《基于物联网技术的电力巡检系统》
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摘 要：近年来,物联网技术迅猛发展,得益于其具有的全面感知、可靠传递以及智能处理等优势,而被应用于多个领域,且获得较好的应用效果.本文介绍了一种基于物联网的电力巡检系统,通过将无线射频识别技术与网络地理信息系统相结合,实现了低成本的智能化、高效化的电力巡检,可以为电力设备的运行检修提供重要支持.
关键词：物联网;射频技术;电力巡检
一、引言
传统的电力巡检方式大都基于人工实现,需要耗费大量的人力物力,可控性和实时性均较差.随着技术的发展,二维码技术以及机器人技术被广泛使用,然而二维码容易发生脱落或损毁等情况,增加了检修人员的工作量,且不易控制成本[1].而机器人的生产成本过高,出现损坏时可能需要花较大资金购买零件,不适用于一些过于复杂的地形[2].所以,在一般设备的日常巡检中还无法普及.为了解决上述问题,本文介绍了一种结合物联网无线射频技术与地理信息系统技术的电力巡检系统,可以在增加运维成本的基础上,提高运维效率.
二、物联网技术（IoT）及无线射频识别技术（RFID）
物联网被定义为：在互联网、移动通信网等通信网络的基础上,针对不同应用领域的需求,利用具有感知、通信与计算能力的智能物体自动获取物理世界的各种信息,将所有能够独立寻址的物理对象互联起来,实现全面感知、可靠传输、智能处理,构建人与物、物与物互联的智能信息服务系统.其具有全面感知、可靠传递以及智能处理等特征.无线射频识别技术RFID（Radio Frequency Identification）是物联网的基础技术,其不需要直接接触目标,通过无线传输识别指定的目标并对其进行数据修改、导入或删除,从而获取物体的属性和状态信息.手持移动端可以通过扫描RFID标签迅速识别设备类型、读取设备信息.RFID标签具有足够的储存空间,且十分耐用,读取和修改数据方便,具有可靠性强、信息能够及时上报等优点.
三、地理信息系统（GIS）
地理信息系统（Geographic Information System）主要以地理学、地图学、测绘学、要刚学和计算机科学等学科为基础[4].利用计算机硬件和软件相结合的方式采集、传输、存储、分析和描述地理数据.GIS系统主要包括计算机硬件、计算机软件、地理空间信息及用户信息等组成.GIS系统可以对用户的需求进行分析,从而提供与需求对应的结果.这显著优于传统的静态的地理系统系统.随着网络技术的快速发展,将计算机网络技术与GIS进行深度融合,可以实现空间数据管理、空间位置实时定位、地理信息应用等服务,打破了传统GIS的局限性,服务于更多领域.
四、基于物联网技术的电力巡检系统
电力巡检的主要任务是检查电力设备是否损坏,性能是否正常,并反馈设备的湿度和温度,标记电力设备的位置,向有关部门共享收集到的信息,对其进行处理和分析.因此,基于物联网技术的电力巡检系统必须具有电力设备状态监测功能、电力设备运行环境监测功能、电力设备定位功能等.
4.1基于物联网技术的电力设备定位跟踪技术
将RFID技术与GIS技术相互融合即可实现基于物联网技术的电力设备定位跟踪技术.在进行功能设计时,将电力设备定位根据技术分为两部分：设备位置信息配置和设备定位过程.首先,将RFID标签粘贴在设备上,其中存储有设备的基本信息,通过设备配置过程,将设备的信息与GIS信息结合,实现基于GIS设备定位.另一方面,在巡检过程中通过RFID阅读器阅读RFID标签信息可以快速地在GIS地图上寻找到设备,实现基于物联网的设备定位和跟踪.
基于物联网技术的电力设备定位跟踪技术的设备位置信息配置过程如下：首先,将电力设备的的经纬度坐标存储在RFID标签系统中,RFID标签粘贴或者固定在电力设备上,之后,将电子地图的位置信息数据作为基础,在电子地图上标记对应设备的经纬度信息,从而实现设备位置信息的配置.
基于物联网技术的电力设备定位跟踪技术的设备定位过程如下：巡检人员通过RFID阅读器或者具有RFID阅读功能的客户端读取电力设备上所固定的RFID标签,获取经纬度数据,根据经纬度数据即可以在电力地图上实现定位功能.假如电力设备需要发生移动,则在RFID阅读器获取该设备上的RFID标签中存储的经纬度信息之后,在电子地图上标记出该设备原有的位置信息以及移动路径.该过程直接利用现有的商用电子地图的定位和跟踪功能实现.
4.2基于物联网技术的电力设备状态监测技术
基于物联网技术的电力设备状态监测技术同样基于RFID技术进行实现.针对电力设备状态监测的传感器众多,如电压传感器、电流传感器、油色谱传感器、局部放电传感器等等,这些传感器可以实时获取电力设备的监测数据,并上传至中心机房进行判断,判断的结果通過有线或者无线网络实时传输至电力设备上,并通过RFID写入装置,将诊断结果写入RFID标签中.巡检运维人员通过手持RFID读取设备读取RFID标签中的信息,可以查询到电力设备的当前的和历史的状态信息,从而给巡检运维人员提供参考.
4.3基于物联网技术的电力设备运行环境监测功能
基于物联网技术的电力设备运行环境技术与电力设备状态监测技术类似,其RFID标签中存储的是温度、湿度、光照、风速、污度等传感器采集的数据.巡检运维人员通过手持RFID读取设备读取RFID标签中的这些运行环境信息,为运行检修提供支持.
五、结论
本文介绍的基于物联网技术的电力巡检系统以物联网无线射频技术和地理信息系统为基础,很大程度上解决传统电力运维方式存在的人工成本高、维护困难等问题,系统具有极强的实时性和可控性,可以协助现场运维人员完成日常巡检工作,管理部门也可以借助该系统进行远程指挥和监督.系统极大地提高了巡检效率以及巡检系统的智能化程度.
参考文献：
[1]王豪.浅谈二维码在电力巡检作业中的应用[J].通讯世界,2018,342 （11）：230-231.
[2]陈鸣.巡检机器人控制系统整体软件设计[J].科学技术创新,2018 （11）：65-66.
[3]赵斌,张红雨.RFID技术的应用及发展[J].电子设计工程,2010,18 （10）：123-126.
[4]吴信才.地理信息系统的基本技术与发展动态[J].地球科学-中国地质大学学报,1998,23 （4）：329-333.
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