广泛应用于电力巡检，线路巡检，站点巡检，公安巡检，机场地勤巡检，铁路机车巡检，油田油井巡检，输油管道数据采集巡检，银行保安，博物馆水利，煤气，瓦斯检测行业等。任何一个涉及定期进行数据采集与巡检的地方，都可以方便地采用此系统。

一、 电力巡检背景

输配变线路和设备是电力系统的重要组成部分，它们多处于长期运行状态，其长期暴露在大自然之中，不仅承受正常机械载荷和电力负荷的作用，而且还经受污秽、雷击、强风、洪水、滑坡、沉陷、地震和鸟害等外力侵害。上述因素将会促使线路上各元件老化、疲劳、氧化和腐蚀，如不及时发现和消除，就可能会发展成为各种故障，对电力系统的安全和稳定构成威胁。

为了监视设备的正常运行，通常要求巡视人员对变电站设备进行定时或不定时巡视，并对设备的运行状况，运行参数进行记录存档，发现设备缺陷和危及线路安全的隐患，提出具体的检修内容，以便及时消除缺陷，预防事故发生，或将故障限制在最小范围，保证输配电线路的安全和电力系统稳定，达到电力系统“安全、经济、多供、少损”的运行目标。

传统线路和变电站巡检普遍采用的是人工巡视、手工纸介质记录的工作方式。这种方式存在着人为因素多、管理成本高，巡检工作的管理较为困难，设备的巡视质量难以保证，更无法对设备的性能进行动态分析。为了保证线路和设备巡检顺利进行，减少不必要的经济损失，改革传统落后巡检方式的呼声越来越高。

二、 电力巡检系统设计原则

根据电力行业安全管理的特点及设备投资规模，我们在方案设计中把握的原则如下：

1.从应用角度出发，确定硬软件系统的总体思路；

2.从实际出发，选择先进、成熟、实用、最佳性能/价格比的技术产品；

3.从电力行业安全管理的长远利益出发，确保系统的开放性、兼容性、发展性和可扩充性；

4.保证管理软件、通讯软件、系统软件的兼容性，功能完善，界面友好，操作简单、方便；

　　5.保证数据信息录入及管理的合理性；

6.保证用户投资的合理性，尽可能降低系统成本；

7.系统易于维护、实用；

8.完善的三期服务，给用户以信心的保证。

三、 电力巡检管理系统

1、 系统的工作原理：

先将所需要巡视的全部线路的每基杆塔的经纬度等相关数据输入服务器和掌上电脑，巡线员在巡视过程中，通过GPS全球定位系统对所巡视的杆塔的经纬度作好定位，看与原先输入的数据是否吻合，同时将巡视到的信息记录在掌上电脑中，巡视回来后或在现场通过CDMA/GPRS网络将记录的这些信息输入服务器，并进行对比分析。这样，可及时发现线路运行中的异常情况，以便在最短时间内进行处理，进而确保线路安全。由于需要将巡视中采集到的数据输入服务器进行对比分析，因此可有效促进线路巡视质量的提高，保证巡线人员的到位率。.

2、 系统结构：

该系统由计算机管理系统、网络系统和PDA终端采集系统三部分组成。计算机管理系统部分实现系统的分析、管理、维护；网络系统负责实现数据的实时、安全、可靠传输；PDA终端采集系统部分则结合RFID和掌上电脑技术进行设备巡视管理。使用中，巡检运行维护人员只需利用手持PDA按照给出的巡视任务、巡视路线点来采集RFID标签中的相应信息，即可进行该设备的巡视工作，不但可以避免漏巡、少项，缩小个人巡视技术上的差异，提高巡视质量，还可以随时给缺陷定性并通过PC打印、传送，实现线路巡检的闭环管理。

