安全工器具RFID读写系统的应用

张汉光，吴明朝，彭志彪

(广东电网公司东莞供电局，广东 东莞 523000)

安全工器具RFID读写系统的应用

张汉光，吴明朝，彭志彪

(广东电网公司东莞供电局，广东 东莞 523000)

分析了当前供电企业安全工器具的管理情况，根据射频识别技术的原理研发出用于供电企业安全工器具的RFID读写系统，并进行了实际安装、部署和使用。该读写系统避免了因人工输入或扫描而造成的错误，提高数据准确性和工作效率。

安全工器具；射频识别；阅读器；安全隐患

0 引言

随着社会对电力需求的不断增加及电力工业的飞速发展，电力企业管辖的设备及工作量也越来越多，供电所承担所属供电区域10 kV及以下配网的运行、维护、检修、抢修等工作。目前大部分供电企业对工器具室的管理仍采用传统的电力工器具仓库管理方式，一般采用非自动化、以纸张文件的方式来记录及追踪进出的工器具。

随着出入库工器具种类和数量以及出入库频率的增加，传统的电力工器具仓库作业模式和数据采集方式已难以满足快速、准确的管理要求，严重影响了企业的运行工作效率，成为制约企业发展的一大障碍。

1 工器具管理现状

现有工器具室的管理存在以下几个问题。

(1) 操作人员忘记填写工器具的出入库记录，无法追踪工器具的使用情况，容易造成工器具的损坏或丢失。

(2) 操作人员未能及时发现工器具没有进行预防性试验，使用时很容易造成安全事故。

(3) 对工器具进行预防性试验时，未提前提醒管理人员。

(4) 领错工器具，容易造成安全隐患及事故。

(5) 无法实时查询工器具库存数据及资料。

(6) 无法实现对工器具的试验合格率对比分析、损坏频率分析及不同生产厂家工器具质量分析。

2 RFID读写器原理

RFID(Radio Frequency Identification，射频识别技术)是一种无线通信技术。该技术可以通过无线电信号识别特定目标并读写相关数据，无需在识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。

无线电信号是通过调成无线电频率的电磁场，把数据从附着在物品上的RFID电子标签上传送出去，以自动辨识与追踪该物品。在识别时，RFID电子标签可以从识别器发出的电磁场中得到能量，不需要电池。RFID电子标签包含电子存储信息，数米之内都可以识别。与条形码不同的是，RFID电子标签不需要处在识别器视线之内，只需要嵌入被追踪物体内。

RFID读写器又称为RFID阅读器，包含有RFID射频模块(发送器和接收器)、控制单元以及阅读器天线。

RFID读写器通过射频识别信号自动识别目标对象并获取相关数据，无须人工干预，可识别高速运动物体并可同时识别多个RFID标签，操作快捷、方便。RFID读写器有固定式和手持式，通过天线与RFID电子标签进行无线通信，可以实现对标签识别码和内存数据的读出或写入操作。

3 安全工器具RFID读写系统设计思路

安全工器具RFID读写系统设计思路是：采用RFID智能识别技术，对每个工器具粘贴RFID电子标签，通过固定式RFID读写器或手持式RFID读写器可自动识别，并在系统中显示此工器具详细的台账资料(如名称、编号、购置日期、生产厂家等)和试验记录，同时可以自动记录每个工器具的出、入库记录，方便安全检查人员及安全工器具管理人员检查和管理。

该系统包括超高频RFID标签、固定式RFID读写器、手持式RFID读写器及后台服务端，其中超高频RFID标签包括超高频RFID硅胶标签及超高频抗金属RFID标签。固定式RFID读写器和手持式RFID读写器均与超高频RFID标签、后台服务端通信连接。

后台服务端包括PC机和移动终端，移动终端包括平板电脑和手提电脑。后台服务端主要通过软件来控制RFID读写系统，其主要工作有：

(1) 为每一个工器具粘贴RFID电子标签并与软件系统中的RFID电子标签编号关联，形成工器具的唯一身份标识，方便对工器具进行信息化管理；

(2) 在工器具出入库时，系统可以自动识别并生成出入记录；

(3) 支持导入不同检测单位的检测数据和电子版检测报告，可在线实时查看工器具的试验情况；

(4) 提醒功能：工器具试验提前提醒、工器具过期提醒、工器具出库时拿错工具提醒等，可最大程度避免因人为因素造成的隐患。

(5) 实时查询工器具资料和台账信息；

(6) 统计、分析功能：不同试验周期的试验合格率对比分析、损坏频率分析、不合格原因统计、不同生产厂家工器具质量对比分析、各使用单位工器具使用频率对比和工器具配置对比分析等功能，可为工器具采购选型、供应商入围、工器具安全使用管理等提供重要参考依据。

