基于物联网技术的电力通信检修系统的设计

2021-06-16李云松陈亚琨王一妹

电子制作 2021年2期

李云松，陈亚琨，王一妹

（郑州电力高等专科学校信息通信系，河南郑州，450004）

0 引言

随着5G技术的快速发展，电网智能化的程度越来越高，电力通信设备在维护电力系统安全有效的生产、经济的运行、统一管理和防止电力系统事故等方面有着非常重要的作用。电力通信检修通常是对电力通信设备如光接入设备、光纤光缆、光传输设备、程控交换设备、数字复用设备、通信电源等进行定期检修、更新改造等，保证设备正常运行，提高电网运行的可靠性。目前，电力通信检修主要通过人工检测并用纸质记录的方法，但电力通信设备较多，检修数据量大，数据记录易丢失等，导致信息查找效率低下。基于物联网技术的电力通信检修系统，实现数据采集数字化，设备管理的信息化与智能化。

物联网已成为我国一大新兴战略性产业，在国家电网中有许多重要的应用。基于物联网技术的输变电设备状态监测系统在陕西、浙江、河南等9家电力公司上线运行；基于物联网技术的智能电表、智能用电信息采集系统已覆盖全国多数城区；基于物联网技术的智能充换电站网络服务管理系统在全国多地同步实施，并且制定了工程设计规范和相关标准体系。

电力通信检修业务能充分应用物联网集成的视频识别技术、Zigbee技术等，结合设备检修、处缺、巡视、维护等《电力行业标准化管理办法》，将设备作业项目、作业标准、作业方法、作业步骤、安全措施等应用到开发的软件管理平台中，通过掌上PDA采集检修并记录检修信息，实现对检修过程的标准化管理，提升电力通信网的可靠性运行。

1 检修系统设计框架

■1.1 物联网技术概论

物联网应用射频识别技术、红外感应技术、激光扫描器等传感设备，将世界万物互联，通过特定的通信协议进行数据交互，实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网的体系结构分为感知层、网络层和应用层。感知层利用各种传感器、读卡器等对物体识别并采集数据，网络层利用移动通信网络、互联网等各种网络，将采集信息精准安全地传递到网管中心服务器或云计算平台。应用层将服务器及云平台的数据按照使用者的要求进行分析和处理，满足物流监控、远程医疗及智能电网等应用的智能化管理的需要。物联网的系统结构如图1所示。

图1 物联网的系统结构

■1.2 检修流程设计

利用物联网技术实现电力通信设备检修，首先通过RFID射频识别技术来识别通信设备。RFID射频识别技术是一种近距离无线通信系统，识别精度高，能同时识别和感知多个电力通信设备信息。一套RFID系统主要包含读写器、电子标签和天线三个部分，每个电子标签粘贴在一个通信设备上面，每个电子标签包含了设备的名称，生产的厂家、日期和购买价格、所在机房名称，入库的日期、编号、登记人等相关信息。通过集成读写器的PDA设备扫描每个设备的电子标签，来识别通信设备的名称。

掌上PDA安装的系统管理软件，上传了每个设备的作业指导书，根据检修时间、设备型号、作业任务、作业步骤等实施检修，然后记录检修的数据信息，包括日期、设备运行情况、故障情况、检修人员姓名等。检查检修的数据是否完备、记录是否规范后，通过Zigbee无线网络，把数据上传到通信站点办公终端服务器管理系统中，以备领导、检修员工和相关部门通过电脑端网页端进行查询，及时发现通信设备运行状态、故障缺陷等，基于物联网系统结构思想，电力通信检修工作流程如图2所示。

图2 基于物联网技术的检修工作流程图

2 管理系统平台开发

■2.1 C/S架构设计

为了方便通信设备检修数据上传，需要开发良好的软件管理系统。通信设备检修数据上传和查看分为两个方面：一个是掌上PDA识别设备并检修，上传检修数据去数据库服务器；另一个是领导和管理人员通过浏览器查看服务器资源，了解设备运行情况。按照这个情况，采用的有两种平台模式：客户机/服务器架构(Client/Server,C/S)与浏览器/服务器架构(Browser/Server,B/S)。C/S架构是把需要采集到的数据信息任务交给客户端和服务器来处理，基于RFID和无线ZigBee网络组成的局域网，数据采集响应速度快，使用 C/S架构进行开发，主要完成实验室设备的入库登记、检修、更新、报废、统计等功能。如图3所示。