基于物联网的电能表性能检测管理系统的建立

王 珺，那广宇，刘振波

（1.国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，辽宁 沈阳 110006；2.国网辽宁省电力有限公司，辽宁 沈阳 110006）

基于物联网的电能表性能检测管理系统的建立

王 珺1，那广宇2，刘振波1

（1.国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，辽宁 沈阳 110006；2.国网辽宁省电力有限公司，辽宁 沈阳 110006）

针对电能表性能检测管理过程中存在的问题，提出一种基于物联网的电能表性能检测管理系统。该系统把网络化集中管理的运行模式应用于电能表性能检验的全过程，通过射频电子标签作为电能表状态和试验的信息载体，实现了电能表检验工作的高效运行。

物联网；RFID；检测管理

物联网借助信息传感设备，如RFID（无线射频）、红外感应器等，按照一定协议，把任意物品与互联网连接起来并进行信息交换和通信，以实现智能化识别定位、跟踪监控及管理的一种网络。

随着科技的发展，物联网技术在智能电网建设中得到广泛应用。如在电网调度工作中，可通过物联网技术，将电网运行情况反馈给调度系统；在运行维护方面，通过物联网技术，实时感知外界气象条件和杆塔、导线等运行部件的受力情况等。

电能表的性能检测包括新品入库、检验出库、检验流转以及检验回库等多个环节，传统的管理方式一般采用人工方式，即人工登记录入信息，并设置关键节点，对关键节点进行人工验证，检测报告也由人工手动生成。这种管理方式由于过度依靠管理人员而存在一系列弊端：整个检验流程需要人为推动；关键节点控制需要人工完成，存在一定的管理风险和漏洞；被检样品检验过程中缺少管控手段；各环节交接过程中责任划分不清晰；最重要的影响是检验工作效率低且检验过程及结论无标准化控制手段。在信息化日臻完善的今天，这种原始、效率不高的管理方式已经无法满足实际工作的需要，因此设计并建立一套高效、实用、先进的电能表性能检测管理系统迫在眉睫。

1 国内外物联网发展历程

1999年，物联网概念由美国麻省理工学院的AUTO－ID研究中心初次提出；2005年，信息社会世界峰会在突尼斯召开，国际电信联盟（ITU）发布了《ITU互联网报告2005：物联网》，明确指出物联网时代即将到来，物联网技术将得到更加广泛的应用［1］；2009年，欧盟发布《欧盟物联网战略研究路线图》，强调将在汽车、医药等多领域实现物联网应用［2］。

我国对于物联网的相关应用也十分重视。2009年，温家宝总理在“让科技引领中国持续发展”讲话中重点指出，物联网为五大重点扶持的新型科技领域之一；2011年，工信部颁布了《物联网“十二五”发展规划》，规划将超高频和微波RFID标签、智能传感器等领域明确为支持重点并围绕智能工业、智能农业、智能物流、智能交通、智能电网等9大领域开展示范工程［3］。

2 电能表性能检测管理系统

2.1 RFID基本工作原理

RFID技术是利用无线射频方式在阅读器和电子标签之间进行非接触双向数据传输，以达到快速目标识别和数据交换的目的，其工作原理如图1所示。

图1 RFID工作原理

2.2 电能表性能检测管理系统设计

该系统由硬件和软件2部分构成：其中硬件部分作为支撑平台作业的基础；软件部分则是管理所有硬件的平台系统。

2.2.1 硬件设计

硬件设备分为2类：一是应用于实验室的设备，主要包括RFID电子标签、桌面识别终端、移动识别终端等；二是应用于机房的设备，主要包括服务器、防火墙、交换机及UPS等［4］。

电能表性能检测管理系统首先独立组建局域网，通过防火墙的合理设置能够有效屏蔽外部设备的影响，保证了系统数据的安全，并为与外部系统的数据交互提供安全可靠的接口［4］。

电能表性能检测管理系统采用双服务器主从机制，每台服务器配置磁盘阵列卡，最大程度上保障数据的安全性和完整性，并设置防火墙和UPS电源保证服务器的可靠运行。设计该系统的网络架构如图2所示。

图2 电能表性能检测管理系统网络构架

2.2.2 软件设计

软件部分主要由7个子系统构成，分别为实验室中心管理及工作流信息子系统、库房管理信息子系统、手持终端管理信息子系统、打印管理子系统、业务数据采集及监控管理信息子系统、样表数据分析子系统及业务接口子系统。其中，实验室中心管理及工作流信息子系统主要负责系统基础信息模块和业务工作流模块。库房管理信息子系统具有工单管理、档案信息管理、库房信息管理、资产管理、样品管理和出入库工单处理等功能。打印管理信息子系统提供针对不同类型计量器具进行电子标签模板设计、电子标签数据加密及按任务打印等功能，支持拆分子任务打印，支持局域网内网络打印。手持终端管理信息子系统具备实现计量器具库房出入库的功能，在识别箱体中识别不完整，可以作为识别箱体补读功能。业务数据采集及监控管理信息子系统负责与各个实验室及库房的设备建立数据通信渠道，将试验结果数据上传到系统后端，并将试验数据写入到计量器具对应的电子标签内。通过该软件平台，相关人员可以对所有试验环节进行监测管理。该系统基本业务框架如图3所示。

