基于NFC技術(shù)的智能變電站二次設(shè)備信息可視化系統(tǒng)

田亞云

摘要：本文針對(duì)智能變電站，制作了以近場(chǎng)通信NFC芯片為核心的智能電子標(biāo)簽，并基于此標(biāo)簽開發(fā)了二次設(shè)備信息可視化系統(tǒng)。通過移動(dòng)終端感應(yīng)智能電子標(biāo)簽卡，快速定位光纜纖芯，并獲取光纜纖芯的物理連接信息和纖芯中傳輸?shù)奶摶芈沸畔?，?shí)現(xiàn)了信號(hào)回路的“即掃即看”，提高了調(diào)試、運(yùn)維效率。

[關(guān)鍵詞]NFC芯片智能變電站智能電子標(biāo)簽信息可視化

1引言

智能變電站不同于常規(guī)變電站，其二次回路原理圖通常采用和光纜聯(lián)系圖表達(dá)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化設(shè)計(jì)。目前智能變電站的IED設(shè)備信息及其關(guān)聯(lián)信息均需存儲(chǔ)到SCD文件中。要想知道每一臺(tái)設(shè)備信息，需要一打開相應(yīng)的設(shè)備進(jìn)行讀取SCD文件操作。若當(dāng)用戶想要查閱保護(hù)光纜的相關(guān)信息時(shí)，還需要到進(jìn)入裝置界面進(jìn)行操作，增加了設(shè)備運(yùn)行操作風(fēng)險(xiǎn)?，F(xiàn)場(chǎng)在進(jìn)行設(shè)備定檢或者二次回路缺陷查找處理時(shí)，不僅要攜帶相關(guān)的紙質(zhì)圖紙，還需攜帶專用工具調(diào)閱SCD文件，增加了設(shè)備運(yùn)維檢修的工作量。

鑒于上述問題，本文制作了以NFC芯片為核心的智能電子標(biāo)簽，并基于NFC芯片開發(fā)了二次設(shè)備信息可視化系統(tǒng)。該系統(tǒng)將光纜的型號(hào)及二次回路的虛擬聯(lián)絡(luò)圖等統(tǒng)一存入一個(gè)數(shù)據(jù)庫，并按照當(dāng)前裝置的需求生成標(biāo)簽;現(xiàn)場(chǎng)使用手機(jī)裝設(shè)解析軟件后，直接掃描就能查看當(dāng)前二次光纜相關(guān)的所有信息狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了二次設(shè)備信息的可視化，大大降低了操作風(fēng)險(xiǎn)，降低了設(shè)備運(yùn)維檢修的工作量，提高了運(yùn)維調(diào)試的效率及準(zhǔn)確性。

2基于NFC的智能光纜電子標(biāo)簽

2.1NFC技術(shù)原理及技術(shù)特點(diǎn)

NFC，稱為近距離無線通訊技術(shù)，運(yùn)行與10cm距離內(nèi)。其傳輸速度有106kbit/s，212kbit/s，424kbit/s三種。NFC是一種“非接觸式射頻識(shí)別”及互聯(lián)技術(shù)，在目前廣泛使用的手機(jī)通訊的背景下，提供了一種極其便利的通訊模式。NFC技術(shù)的感應(yīng)式讀取和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的功能，在不需要物理連接的前提下就能實(shí)現(xiàn)近距離精準(zhǔn)信息通訊及數(shù)據(jù)交互。

2.2智能光纜電子標(biāo)簽原理

設(shè)備信息電子化是解決上述問題的比較好的途徑。NFC技術(shù)的發(fā)展為設(shè)備信息電子化提供了技術(shù)支持，利用NFC技術(shù)將二次回路物理信息和邏輯信息存入數(shù)字芯片，并以此芯片為核心制作標(biāo)簽。設(shè)計(jì)完工后的智能光纜電子標(biāo)簽是可通過任何裝設(shè)解析軟件的手機(jī)進(jìn)行讀取快，能快速獲取當(dāng)前光纜的基本信息及二次聯(lián)絡(luò)關(guān)系圖。

