基于物聯網技術的電力巡檢系統

高文琦

摘要：近年來，物聯網技術迅猛發展，得益于其具有的全面感知、可靠傳遞以及智能處理等優勢，而被應用于多個領域，且獲得較好的應用效果。本文介紹了一種基于物聯網的電力巡檢系統，通過將無線射頻識別技術與網絡地理信息系統相結合，實現了低成本的智能化、高效化的電力巡檢，可以為電力設備的運行檢修提供重要支持。

關鍵詞：物聯網;射頻技術;電力巡檢

一、引言

傳統的電力巡檢方式大都基于人工實現，需要耗費大量的人力物力，可控性和實時性均較差。隨著技術的發展，二維碼技術以及機器人技術被廣泛使用，然而二維碼容易發生脫落或損毀等情況，增加了檢修人員的工作量，且不易控制成本[1]。而機器人的生產成本過高，出現損壞時可能需要花較大資金購買零件，不適用于一些過于復雜的地形[2]。所以，在一般設備的日常巡檢中還無法普及。為了解決上述問題，本文介紹了一種結合物聯網無線射頻技術與地理信息系統技術的電力巡檢系統，可以在增加運維成本的基礎上，提高運維效率。

二、物聯網技術（IoT）及無線射頻識別技術（RFID）

物聯網被定義為：在互聯網、移動通信網等通信網絡的基礎上，針對不同應用領域的需求，利用具有感知、通信與計算能力的智能物體自動獲取物理世界的各種信息，將所有能夠獨立尋址的物理對象互聯起來，實現全面感知、可靠傳輸、智能處理，構建人與物、物與物互聯的智能信息服務系統。其具有全面感知、可靠傳遞以及智能處理等特征。無線射頻識別技術RFID（Radio Frequency Identification）是物聯網的基礎技術，其不需要直接接觸目標，通過無線傳輸識別指定的目標并對其進行數據修改、導入或刪除，從而獲取物體的屬性和狀態信息。手持移動端可以通過掃描RFID標簽迅速識別設備類型、讀取設備信息。RFID標簽具有足夠的儲存空間，且十分耐用，讀取和修改數據方便，具有可靠性強、信息能夠及時上報等優點。

三、地理信息系統（GIS）

地理信息系統（Geographic Information System）主要以地理學、地圖學、測繪學、要剛學和計算機科學等學科為基礎[4]。利用計算機硬件和軟件相結合的方式采集、傳輸、存儲、分析和描述地理數據。GIS系統主要包括計算機硬件、計算機軟件、地理空間信息及用戶信息等組成。GIS系統可以對用戶的需求進行分析，從而提供與需求對應的結果。這顯著優于傳統的靜態的地理系統系統。隨著網絡技術的快速發展，將計算機網絡技術與GIS進行深度融合，可以實現空間數據管理、空間位置實時定位、地理信息應用等服務，打破了傳統GIS的局限性，服務于更多領域。

四、基于物聯網技術的電力巡檢系統

電力巡檢的主要任務是檢查電力設備是否損壞，性能是否正常，并反饋設備的濕度和溫度，標記電力設備的位置，向有關部門共享收集到的信息，對其進行處理和分析。因此，基于物聯網技術的電力巡檢系統必須具有電力設備狀態監測功能、電力設備運行環境監測功能、電力設備定位功能等。

4.1基于物聯網技術的電力設備定位跟蹤技術

將RFID技術與GIS技術相互融合即可實現基于物聯網技術的電力設備定位跟蹤技術。在進行功能設計時，將電力設備定位根據技術分為兩部分：設備位置信息配置和設備定位過程。首先，將RFID標簽粘貼在設備上，其中存儲有設備的基本信息，通過設備配置過程，將設備的信息與GIS信息結合，實現基于GIS設備定位。另一方面，在巡檢過程中通過RFID閱讀器閱讀RFID標簽信息可以快速地在GIS地圖上尋找到設備，實現基于物聯網的設備定位和跟蹤。

基于物聯網技術的電力設備定位跟蹤技術的設備位置信息配置過程如下：首先，將電力設備的的經緯度坐標存儲在RFID標簽系統中，RFID標簽粘貼或者固定在電力設備上，之后，將電子地圖的位置信息數據作為基礎，在電子地圖上標記對應設備的經緯度信息，從而實現設備位置信息的配置。

基于物聯網技術的電力設備定位跟蹤技術的設備定位過程如下：巡檢人員通過RFID閱讀器或者具有RFID閱讀功能的客戶端讀取電力設備上所固定的RFID標簽，獲取經緯度數據，根據經緯度數據即可以在電力地圖上實現定位功能。假如電力設備需要發生移動，則在RFID閱讀器獲取該設備上的RFID標簽中存儲的經緯度信息之后，在電子地圖上標記出該設備原有的位置信息以及移動路徑。該過程直接利用現有的商用電子地圖的定位和跟蹤功能實現。

4.2基于物聯網技術的電力設備狀態監測技術

基于物聯網技術的電力設備狀態監測技術同樣基于RFID技術進行實現。針對電力設備狀態監測的傳感器眾多，如電壓傳感器、電流傳感器、油色譜傳感器、局部放電傳感器等等，這些傳感器可以實時獲取電力設備的監測數據，并上傳至中心機房進行判斷，判斷的結果通過有線或者無線網絡實時傳輸至電力設備上，并通過RFID寫入裝置，將診斷結果寫入RFID標簽中。巡檢運維人員通過手持RFID讀取設備讀取RFID標簽中的信息，可以查詢到電力設備的當前的和歷史的狀態信息，從而給巡檢運維人員提供參考。

4.3基于物聯網技術的電力設備運行環境監測功能

基于物聯網技術的電力設備運行環境技術與電力設備狀態監測技術類似，其RFID標簽中存儲的是溫度、濕度、光照、風速、污度等傳感器采集的數據。巡檢運維人員通過手持RFID讀取設備讀取RFID標簽中的這些運行環境信息，為運行檢修提供支持。

五、結論

本文介紹的基于物聯網技術的電力巡檢系統以物聯網無線射頻技術和地理信息系統為基礎，很大程度上解決傳統電力運維方式存在的人工成本高、維護困難等問題，系統具有極強的實時性和可控性，可以協助現場運維人員完成日常巡檢工作，管理部門也可以借助該系統進行遠程指揮和監督。系統極大地提高了巡檢效率以及巡檢系統的智能化程度。

參考文獻：

[1]王豪.淺談二維碼在電力巡檢作業中的應用[J].通訊世界，2018，342 （11）：230-231.

[2]陳鳴.巡檢機器人控制系統整體軟件設計[J].科學技術創新，2018 （11）：65-66.

[3]趙斌，張紅雨.RFID技術的應用及發展[J].電子設計工程，2010，18 （10）：123-126.

[4]吳信才.地理信息系統的基本技術與發展動態[J].地球科學-中國地質大學學報，1998，23 （4）：329-333.