RFID在电力安全工器具管理系统中的应用

1引言

为进一步规范电力安全工器具的日常检查、试验、报废和入网厂家、采购的管理,全过程监控日常检查、定期试验等各环节,确保电力安全工器具的使用安全,并减轻工作人员负担,能否开发出一套可行的基于网络的电力安全工器具管理系统,并采用先进的RF ID电子标签自动识别技术来对安全工器具进行管理就显得尤为重要。本文以一个真实的项目为例,来介绍RF ID在电力安全工器具管理系统中的应用及其相关技术。   2RFID相关技术   RFID是Radio Frequency Identification的缩写,即射频识别,常称为感应式电子晶片或近接卡、感应卡、非接触卡、电子标签、电子条码等等,是一种非接触的自动识别技术,其基本原理是利用射频信号和空间耦合(电感或电磁耦合)或雷达反射的传输特性,实现对被识别物体的自动识别,识别工作无须人工干预,可工作于各种恶劣环境。RF ID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个电子标签,操作快捷方便。   最基本的RFID系统由三部分组成:   标签( Tag) :由耦合元件及芯片组成,每个标签具有唯一的电子编码,附着在物体上标识目标对象,依据电子标签供电方式的不同,电子标签可以分为有源电子标签(Active tag) 、无源电子标签( Passive tag)和半无源电子标签( Semi—passive tag) 。   阅读器(Reader) /读写器:通过天线与RF ID 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,典型的阅读器包含有高频模块(发送器和接收器) 、控制单元以及阅读器天线。   天线(Antenna) :在标签和读取器间传递射频信号。   RFID的一些特性:   (1)数据的读写(ReadW rite)机能：只要通过RFID Reader即可不需接触,直接读取讯息,且可一次处理多个标签,并可以将状态信息写入标签。   (2)容易小型化和多样化的形状：RFID在读取上并不受尺寸大小与形状之限制,不需为了读取精确度而配合纸张的固定尺寸和印刷品质。此外, RF ID TAG更可往小型化与多样型态发展,以应用在不同产品。   (3)耐环境性：纸张一受到脏污就会看不到,但RFID对水、油和药品等物质却有强力的抗污性。RF ID在黑暗或脏污的环境之中,也可以读取数据。   (4)可重复使用：由于RFID为电子数据,可以反复被覆写,因此可以回收标签重复使用。如被动式RF ID,不需要电池就可以使用,没有维护保养的需要。   (5)穿透性：RFID若被纸张、木材和塑料等非金属或非透明的材质包覆的话,也可以进行穿透性通讯。不过如果是铁质金属的话,就无法进行通讯。   (6)数据的记忆容量大：数据容量会随着记忆规格的发展而扩大,未来物品所需携带的资料量愈来愈大,对卷标所能扩充容量的需求也增加,对此RF ID不会受到限制。 3RFID在电力安全工器具管理系统架构   系统网络拓扑图:     本系统由基于RFID的手持终端系统和基于WEB的数据库管理系统两大部分构成。手持终端系统采取便携式、灵活易用的手持手持终端终端,在其上进行嵌入式开发,进行RFID数据采集;WEB管理系统采用. NET架构+ORACLE数据库开发。   其中Web管理系统是三层结构ASP. NET应用:界面层、逻辑层和数据库层。界面层负责处理用户的输入和向用户的输出。逻辑层是上下两层的纽带,它建立实际的数据库连接,根据用户的请求生成SQL语句检索或更新数据库,并把结果返回给客户端。数据库层负责实际的数据存储和检索。   手持终端具有非接触、识读率高等特点。使用的RF ID电子标签可读写、存储量大。   