基于RFID的智能工具柜管理系統(tǒng)

賈京山 尹世有 鹿秀風(fēng)

摘要：文章從電力系統(tǒng)安全工具柜管理的角度出發(fā)，提出了基于RFID的智能工具柜的管理方案，并給出相應(yīng)系統(tǒng)工作原理。新方案有效地、準(zhǔn)確地解決電力工具柜內(nèi)工器具的日常管理問題，使得工器具的管理更加方便，快捷和智能。

關(guān)鍵詞：RFID；物聯(lián)網(wǎng)；智能工具柜

一、引言

電力生產(chǎn)工器具是電力安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)和根本，在整個(gè)全生命周期過程中產(chǎn)生的質(zhì)量特性直接影響到電力生產(chǎn)中的人身和設(shè)備安全。對(duì)這工器具嚴(yán)格科學(xué)的管理和對(duì)其質(zhì)量特性的檢測(cè)、控制是保證電力作業(yè)安全最為重要的環(huán)節(jié)。為進(jìn)一步規(guī)范電力安全工器具的日常檢查、試驗(yàn)、報(bào)廢申報(bào)和入網(wǎng)供應(yīng)商、采購(gòu)ERP等管理，全過程監(jiān)控各個(gè)環(huán)節(jié)，確保工器具的使用安全，減輕工作人員任務(wù)負(fù)擔(dān)，能否研發(fā)出一套基于網(wǎng)絡(luò)的電力安全工器具管理系統(tǒng)，利用先進(jìn)的RFID物聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)識(shí)別技術(shù)來對(duì)安全工器具進(jìn)行規(guī)范管理就顯得尤為重要。本文以實(shí)際研發(fā)案例為主，介紹RFID射頻技術(shù)在智能工具柜管理系統(tǒng)中的應(yīng)用及其相關(guān)技術(shù)。

二、RFID相關(guān)技術(shù)

RFID是Radio Frequency Identification的縮寫，即射頻識(shí)別，常稱為感應(yīng)式電子晶片或近接卡、感應(yīng)卡、非接觸卡、電子標(biāo)簽、電子條碼等等，是一種非接觸的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，其基本原理是利用射頻信號(hào)和空間耦合（電感或電磁耦合）或雷達(dá)反射的傳輸特性，實(shí)現(xiàn)對(duì)被識(shí)別物體的自動(dòng)識(shí)別，識(shí)別工作無須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID技術(shù)可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)電子標(biāo)簽，操作快捷方便。

RFID的一些特性：

第一，數(shù)據(jù)可讀寫（Read And Write）。通過RFID Reader（讀寫器）進(jìn)行信息攝入，無需手動(dòng)錄入或登記信息操作，且可同時(shí)處理多標(biāo)簽（TAG），讀寫器宜可將數(shù)據(jù)信息寫入標(biāo)簽。

第二，易于控制的形狀要求。RFID標(biāo)簽在讀取上并沒有過分的外觀尺寸限制要求，與常規(guī)印制紙張不同，標(biāo)簽芯片體積很小，不存在需記載信息所需的記錄面積，可適應(yīng)各類工器具需求。

第三，外界抗性強(qiáng)。普通紙張載體容易污損，特別受水漬、油漬及腐蝕性物質(zhì)的影響較大，而RFID標(biāo)簽自身對(duì)外界異常情況渴求度不是太高，足以滿足任何惡劣壞境，也能確保信息不丟失。

第四，復(fù)寫特性。區(qū)別于常規(guī)信息記錄載體手段，RFID標(biāo)簽記錄數(shù)據(jù)多為電子化信息數(shù)據(jù)，具備反復(fù)擦寫，具有較強(qiáng)回收價(jià)值，并且能大大降低維護(hù)保養(yǎng)成本。

第五，載波傳輸能力強(qiáng)。RFID射頻技術(shù)是以射頻波段進(jìn)行反射傳輸，即使再無光線暗室或可透波物質(zhì)覆蓋情況下，依舊具備傳輸能力。但可阻波段的金屬材質(zhì)對(duì)其影響較為敏感。

第六，載體記憶量大。電子信息數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存僅僅只需要載體自身規(guī)格能夠滿足足夠記憶量容積的要求。隨著技術(shù)成熟及推廣，對(duì)應(yīng)的信息數(shù)據(jù)會(huì)變的更加豐富，比起常規(guī)紙張記載信息要優(yōu)越很多。

三、系統(tǒng)管理架構(gòu)

系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，如圖1所示。

本系統(tǒng)由基于RFID射頻技術(shù)的嵌入式系統(tǒng)和基于WEB訪問的信息管理系統(tǒng)構(gòu)成。嵌入式數(shù)據(jù)錄入終端主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)信息采集任務(wù)，WEB信息管理系統(tǒng)采用JAVA面向?qū)ο笏枷胲浖榧軜?gòu)，Oracle9i為數(shù)據(jù)庫(kù)開發(fā)。