图3 电能表基本业务框架

基于物联网电能表性能检测管理系统通过RFID电子标签赋予电能表相应的电子身份，对电能表身份快速识别、精准定位；并利用该标签特有的存储功能，分别将试验过程中的状态信息和关键试验数据写入相应标签内，为该电能表检验流程的自动流转验证和后期性能比对分析提供信息支持。电能表性能检测管理系统的建立，将原本相互独立的检测项目紧密衔接起来，形成一个连贯的检测流程，并使每一个分项检测环节清晰明了。我们可以通过该管理系统随时查看被检电能表的即时状态和信息：如何时、何地、何人、采用何种设备及何种方法进行何种检测。在一定程度上加强了对检验过程的监控管理。同时，在检测工作开始前，系统通过软件控制方式将检测方案写入被检电能表的电子标签，有效缩短了检测时间，降低了人力成本。

3 应用效果

a.解决了实验室多项试验形成信息孤岛的问题。

b.完善了现有业务流程，实现被检电能表到货入库、试验方案选择、出库检验、过程流转、检验回库以及计量器具的移库和报废流程全过程的自动化识别和管理。

c.实现业务协同、数据信息共享、多维分析，提高了计量器具试验管理的可见性、准确性和实时性，改善了原有试验管理工作模式、流程及效果。

d.通过试验过程中写入标签内的关键信息，能快速提取计量器具的试验信息。

e.在所有试验设备的软件与平台进行接口数据整合之后，试验报告可以通过系统平台自动生成，提高了作业效率。

目前，该管理系统已经在具体使用过程中显示出一定成效。该系统软硬件定位清晰，安装部署安全可靠，在实验室的标准化管理和高效性工作上具有一定示范意义，在国网公司系统内具有推广使用的价值。

4 结束语

该系统通过软硬件的综合部署，实现了对电能表性能检验业务的全程管理，从根本上解决了原有试验设备分别独立运行、数据分别汇总、流程人工管理的工作模式，为电能表从到货登记到资产报废全过程的管理提供了完整的软硬件支撑平台［5］。该系统的建立在保障实验室正常检验业务运行可靠和稳定的前提下，也保护了试验过程中数据的完整性和安全性，提高了试验数据汇总及试验报告的高效性和便捷性，为该类实验室的规范化管理和高效性运作提供借鉴。

［1］ 王琳琳.新兴产业风暴来袭［J］.石油石化物资采购，2010，12（6）：32－33.

［2］ 王海毅.物联网技术及其在铁路运输生产中的应用探讨［J］.哈尔滨铁道科技，2011，12（3）：15－16.

［3］ 代 宇，王 漪.基于多种通信方式的辽宁电网关口计量信息管理平台研究与设计［J］.东北电力技术，2013，34（2）：43－47.

［4］ 孙 强.应用VPN技术实现电力营销数据远程共享［J］.东北电力技术，2014，35（5）：47－48.

［5］ 宋进良，王艺帆，李为兵.基于FPGA技术的电压监测设备远程智能检验系统研究［J］.哈尔滨铁道科技，2011，12（3）：46－47.

The Establishment of Electricity Meter Performance Testing Management System Based on Internet of Things

WANG Jun1，NA Guang⁃yu2，LIU Zhen⁃bo1
（1.Electric Power Research Institute of State Grid Liaoning Electric Power Co.，Ltd.，Shenyang，Liaoning 110006，China；2.State Grid Liaoning Electric Power Co.，Ltd.，Shenyang，Liaoning 110006，China）

In this paper，a performance testing management system of the electricity meter based on internet of things are presented for resolving several problems existing in the testing process.In this system，the operation mode of centralized network management is ap⁃plied to the whole process of the performance test.The performance of the electricity meter is realized by using the RFID tag as the in⁃formation carrier.The efficiency of the electicity meter testing work is highly increased.Meanwhile，a series of problems caused by rel⁃ying on the old artificial management mode are resolved.

Internet of things；RFID；Testing management

TM933.4

A

1004－7913（2016）01－0024－03

王 珺（1984—），女，硕士，高级工程师，从事计量检测关键技术研究。

2015－10－28）