4 安全工器具RFID读写系统结构

安全工器具RFID读写系统的结构框如图1所示。图1中的固定式RFID读写器安装在工器具库房的门口过道上，由外部供电，进而实现对进、出库房工器具上的超高频RFID标签进行信息采集，并且通过RS232接口将信息录入至后台服务端进行信息管理。另外，工作人员利用手持式RFID读写器，能够随时随地通过移动端查看工器具的基本信息、使用信息以及试验信息等。

图1 安全工器具RFID读写系统的结构框

由于RFID读写器采用穿透性强的超高频RFID读写系统，因此固定式RFID读写器和手持式RFID读写器可一次性读取多个超高频RFID标签，RFID读写系统能够对大批量同时出、入库的电气安全工器具进行记录。通过使用RFID读写系统，能够避免因人工输入或扫描而造成的错误，大大提高数据准确性，不仅节省人力物力，还提高工作效率。

在工器具的应用领域中，超高频RFID标签根据工器具类型进行分类，例如工器具是绳索类、杆类、鞋、衣服、毯和布类的，则采用超高频RFID硅胶标签；工器具是金属类、仪器类及其他类的，则采用超高频抗金属RFID标签。其中，硅胶标签为硅胶材质，富有弹性，实用方便，可防水、防潮以及耐高温，抗金属RFID标签是利用特制抗金属防水材料进行封装的。

5 安全工器具RFID读写实现功能

后台服务端的软件系统配合硬件实现安全工器具的管理，其实现方式包括工器具登记、工作计划及工器具使用管理。

5.1 工器具登记

对采购或领用回来的工器具或设备进行登记，记录每样工器具或设备的存放地点、上次试验时间、编号、类型、生产厂家、数量等信息，同时在每样工器具或设备贴上RFID标签，并与软件中RFID标签库中的RFID标签信息进行关联，生成工器具的唯一性标识。

5.2 工作计划

通过软件制定工器具的领用计划，包括类型、编号、名称、数量、领用人、归还时间等。

5.3 工器具使用管理

工器具使用包括领用、归还、借用及转库。

(1) 领用。当工器具离开库房门口时，软件根据已制定好的工作计划控制固定式读写器自动读取领用的工器具或设备资料，也支持通过手持式读写器自动读取领用的工器具或设备资料。软件会自动形成领用单，当领用单中领用的工器具和工作计划中列出的工器具不一致时，软件会产生报警记录，提醒管理者和领用者；同时，软件也支持手工录入。

(2) 归还。使用完归还已领用的工器具或设备时，当进入库房门口时，软件可以通过固定式读写器自动读取，也支持通过手持式读写器自动读取归还的工器具或设备资料，然后形成归还记录。对于在软件里没有工作计划或没有登记领用单的工器具，系统会产生报警记录，提醒管理者和领用者。逾期未归还的，系统会提醒相关人员，同时会同步修改工器具或设备的使用状态。

(3) 借用。使用人员可通过软件建立借用记录单，当工器具或设备离开库房门口时，软件会控制读写系统记录工器具或设备的借用记录，包括：借用时间、借用单位或人、借用工器具或设备名称、数量等信息。借用后，会同步更新库存和状态。

(4) 转库。使用人员可通过软件建立转库记录单，当工器具或设备在不同库房之间转移时，软件会控制读写系统自动生成转库记录的详细内容，包括：转移时间、转移人、转移工器具或设备名称、数量等信息。

此外，后台服务端的软件系统还拥有其他辅助功能，如库存数据查询、工器具最低库存预警、到期提醒、检测数据或检测报告管理、维修维护管理、统计分析等。

6 应用效果

安全工器具RFID读写系统在南方电网某供电局进行了实际安装、部署和使用，RFID读写系统配合报警器装置和后台的管理软件产生的实际效果如下。

(1) 对工器具进行唯一性标识和智能识别，系统可自动产生工器具的出入库记录。

(2) 通过系统的后台管理软件对现有工器具的出入库记录、数量、类型、试验情况、生命周期等属性进行查询，掌握工器具实时情况。

(3) 对多种情况进行报警或提醒，如：工器具试验提前提醒、工器具过期提醒、工器具过期禁止使用、工器具出库时拿错工具报警等，最大程度避免因人为遗忘造成的隐患。

7 结束语

安全工器具RFID读写系统用于供电单位，能够适应班组对工器具管理的要求，并能切实减轻基层人工工器具管理记录检查模式给人员带来的负担。它能保证工器具的合法使用与管理，提高工器具使用的安全性，减少系统在人机交互的局限性，方便一线工作人员快速并安全的使用工器具。该系统结构简单、易于使用以及可靠性和稳定性高，可以在其他供电单位推广运用。

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2016-05-26。

张汉光(1976-)，男，技师，主要从事变电运行和安全管理等工作，email：18928759192@189.cn。

吴明朝(1981-)，男，工程师，主要从事变电运行和安全管理等工作。

彭志彪(1986-)，男，工程师，主要从事变电运行和安全管理等工作。