3、 系统配置

·工业级PDA（WINCE/MOBILE2003T操作系统）；

·GPRS/CDMA无线广域网卡，GPS定位卡；

　 ·企业网络（可利用企业目前已经搭建好的内部网）；

·电力巡检软件管理系统＋PDA巡检定位系统；

·管理系统服务器；

4、现场手持终端巡检实现流程（1）、操作任务下载：

　　下载操作任务可分批处理方式、网络方式、定期巡检方式。

·批处理方式：操作人员的手持终端可通过通讯座与电脑通连接，从管理系统后台下载当前的巡检任务。

·网络方式：操作人员的手持终端可通过广域网（CDMA/GPRS）与后台系统连接，下载当前的设备巡检任务，或都系统管理员向操作人员下达巡检任务。

·定期巡检方式：无需下载数据，按日常工作计划，规定时间，规定线路进行巡检。

(2)、现场巡检：

巡检人员携带手持终端到现场，根据下载的指示任务和GPS卫星地图指示线路进行巡检或按照日常工作计划进行巡检。

巡线员在巡视过程中，通过GPS全球定位系统对所巡视的杆塔的经纬度作好定位，看与原先输入的数据是否吻合，同时将巡视到的信息记录在掌上电脑中

（3）回传现场巡检信息：

巡视回来后或在现场通过CDMA/GPRS网络将记录的这些信息输入服务器，并进行对比分析。

5、巡检管理系统功能：

巡检管理系统起到工作分派、缺陷数据采集和缺陷报告三大主要功能。在管理上通过巡检现场采集终端实现巡检到位控制和缺陷输入规范化工作。巡检工作分为变电巡检和线路巡检两大部分。其中线路工作由于需要翻山越岭，巡检到位的控制工作显得尤其重要。下图说明巡检管理在生产管理中各个环节所处的位置：

后台系统的功能：

★数据维护和初始化部分

1. 对设备部件、RFID标签进行维护，信息可由其他系统提供，并可在此基础上进一步细分。

2. 人员信息维护、人员操作权限维护从系统中读取。

3. 对具体设备巡视结果的初始值和可选值进行设置。

★巡视任务维护和分配下达部分

1. 可根据月工作程序表自动生成任务或手动设定任务，以及设定典型任务；

2. 可按照设备及其部位的细分情况分为多种巡视。

3. 根据巡视地点和值班人员，为值班人员分配巡视任务，并将具体的巡视任务下达到掌上电脑中。

★缺陷管理

根据缺陷管理的流程对设备缺陷进行管理：缺陷登记→消缺上报→消缺单位意见→缺陷处理→缺陷处理评定→缺陷消除；

★数据传输部分

在后台数据库和掌上电脑之间进行数据传输，包括数据下载和上传，隐含对数据库（包括与生产MIS数据库信息下载和上传，隐含对数据库（包括与生产MIS数据库信息交换）的刷新。

★巡视信息浏览部分

对巡视后的数据进行查询统计，将巡视结果分场所、分时间在工区网页上实时发布，供有权限的人员查询。

四、 射频标识（RFID）

射频标识（RFID/Radio Frequence Identifier）继承了信息钮的优点，摒弃了信息钮的缺点。射频标识钮通过读取装置的无线电射信号获得能量进行被动应答，无需接触或瞄准就可以方便地读取到标识钮上的信息。

RFID的封装方式有方型、钮型、管型以及契型等。我们选择抗环境能力最强的玻璃管封装形式。RFID芯片封装在玻璃外壳内，防水、防腐蚀，坚固耐用，可在各种恶劣环境中使用。每个感应器编号不重码，无需供电。识读卡次数大于35万次。玻璃管封装使用寿命长，工作温度范围达到-40℃～+80℃。　　　

图表 1 各种封装的RFID

玻璃管封装的RFID安装方法非常简便，使用水泥凿在水泥上打一个比玻璃管稍微深一些的孔，把玻璃塞进去（可先套上保护套），用建筑固封胶补平。最好制作一个不干胶贴在外部作为标识。此方法安装最为方便，又不容易被恶意破坏。

对于变电站内部，可以使用金属附着型的RFID。金属附着型RFID数据读取不受附近金属影响， 安装固定直接用铆钉即可，也非常方便。

射频标识有多常用的有135kHz、13.56MHz 、915MHz(UHF)及2.45GHz。我们选择射频干扰最小、巡检专用的工作频率为135kHz的RFID产品。该类型产品国内外大量地用于各种巡检和物流系统中。世界著名芯片厂商Intel的芯片生产线上也采用135kHz的RFID产品作为物流控制自动标识使用。可见这一频率是一个安全的工作频率。

我们选择美国德州仪器（TI）公司的玻璃管封装的射频标识，TI是美国知名的半导体器件厂商，是美国最大的RFID芯片供应厂商。其RFID产品汽车防盗钥匙的市场占有率世界第一。

图表 2 玻璃管封装RFID内部结构

射频标识具有以下优点：

1） 耐气候性高：能够经受风吹日晒雨淋，耐受巨大的温差变化（通常要求－30～70°C），甚至能够抵受洪水的浸泡；

2） 适应性强：自动标识能够在恶劣的气候条件下读取；自动标识的读取不受变电站环境的干扰；

3） 防伪能力强：标识不能够复制和仿造，避免人为作弊行为的发生；

4） 方便安装：可以直接埋在水泥基座上，安装设备简单，工序简单；

5） 抗破坏能力强：能够抵抗一般的人为破坏；能够防止小孩或牲畜的恶意破坏；

6） 使用寿命长：使用寿命在10年以上；

7） 运行维护方便：免维护，减少管理成本；

8） 成本低；

五、 GPS（全球定位系统）

全球定位系统（Global Positioning System - GPS）是美国从本世纪70年代开始研制，历时20年，耗资200亿美元，于1994年全面建成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。经近10年我国测绘等部门的使用表明，GPS以全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点，赢得广大测绘工作者的信赖，并成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、运载工具导航和管制、地壳运动监测、工程变形监测、资源勘察、地球动力学等多种学科，从而给测绘领域带来一场深刻的技术革命。

