王 珺，那廣宇，劉振波

（1.國網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院，遼寧 沈陽 110006；2.國網(wǎng)遼寧省電力有限公司，遼寧 沈陽 110006）

基于物聯(lián)網(wǎng)的電能表性能檢測管理系統(tǒng)的建立

王 珺1，那廣宇2，劉振波1

（1.國網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院，遼寧 沈陽 110006；2.國網(wǎng)遼寧省電力有限公司，遼寧 沈陽 110006）

針對電能表性能檢測管理過程中存在的問題，提出一種基于物聯(lián)網(wǎng)的電能表性能檢測管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)把網(wǎng)絡(luò)化集中管理的運行模式應(yīng)用于電能表性能檢驗的全過程，通過射頻電子標簽作為電能表狀態(tài)和試驗的信息載體，實現(xiàn)了電能表檢驗工作的高效運行。

物聯(lián)網(wǎng)；RFID；檢測管理

物聯(lián)網(wǎng)借助信息傳感設(shè)備，如RFID（無線射頻）、紅外感應(yīng)器等，按照一定協(xié)議，把任意物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來并進行信息交換和通信，以實現(xiàn)智能化識別定位、跟蹤監(jiān)控及管理的一種網(wǎng)絡(luò)。

隨著科技的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能電網(wǎng)建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。如在電網(wǎng)調(diào)度工作中，可通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將電網(wǎng)運行情況反饋給調(diào)度系統(tǒng)；在運行維護方面，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實時感知外界氣象條件和桿塔、導(dǎo)線等運行部件的受力情況等。

電能表的性能檢測包括新品入庫、檢驗出庫、檢驗流轉(zhuǎn)以及檢驗回庫等多個環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的管理方式一般采用人工方式，即人工登記錄入信息，并設(shè)置關(guān)鍵節(jié)點，對關(guān)鍵節(jié)點進行人工驗證，檢測報告也由人工手動生成。這種管理方式由于過度依靠管理人員而存在一系列弊端：整個檢驗流程需要人為推動；關(guān)鍵節(jié)點控制需要人工完成，存在一定的管理風(fēng)險和漏洞；被檢樣品檢驗過程中缺少管控手段；各環(huán)節(jié)交接過程中責任劃分不清晰；最重要的影響是檢驗工作效率低且檢驗過程及結(jié)論無標準化控制手段。在信息化日臻完善的今天，這種原始、效率不高的管理方式已經(jīng)無法滿足實際工作的需要，因此設(shè)計并建立一套高效、實用、先進的電能表性能檢測管理系統(tǒng)迫在眉睫。

1 國內(nèi)外物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展歷程

1999年，物聯(lián)網(wǎng)概念由美國麻省理工學(xué)院的AUTO－ID研究中心初次提出；2005年，信息社會世界峰會在突尼斯召開，國際電信聯(lián)盟（ITU）發(fā)布了《ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005：物聯(lián)網(wǎng)》，明確指出物聯(lián)網(wǎng)時代即將到來，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將得到更加廣泛的應(yīng)用［1］；2009年，歐盟發(fā)布《歐盟物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略研究路線圖》，強調(diào)將在汽車、醫(yī)藥等多領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用［2］。

我國對于物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)應(yīng)用也十分重視。2009年，溫家寶總理在“讓科技引領(lǐng)中國持續(xù)發(fā)展”講話中重點指出，物聯(lián)網(wǎng)為五大重點扶持的新型科技領(lǐng)域之一；2011年，工信部頒布了《物聯(lián)網(wǎng)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》，規(guī)劃將超高頻和微波RFID標簽、智能傳感器等領(lǐng)域明確為支持重點并圍繞智能工業(yè)、智能農(nóng)業(yè)、智能物流、智能交通、智能電網(wǎng)等9大領(lǐng)域開展示范工程［3］。

2 電能表性能檢測管理系統(tǒng)

2.1 RFID基本工作原理

RFID技術(shù)是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，以達到快速目標識別和數(shù)據(jù)交換的目的，其工作原理如圖1所示。

圖1 RFID工作原理

2.2 電能表性能檢測管理系統(tǒng)設(shè)計

該系統(tǒng)由硬件和軟件2部分構(gòu)成：其中硬件部分作為支撐平臺作業(yè)的基礎(chǔ)；軟件部分則是管理所有硬件的平臺系統(tǒng)。

2.2.1 硬件設(shè)計

硬件設(shè)備分為2類：一是應(yīng)用于實驗室的設(shè)備，主要包括RFID電子標簽、桌面識別終端、移動識別終端等；二是應(yīng)用于機房的設(shè)備，主要包括服務(wù)器、防火墻、交換機及UPS等［4］。

電能表性能檢測管理系統(tǒng)首先獨立組建局域網(wǎng)，通過防火墻的合理設(shè)置能夠有效屏蔽外部設(shè)備的影響，保證了系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全，并為與外部系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互提供安全可靠的接口［4］。

電能表性能檢測管理系統(tǒng)采用雙服務(wù)器主從機制，每臺服務(wù)器配置磁盤陣列卡，最大程度上保障數(shù)據(jù)的安全性和完整性，并設(shè)置防火墻和UPS電源保證服務(wù)器的可靠運行。設(shè)計該系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖2所示。

