基于物聯網的電能表性能檢測管理系統的建立

王 珺，那廣宇，劉振波

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

基于物聯網的電能表性能檢測管理系統的建立

王 珺1，那廣宇2，劉振波1

（1.國網遼寧省電力有限公司電力科學研究院，遼寧 沈陽 110006；2.國網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，提出一種基于物聯網的電能表性能檢測管理系統。該系統把網絡化集中管理的運行模式應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和試驗的信息載體，實現了電能表檢驗工作的高效運行。

物聯網；RFID；檢測管理

物聯網借助信息傳感設備，如RFID（無線射頻）、紅外感應器等，按照一定協議，把任意物品與互聯網連接起來并進行信息交換和通信，以實現智能化識別定位、跟蹤監控及管理的一種網絡。

隨著科技的發展，物聯網技術在智能電網建設中得到廣泛應用。如在電網調度工作中，可通過物聯網技術，將電網運行情況反饋給調度系統；在運行維護方面，通過物聯網技術，實時感知外界氣象條件和桿塔、導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、檢驗流轉以及檢驗回庫等多個環節，傳統的管理方式一般采用人工方式，即人工登記錄入信息，并設置關鍵節點，對關鍵節點進行人工驗證，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；關鍵節點控制需要人工完成，存在一定的管理風險和漏洞；被檢樣品檢驗過程中缺少管控手段；各環節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無法滿足實際工作的需要，因此設計并建立一套高效、實用、先進的電能表性能檢測管理系統迫在眉睫。

1 國內外物聯網發展歷程

1999年，物聯網概念由美國麻省理工學院的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，國際電信聯盟（ITU）發布了《ITU互聯網報告2005：物聯網》，明確指出物聯網時代即將到來，物聯網技術將得到更加廣泛的應用［1］；2009年，歐盟發布《歐盟物聯網戰略研究路線圖》，強調將在汽車、醫藥等多領域實現物聯網應用［2］。

我國對于物聯網的相關應用也十分重視。2009年，溫家寶總理在“讓科技引領中國持續發展”講話中重點指出，物聯網為五大重點扶持的新型科技領域之一；2011年，工信部頒布了《物聯網“十二五”發展規劃》，規劃將超高頻和微波RFID標簽、智能傳感器等領域明確為支持重點并圍繞智能工業、智能農業、智能物流、智能交通、智能電網等9大領域開展示范工程［3］。

2 電能表性能檢測管理系統

2.1 RFID基本工作原理

RFID技術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據傳輸，以達到快速目標識別和數據交換的目的，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設計

該系統由硬件和軟件2部分構成：其中硬件部分作為支撐平臺作業的基礎；軟件部分則是管理所有硬件的平臺系統。

2.2.1 硬件設計

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

電能表性能檢測管理系統首先獨立組建局域網，通過防火墻的合理設置能夠有效屏蔽外部設備的影響，保證了系統數據的安全，并為與外部系統的數據交互提供安全可靠的接口［4］。

電能表性能檢測管理系統采用雙服務器主從機制，每臺服務器配置磁盤陣列卡，最大程度上保障數據的安全性和完整性，并設置防火墻和UPS電源保證服務器的可靠運行。設計該系統的網絡架構如圖2所示。

圖2 電能表性能檢測管理系統網絡構架

2.2.2 軟件設計

軟件部分主要由7個子系統構成，分別為實驗室中心管理及工作流信息子系統、庫房管理信息子系統、手持終端管理信息子系統、打印管理子系統、業務數據采集及監控管理信息子系統、樣表數據分析子系統及業務接口子系統。其中，實驗室中心管理及工作流信息子系統主要負責系統基礎信息模塊和業務工作流模塊。庫房管理信息子系統具有工單管理、檔案信息管理、庫房信息管理、資產管理、樣品管理和出入庫工單處理等功能。打印管理信息子系統提供針對不同類型計量器具進行電子標簽模板設計、電子標簽數據加密及按任務打印等功能，支持拆分子任務打印，支持局域網內網絡打印。手持終端管理信息子系統具備實現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。業務數據采集及監控管理信息子系統負責與各個實驗室及庫房的設備建立數據通信渠道，將試驗結果數據上傳到系統后端，并將試驗數據寫入到計量器具對應的電子標簽內。通過該軟件平臺，相關人員可以對所有試驗環節進行監測管理。該系統基本業務框架如圖3所示。

圖3 電能表基本業務框架

基于物聯網電能表性能檢測管理系統通過RFID電子標簽賦予電能表相應的電子身份，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信息和關鍵試驗數據寫入相應標簽內，為該電能表檢驗流程的自動流轉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節清晰明了。我們可以通過該管理系統隨時查看被檢電能表的即時狀態和信息：如何時、何地、何人、采用何種設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控管理。同時，在檢測工作開始前，系統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.完善了現有業務流程，實現被檢電能表到貨入庫、試驗方案選擇、出庫檢驗、過程流轉、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.實現業務協同、數據信息共享、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的關鍵信息，能快速提取計量器具的試驗信息。

e.在所有試驗設備的軟件與平臺進行接口數據整合之后，試驗報告可以通過系統平臺自動生成，提高了作業效率。

目前，該管理系統已經在具體使用過程中顯示出一定成效。該系統軟硬件定位清晰，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，在國網公司系統內具有推廣使用的價值。

4 結束語

該系統通過軟硬件的綜合部署，實現了對電能表性能檢驗業務的全程管理，從根本上解決了原有試驗設備分別獨立運行、數據分別匯總、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］。該系統的建立在保障實驗室正常檢驗業務運行可靠和穩定的前提下，也保護了試驗過程中數據的完整性和安全性，提高了試驗數據匯總及試驗報告的高效性和便捷性，為該類實驗室的規范化管理和高效性運作提供借鑒。

［1］ 王琳琳.新興產業風暴來襲［J］.石油石化物資采購，2010，12（6）：32－33.

［2］ 王海毅.物聯網技術及其在鐵路運輸生產中的應用探討［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關口計量信息管理平臺研究與設計［J］.東北電力技術，2013，34（2）：43－47.

［4］ 孫 強.應用VPN技術實現電力營銷數據遠程共享［J］.東北電力技術，2014，35（5）：47－48.

［5］ 宋進良，王藝帆，李為兵.基于FPGA技術的電壓監測設備遠程智能檢驗系統研究［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，從事計量檢測關鍵技術研究。

2015－10－28）