随着全球定位系统的不断改进，硬、软件的不断完善，应用领域正在不断地开拓，目前已遍及国民经济各种部门，并开始逐步深入人们的日常生活。

GPS系统的特点:
1、全球，全天候工作：
　　 能为用户提供连续，实时的三维位置，三维速度和精密时间。不受天气的影响。
2、定位精度高：
　　 单机定位精度优于10米，采用差分定位，精度可达厘米级和毫米级。
3、功能多，应用广：
　　 随着人们对GPS认识的加深，GPS不仅在测量，导航，测速，测时等方面得到更广泛的应用，而且其应用领域不断扩大。

六、 手持射频标识采集终端

7525（WORKABOUT PRO）手持终端是一款灵活，易于编程和可扩充的坚固数据采集器，增强型工业级PDA。它是为广泛数据收集和移动计算需要而设计。它既可以基于Windows CE .NET 平台，又可以基于Windows Mobile 2003 SE操作平台。在恶劣环境中，它满足移动数据采集所需的高性能、牢固和耐用的综合要求；并且本产品拥有良好的用户操作界面和相对经济合理的价格。同时, 本产品基于工业标准，设计更易于和客户现存的架构或需要的架构进行集成。丰富的扩展性能和连接选项，使客户的配置更为灵活， WORKABOUT PRO可以为客户的应用程序度身定制。因此该产品非常适合在电力巡检中作为射频标识的采集设备。

4 产品特征

• 灵活性和整合性能：
  　　使用了基于标准的软件和硬件组件；并拥有强大的扩展能力，这使我们的设备达到了业界领先的灵活性和整合性能。 基于工业标准的Windows CE .NET 和XScale架构，使WORKABOUT PRO具有方便的集成能力和良好的应用程序开发能力。Compact Flash 和 SD/MMC内存扩展槽，加上USB接口和100针的高速扩展接口，提供了丰富的无线设备和附件的扩展能力。特别是扩展模块，提供给客户更多的功能性，例如客户可以增加接口卡或连接自己的设备。我们将提供一份硬件开发包和Psion Teklogix移动设备软件开发包来支持客户化的开发和第三方硬件解决方案的实现。
• 耐用性：
  　　WORKABOUT PRO坚固耐用的设计增加了恶劣环境中系统的正常运做时间，并因此提高了生产率。WORKABOUT PRO的防水防尘标准为IP54,保护从各个方向上的溅水和扬尘。另外，WORKABOUT PRO可以做到从1.2米高处落到磨光水泥地而无损坏，并且当安装到卡车支架后，它能承受来自各个方向上的震动。

· 人体工程学：
　　WORKABOUT PRO的便携性和易用性结合在一起，使之符合人体工程学，特别易于使用。1/4英寸的触摸屏可日光下读写，带有背光的键盘和良好的键盘布局，简化了应用交互。轻便的外形带给用更多的舒适性。

七、 可行性分析

1、 技术的先进性

1）、使用了RFID +GPS＋CDMA技术，加上特殊的制作和综合防伪技术，使用得整个系统防伪安全性很高；

2）、使用手持式RFID＋可视化图形界面＋触摸屏操作，大大简化了巡检操作复杂度，增加巡检效率；

3）、整个系统设计方案灵活，在需要系统升级或扩展的时候可以迅速实现；

4）、方案的数据传送实时性、安全性、可靠性高；

5）、操作简便易行，操作人员只需进行简单培训即可上岗；

6）、电子化、信息化程度高，充分体现数字化管理，问题可追溯性；

2、经济方面：

1）、系统使用企业现有的网络系统，大大减少了整个系统的建设费用；

2）、系统使用无线手持设备，没有基础建设，使得系统建设的成本大大降低；

3）、系统可与企业现有的设备管理、资产管理维护共享，减少综合成本；

4）、由于采用工业级产品，使得设备的维护成本较低，备品备件方面也将较少投入；

5）、由于采用了RFID作为数据信息标志的一种载体，而RFID标签使用寿命长，且可重复利用，从长远来说，也将节省费用；

6）、综合效应明显；

3、系统综述：

这个系统设计先进，技术成熟，使用灵活，安全性高，方便扩展到设备管理，资产管理，建设费用低，RFID标签制作成本合理。

系统整体方案是可行的，能够满足电力行业当前巡检的使用需求，能加速现代化企业的信息化建设，有力的提高企业管理水平和工作效率。（ 文/北京英诺泰尔科技发展有限公司）