基于物聯網技術的電力通信檢修系統的設計

李云松，陳亞琨，王一妹

（鄭州電力高等專科學校信息通信系，河南鄭州，450004）

0 引言

隨著5G技術的快速發展，電網智能化的程度越來越高，電力通信設備在維護電力系統安全有效的生產、經濟的運行、統一管理和防止電力系統事故等方面有著非常重要的作用。電力通信檢修通常是對電力通信設備如光接入設備、光纖光纜、光傳輸設備、程控交換設備、數字復用設備、通信電源等進行定期檢修、更新改造等，保證設備正常運行，提高電網運行的可靠性。目前，電力通信檢修主要通過人工檢測并用紙質記錄的方法，但電力通信設備較多，檢修數據量大，數據記錄易丟失等，導致信息查找效率低下。基于物聯網技術的電力通信檢修系統，實現數據采集數字化，設備管理的信息化與智能化。

物聯網已成為我國一大新興戰略性產業，在國家電網中有許多重要的應用。基于物聯網技術的輸變電設備狀態監測系統在陜西、浙江、河南等9家電力公司上線運行；基于物聯網技術的智能電表、智能用電信息采集系統已覆蓋全國多數城區；基于物聯網技術的智能充換電站網絡服務管理系統在全國多地同步實施，并且制定了工程設計規范和相關標準體系。

電力通信檢修業務能充分應用物聯網集成的視頻識別技術、Zigbee技術等，結合設備檢修、處缺、巡視、維護等《電力行業標準化管理辦法》，將設備作業項目、作業標準、作業方法、作業步驟、安全措施等應用到開發的軟件管理平臺中，通過掌上PDA采集檢修并記錄檢修信息，實現對檢修過程的標準化管理，提升電力通信網的可靠性運行。

1 檢修系統設計框架

■1.1 物聯網技術概論

物聯網應用射頻識別技術、紅外感應技術、激光掃描器等傳感設備，將世界萬物互聯，通過特定的通信協議進行數據交互，實現對物體的智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。物聯網的體系結構分為感知層、網絡層和應用層。感知層利用各種傳感器、讀卡器等對物體識別并采集數據，網絡層利用移動通信網絡、互聯網等各種網絡，將采集信息精準安全地傳遞到網管中心服務器或云計算平臺。應用層將服務器及云平臺的數據按照使用者的要求進行分析和處理，滿足物流監控、遠程醫療及智能電網等應用的智能化管理的需要。物聯網的系統結構如圖1所示。

圖1 物聯網的系統結構

■1.2 檢修流程設計

利用物聯網技術實現電力通信設備檢修，首先通過RFID射頻識別技術來識別通信設備。RFID射頻識別技術是一種近距離無線通信系統，識別精度高，能同時識別和感知多個電力通信設備信息。一套RFID系統主要包含讀寫器、電子標簽和天線三個部分，每個電子標簽粘貼在一個通信設備上面，每個電子標簽包含了設備的名稱，生產的廠家、日期和購買價格、所在機房名稱，入庫的日期、編號、登記人等相關信息。通過集成讀寫器的PDA設備掃描每個設備的電子標簽，來識別通信設備的名稱。

掌上PDA安裝的系統管理軟件，上傳了每個設備的作業指導書，根據檢修時間、設備型號、作業任務、作業步驟等實施檢修，然后記錄檢修的數據信息，包括日期、設備運行情況、故障情況、檢修人員姓名等。檢查檢修的數據是否完備、記錄是否規范后，通過Zigbee無線網絡，把數據上傳到通信站點辦公終端服務器管理系統中，以備領導、檢修員工和相關部門通過電腦端網頁端進行查詢，及時發現通信設備運行狀態、故障缺陷等，基于物聯網系統結構思想，電力通信檢修工作流程如圖2所示。

圖2 基于物聯網技術的檢修工作流程圖

2 管理系統平臺開發

■2.1 C/S架構設計

為了方便通信設備檢修數據上傳，需要開發良好的軟件管理系統。通信設備檢修數據上傳和查看分為兩個方面：一個是掌上PDA識別設備并檢修，上傳檢修數據去數據庫服務器；另一個是領導和管理人員通過瀏覽器查看服務器資源，了解設備運行情況。按照這個情況，采用的有兩種平臺模式：客戶機/服務器架構(Client/Server,C/S)與瀏覽器/服務器架構(Browser/Server,B/S)。C/S架構是把需要采集到的數據信息任務交給客戶端和服務器來處理，基于RFID和無線ZigBee網絡組成的局域網，數據采集響應速度快，使用 C/S架構進行開發，主要完成實驗室設備的入庫登記、檢修、更新、報廢、統計等功能。如圖3所示。

圖3 電力通信檢修管理系統C/S構架

■2.2 B/S架構設計

客戶端領導和員工通過個人電腦和手機來瀏覽訪問網頁，對通信設備檢修管理系統平臺各種業務功能進行操作，平臺采用B/S構架開發。通過系統功能分析，業務流程及邏輯實現，將系統功能搭建在瀏覽器網頁開發中。基于B/S開發的管理系統模塊包括作業信息公告、作業項目、作業步驟、設備故障、設備維護等。如圖4所示。

圖4 電力通信設備管理系統B/S構架設計

3 檢修系統優勢

應用物聯網技術設計電力通信檢修系統，實現了檢修過程的無紙化、記錄數據的長期化、設備操作的標準化、查詢數據的高效化等，主要有以下四個方面優勢：

（1）實時掌控電力通信設備的運行情況。領導和管理者可以在辦公室或移動端通過網頁查看設備檢修信息，實時掌握設備的型號、工作性能、維護歷史。

（2）提高了數據查詢效率。利用掌上電腦集成的RFID讀寫器能準確識別檢修設備，記錄并保存檢修、處缺、巡視等數據，實現了數字化的信息管理，提高了數據查詢的速度，便于設備檢修的集中管理。

（3）完善的數據統計。每次檢修能按照作業計劃書操作步驟，并建立一次歷史記錄，方便運維人員查詢，以后的設備維護提供借鑒依據和原因排查。

（4）減少了誤操作及操作不當的可能，提高了檢修工作的效率,對電力通信運維工作的安全提供了有效的管理方式和保障手段。

4 結論

基于物聯網技術的電力通信檢修系統能實現檢修管理的信息化及數字化，有利于提高檢修的效率，方便了運維人員的查詢，為電力通信運維工作的安全提供了有效的管理方式，有助于電網的安全運行。