在供电企业计算机网络系统上进行绝缘工器具的检查、试验管理时,运用RF ID技术,取代了传统纸质试验合格证,同时在结构上还具有以下特点:   (1)信息化：通过现代计算机网络信息技术和专业技术、专业软件平台的结合,运用先进的技术手段实现对所属各地基层单位、人员、绝缘工器具统一管理,为企业“绝缘工器具管理工作”提供简单、统一和可操作的方法,及时了解工器具的检查、实验结果,为企业的绝缘工器具安全管理提供了牢固的保障。   (2)高效化：利用计算机强大的计算统计功能,改变过去依赖人工手段每月进行试验合格证粘贴,并无法进行分析统计管理的局面,大大节约了人力成本,提高工作效率。   (3)规范化：系统可以帮助建立规范的绝缘工器具管理规程,通过系统将工作的具体流程和要求载入数据库之中,根据规范要求统一各分局的绝缘工器具管理工作,有利于进一步规范绝缘工器具的安全管理,保证检查、试验的时间和质量;提高员工的工作效率、增强安全管理的效果。 3管理系统特点   系统在实现上采用了主流的成熟技术,从而有效地保障了应用系统的稳定性、健壮性、灵活性和安全性。介绍主要特点如下:   (1)基于WEB的管理系统采用了B /S架构,避免了传统C /S架构软件需要在数量庞大的客户端电脑上进行安装维护的弊端,系统管理人员只需要维护服务器端就可以了,所有的客户端都是标准的IE浏览器,实施、维护、升级都非常方便。   (2)系统将所有安全工器具的信息都进行了电子化并存储到RF ID标签中,使用本系统可以实时掌握各级单位安全工器具的数量、种类、状态;还可以及时的了解各级单位的工器具试验、检查情况,能便于各级安监部门有效的执行监督和管理职能,从而使整个安全工器具的安全管理工作在信息化的道路上迈上了一个新的台阶。   (3)数据流既可以在手持终端系统和WEB 数据库系统和RF ID标签中自由传递,又可以相互验证。   (4)系统将所有安全工器具的信息都进行了电子化并存储到RF ID标签中,使用本系统可以实时掌握各级单位安全工器具的数量、种类、状态;还可以及时的了解各级单位的工器具试验、检查情况,能便于各级安监部门有效的执行监督和管理职能,从而使整个安全工器具的安全管理工作在信息化的道路上迈上了一个新的台阶。   (5)系统会根据预设的安全工器具试验周期和检查周期自动生成下次时间,并会根据预先设定的提醒策略,进行试验和检查自动提醒,从而减轻了相应工作人员的工作量和有效避免了人为因素造成的错误。   (6)由于本系统的所有安全工器具业务数据来源,都必须亲自用手持终端到现场去对安全工器具进行扫描,录入相关数据,再上传到WEB系统中,因而有效避免了以往管理系统中存在的在实际应用中没有进行相关的业务操作,而直接在管理系统中录入业务数据的情况,从而有效避免作弊现象的发生,使工器具的使用更加安全。   (7)因为系统采用B /S架构, RFID手持终端(数据采集器)中的数据无法通过WEB服务器端的后台程序直接传到数据库中去,因而系统中采用了自主开发的ActiveX组件技术来实现在浏览器中与RF ID手持终端进行双向数据通信。   ActiveX组件是一个存在于WEB服务器上的文件,该文件包含执行某项或一组任务的代码,组件可以执行公用任务,这样就不必自己去创建执行这些任务的代码。当在WEB 服务器上安装完ASP. NET环境后,就可以直接使用它自带的几个常用组件,如Database Access组件。也可以从第三方开发者处获得可选的组件,也可以编写自己的组件。 下图为手持终端在与ActiveX组件(在IE中运行)进行通信时的界面示意图:   4结语   采用RFID电子标签和手持终端以及基于WEB的工器具管理系统,较好地解决了供电企业对电力安全工器具管理没有相应网络软件支撑、监控不到位等问题,与以往的传统方式和人工粘贴试验合格证相比,大大地节约了人力、提高了准确性、节省了时间,使得整个电力安全工器具的使用过程可查可控。