圖2 電能表性能檢測管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架

2.2.2 軟件設(shè)計

軟件部分主要由7個子系統(tǒng)構(gòu)成，分別為實驗室中心管理及工作流信息子系統(tǒng)、庫房管理信息子系統(tǒng)、手持終端管理信息子系統(tǒng)、打印管理子系統(tǒng)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控管理信息子系統(tǒng)、樣表數(shù)據(jù)分析子系統(tǒng)及業(yè)務(wù)接口子系統(tǒng)。其中，實驗室中心管理及工作流信息子系統(tǒng)主要負責系統(tǒng)基礎(chǔ)信息模塊和業(yè)務(wù)工作流模塊。庫房管理信息子系統(tǒng)具有工單管理、檔案信息管理、庫房信息管理、資產(chǎn)管理、樣品管理和出入庫工單處理等功能。打印管理信息子系統(tǒng)提供針對不同類型計量器具進行電子標簽?zāi)０逶O(shè)計、電子標簽數(shù)據(jù)加密及按任務(wù)打印等功能，支持拆分子任務(wù)打印，支持局域網(wǎng)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)打印。手持終端管理信息子系統(tǒng)具備實現(xiàn)計量器具庫房出入庫的功能，在識別箱體中識別不完整，可以作為識別箱體補讀功能。業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控管理信息子系統(tǒng)負責與各個實驗室及庫房的設(shè)備建立數(shù)據(jù)通信渠道，將試驗結(jié)果數(shù)據(jù)上傳到系統(tǒng)后端，并將試驗數(shù)據(jù)寫入到計量器具對應(yīng)的電子標簽內(nèi)。通過該軟件平臺，相關(guān)人員可以對所有試驗環(huán)節(jié)進行監(jiān)測管理。該系統(tǒng)基本業(yè)務(wù)框架如圖3所示。

圖3 電能表基本業(yè)務(wù)框架

基于物聯(lián)網(wǎng)電能表性能檢測管理系統(tǒng)通過RFID電子標簽賦予電能表相應(yīng)的電子身份，對電能表身份快速識別、精準定位；并利用該標簽特有的存儲功能，分別將試驗過程中的狀態(tài)信息和關(guān)鍵試驗數(shù)據(jù)寫入相應(yīng)標簽內(nèi)，為該電能表檢驗流程的自動流轉(zhuǎn)驗證和后期性能比對分析提供信息支持。電能表性能檢測管理系統(tǒng)的建立，將原本相互獨立的檢測項目緊密銜接起來，形成一個連貫的檢測流程，并使每一個分項檢測環(huán)節(jié)清晰明了。我們可以通過該管理系統(tǒng)隨時查看被檢電能表的即時狀態(tài)和信息：如何時、何地、何人、采用何種設(shè)備及何種方法進行何種檢測。在一定程度上加強了對檢驗過程的監(jiān)控管理。同時，在檢測工作開始前，系統(tǒng)通過軟件控制方式將檢測方案寫入被檢電能表的電子標簽，有效縮短了檢測時間，降低了人力成本。

3 應(yīng)用效果

a.解決了實驗室多項試驗形成信息孤島的問題。

b.完善了現(xiàn)有業(yè)務(wù)流程，實現(xiàn)被檢電能表到貨入庫、試驗方案選擇、出庫檢驗、過程流轉(zhuǎn)、檢驗回庫以及計量器具的移庫和報廢流程全過程的自動化識別和管理。

c.實現(xiàn)業(yè)務(wù)協(xié)同、數(shù)據(jù)信息共享、多維分析，提高了計量器具試驗管理的可見性、準確性和實時性，改善了原有試驗管理工作模式、流程及效果。

d.通過試驗過程中寫入標簽內(nèi)的關(guān)鍵信息，能快速提取計量器具的試驗信息。

e.在所有試驗設(shè)備的軟件與平臺進行接口數(shù)據(jù)整合之后，試驗報告可以通過系統(tǒng)平臺自動生成，提高了作業(yè)效率。

目前，該管理系統(tǒng)已經(jīng)在具體使用過程中顯示出一定成效。該系統(tǒng)軟硬件定位清晰，安裝部署安全可靠，在實驗室的標準化管理和高效性工作上具有一定示范意義，在國網(wǎng)公司系統(tǒng)內(nèi)具有推廣使用的價值。

4 結(jié)束語

該系統(tǒng)通過軟硬件的綜合部署，實現(xiàn)了對電能表性能檢驗業(yè)務(wù)的全程管理，從根本上解決了原有試驗設(shè)備分別獨立運行、數(shù)據(jù)分別匯總、流程人工管理的工作模式，為電能表從到貨登記到資產(chǎn)報廢全過程的管理提供了完整的軟硬件支撐平臺［5］。該系統(tǒng)的建立在保障實驗室正常檢驗業(yè)務(wù)運行可靠和穩(wěn)定的前提下，也保護了試驗過程中數(shù)據(jù)的完整性和安全性，提高了試驗數(shù)據(jù)匯總及試驗報告的高效性和便捷性，為該類實驗室的規(guī)范化管理和高效性運作提供借鑒。

［1］ 王琳琳.新興產(chǎn)業(yè)風(fēng)暴來襲［J］.石油石化物資采購，2010，12（6）：32－33.

［2］ 王海毅.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其在鐵路運輸生產(chǎn)中的應(yīng)用探討［J］.哈爾濱鐵道科技，2011，12（3）：15－16.

［3］ 代 宇，王 漪.基于多種通信方式的遼寧電網(wǎng)關(guān)口計量信息管理平臺研究與設(shè)計［J］.東北電力技術(shù)，2013，34（2）：43－47.

［4］ 孫 強.應(yīng)用VPN技術(shù)實現(xiàn)電力營銷數(shù)據(jù)遠程共享［J］.東北電力技術(shù)，2014，35（5）：47－48.

［5］ 宋進良，王藝帆，李為兵.基于FPGA技術(shù)的電壓監(jiān)測設(shè)備遠程智能檢驗系統(tǒng)研究［J］.哈爾濱鐵道科技，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，碩士，高級工程師，從事計量檢測關(guān)鍵技術(shù)研究。

2015－10－28）