其中Web管理系統(tǒng)是利用SpringMVC架構(gòu)思想，分別包括UI界面層、BI業(yè)務(wù)層、DAO層和Model對(duì)象層。UI層收集或顯示用戶的信息輸入或輸出；BI層負(fù)責(zé)對(duì)應(yīng)處理業(yè)務(wù)邏輯關(guān)系，通過條件判斷進(jìn)行業(yè)務(wù)流程跳轉(zhuǎn)，從而控制數(shù)據(jù)流的執(zhí)行處理；DAO層通過建立與Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)的底層連接，依據(jù)Model實(shí)體化對(duì)象映射成HQL語句，進(jìn)行CUID（增刪改查）數(shù)據(jù)庫(kù)信息操作，對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)反饋的信息或記錄集（ResultSet）映射給業(yè)務(wù)邏輯層進(jìn)行判斷，通過BI層判斷response（回復(fù)）給UI界面。

在供電企業(yè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)上進(jìn)行工器具的管理操作時(shí)，運(yùn)用RFID射頻技術(shù)，除取代了傳統(tǒng)手寫紙質(zhì)試驗(yàn)合格證外，還具有以下特點(diǎn)：

一是通過現(xiàn)代IT網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)、專業(yè)硬件技術(shù)和專業(yè)軟件平臺(tái)的結(jié)合，運(yùn)用較先進(jìn)的技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)對(duì)所屬各單位、人員和工器具進(jìn)行統(tǒng)一管理部署，為企業(yè)“絕緣工器具管理工作”提供簡(jiǎn)單、統(tǒng)一和可操作的方法。

二是高效利用強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)載體記錄及分析功能，徹底變革掉以往依靠人力統(tǒng)計(jì)，手工書寫試驗(yàn)合格證粘貼的歷史，還增強(qiáng)了統(tǒng)計(jì)分析能力，同時(shí)節(jié)約人力成本，提高工作效率。

三是規(guī)范化運(yùn)行管理體制，建立“零”缺陷漏洞的規(guī)則要求，所有信息輸入輸出都必須以實(shí)際信息為準(zhǔn)，從根本上杜絕捏造及篡改信息的機(jī)會(huì)，還能提供整體工器具調(diào)度功能，有利于進(jìn)一步保障工器具使用安全及管理規(guī)范。

四、管理系統(tǒng)特點(diǎn)

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)上采用了主流成熟的技術(shù)，有效地保障了應(yīng)用系統(tǒng)的穩(wěn)定性、健壯性、靈活性和安全性。主要特點(diǎn)如下：

第一，基于WEB信息管理系統(tǒng)采用了B/S架構(gòu)思想，剔除傳統(tǒng)C/S架構(gòu)軟件存在的一系列弊端，系統(tǒng)管理人員可本地或遠(yuǎn)程對(duì)服務(wù)器端維護(hù)，任何使用者都能通過IE內(nèi)核瀏覽器進(jìn)行瀏覽查閱及使用操作，整個(gè)系統(tǒng)在后期維護(hù)、功能升級(jí)、數(shù)據(jù)備份方面都具有較高的實(shí)際價(jià)值。

第二，系統(tǒng)將安全工器具信息進(jìn)行電子化信息處理后，利用讀寫器寫入功能，存儲(chǔ)信息到標(biāo)簽（TAG）芯片上，利用本系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)掌握各單位現(xiàn)存、取用、待檢的安全工器具的數(shù)量、種類、狀態(tài)，能便于安監(jiān)部門有效執(zhí)行監(jiān)管職責(zé)，從傳統(tǒng)管理模式提升到信息化管理模式的高度上來。

第三，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)待檢的安全工器具所設(shè)定的周期和執(zhí)行期限，進(jìn)行自動(dòng)提醒，無需人工關(guān)注提醒，大大減輕工作人員的工作量及避免漏檢等安全事故。

五、結(jié)束語

采用RFID標(biāo)簽和基于WEB的工器具管理系統(tǒng)互動(dòng)聯(lián)用，有效地解決了電力安全工器具以往管理過程中確實(shí)的核心關(guān)注點(diǎn)，降低人力、時(shí)間成本的同時(shí)，還能加強(qiáng)統(tǒng)計(jì)分析能力及工器具使用準(zhǔn)確率。為電力企業(yè)的工器具使用管理提供了保駕護(hù)航的手段。

參考文獻(xiàn)：

1.楊柳.淺析RFID技術(shù)及其應(yīng)用發(fā)展[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2009（10）.

2.黃志敏.基于IntelR1000的超高頻RFID讀寫器設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2009（6）.

3.張立君.RFID技術(shù)在供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)可控環(huán)節(jié)中的應(yīng)用研究[J].東北財(cái)經(jīng)大學(xué)學(xué)報(bào)，2010（4）.

4.葉綠.基于RFID數(shù)據(jù)處理的公交停車場(chǎng)管理[J].浙江科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2008（4）.

（作者單位：山西省電力公司臨汾電力高級(jí)技工學(xué)校）