基于上述方法，可為每一臺(tái)設(shè)備提供一個(gè)電子標(biāo)簽，其存儲(chǔ)保護(hù)設(shè)備的唯一身份標(biāo)識(shí)信息，與保護(hù)設(shè)備相關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)對(duì)保護(hù)設(shè)備的唯一標(biāo)識(shí)，實(shí)現(xiàn)保護(hù)設(shè)備資產(chǎn)信息快速、高效、準(zhǔn)確采集，提供保護(hù)設(shè)備信息圖形化顯示功能。并且還可以用戶交互，相互之間快捷的傳遞信息。

3可視化系統(tǒng)開發(fā)及應(yīng)用

以智能光纜電子標(biāo)簽核心，本文基于Windows和Android系統(tǒng)下進(jìn)行二次設(shè)備信息可視化系統(tǒng)開發(fā)。

3.1在Windows操作系統(tǒng)PC機(jī)下開發(fā)初始化卡片信息軟件

如圖1所示，在Windows系統(tǒng)環(huán)境下，系統(tǒng)組成包括基于NFC技術(shù)智能變電站二次開發(fā)系統(tǒng)、硬件設(shè)備（NFC讀卡器、NFC智能標(biāo)簽）。

在Windows系統(tǒng)下開發(fā)系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)通過NFC讀卡器操作IC卡寫入設(shè)備的IED名稱。

3.2在Android移動(dòng)設(shè)備下進(jìn)行開發(fā)管理系統(tǒng)

管理系統(tǒng)的硬件部分為帶NFC芯片的移動(dòng)設(shè)備、IC卡，軟件部分為基于NFC技術(shù)的智能變電站二次開發(fā)程序，該程序繼承在移動(dòng)設(shè)備上。系統(tǒng)的架構(gòu)圖如圖2所示。

在Android系統(tǒng)下系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)功能：

（1）直接對(duì)每一個(gè)IC卡寫入相應(yīng)保護(hù)設(shè)備的IED名稱;

（2）讀出每個(gè)IC卡中的IED名稱，并在移動(dòng)終端上圖形化顯示保護(hù)設(shè)備信息。

3.2.1移動(dòng)設(shè)備讀取SCD過程

利用SCD讀取軟件，解析SCD配置文件，獲取每個(gè)IED的信息及其與其相關(guān)的IED的聯(lián)系，將讀取后的信息存入到移動(dòng)終端中。

3.2.2標(biāo)簽與移動(dòng)設(shè)備交互過程

將移動(dòng)設(shè)備靠近NFC標(biāo)簽或IC卡，標(biāo)簽和移動(dòng)設(shè)備的NFC芯片將產(chǎn)生短距離高頻的無線電進(jìn)行感應(yīng)。移動(dòng)設(shè)備的NFC芯片通過程序驅(qū)動(dòng)讀取到標(biāo)簽中對(duì)應(yīng)的保護(hù)設(shè)備的IED名稱，該系統(tǒng)客戶端將從芯片感應(yīng)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。將讀取到的保護(hù)設(shè)備的IED名稱通過跟我們之前解析的SCD數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，進(jìn)而判斷該設(shè)備是否有相關(guān)信息存在在SCD文件中。

4總結(jié)

本文闡述了基于NFC技術(shù)的二次設(shè)備信息可視化系統(tǒng)應(yīng)用的背景，并詳述智能電子標(biāo)簽編碼、生成、解析的全過程。應(yīng)用該系統(tǒng)，可以使用當(dāng)前通用的通訊工作快速查看光纜的基本信息及二次虛端子聯(lián)絡(luò)圖，極大的提高了智能變電站二次設(shè)備運(yùn)維檢修的效率及準(zhǔn)確性，具有顯著的實(shí)用工程價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]全國(guó)電力系統(tǒng)管理及其信息交換標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).DL/T860實(shí)施技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國(guó)電力出版社，2009.

[2]劉磊，趙文沛，王心妍等，智能變電站SCD文件的解析、校驗(yàn)及比對(duì)技術(shù)[J].河南科技，2014（04）：84-86.