物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電力系統(tǒng)應(yīng)急物資調(diào)配中的應(yīng)用

歐星良 代永春

（國網(wǎng)武威供電公司 甘肅省武威市 733000）

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是現(xiàn)代信息技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)之一，得到了極高的重視。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是通過互聯(lián)網(wǎng)的幫助下使物品和物品之間產(chǎn)生聯(lián)系的技術(shù)。在很多國家的電力系統(tǒng)都十分注重物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對電力系統(tǒng)的應(yīng)用，因為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)如果可以成功的應(yīng)用在電力系統(tǒng)的正常使用中，那么物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將會使電力系統(tǒng)得到很大的提高。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的成功應(yīng)用對于諸多領(lǐng)域都有著積極的影響。本文主要從物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)層面對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電力系統(tǒng)應(yīng)急物資調(diào)配中的應(yīng)用進(jìn)行分析與論述。

1 RFID技術(shù)

1.1 RFID技術(shù)

RFID 技術(shù)是一種無線通信技術(shù)。射頻識別技術(shù)是通過標(biāo)簽和標(biāo)簽識別器設(shè)備的應(yīng)用來實現(xiàn)對物品的監(jiān)管與控制的。通過設(shè)備對標(biāo)簽進(jìn)行掃描，通過接受設(shè)別進(jìn)行信號的轉(zhuǎn)換與傳輸來實現(xiàn)對物品的監(jiān)管等工作。標(biāo)簽之間存在著很大的區(qū)別，大體可分為兩種：有源標(biāo)簽和無緣標(biāo)簽兩種類型。有源標(biāo)簽可以理解為標(biāo)簽本身通過攜帶電源等設(shè)備可以自己自主的進(jìn)行信號的傳遞。也就是說，有源標(biāo)簽可以通過自身的電源設(shè)備來主動的發(fā)送傳遞信息，而不是被動的接受信息。而無源標(biāo)簽被掃描后，電磁波的能量可以通過掃描器轉(zhuǎn)移出來，無緣標(biāo)簽的功能與生活中二維碼的功能非常相似。當(dāng)二維碼需要掃描時，需要將二維碼移動到靠近掃描儀的地方，以便識別貨物，并且必須放在掃描儀的視線范圍內(nèi)。目前，RFID 技術(shù)正在得到廣泛的應(yīng)用和重視。例如，當(dāng)RFID標(biāo)簽嵌入到汽車裝配鏈中時，汽車行業(yè)的生產(chǎn)監(jiān)督部門可以輕松地對汽車制造過程進(jìn)行監(jiān)管和控制，而無需進(jìn)行耗費大量人力物理的現(xiàn)場檢測。快速RFID 技術(shù)為材料的存儲和配送提供了巨大的應(yīng)用空間。當(dāng)物資大規(guī)模儲存時，不僅會出現(xiàn)效率低下的問題，而且由于統(tǒng)計、儲存、提取等工作的工作量繁重，工作難度大，在工作的過程中可能出現(xiàn)差錯，極大影響了工作效率。RFID 技術(shù)可以在電力系統(tǒng)中的物資儲存與調(diào)配系統(tǒng)中得到很好的應(yīng)用，來利用RFID 技術(shù)不僅可以對物資進(jìn)行合理的儲存，還可以明確儲存的位置與信息，極大的節(jié)省了人力與物力的消耗，還可以對智能倉儲系統(tǒng)起到輔助作用，幫助智能倉儲系統(tǒng)工作。這對物資的調(diào)配產(chǎn)生了很大的幫助。

1.2 射頻技術(shù)特性

以電磁波為主要傳輸媒介的RFID 識別技術(shù)，RFID 技術(shù)中使用的電磁波可分為三個頻段：低頻（10KHz～1MHz）、高頻（1MHz～400MHz）和超高頻（400MHz～1GHz）。RFID 技術(shù)在不同頻段的優(yōu)缺點十分明顯，因此可以結(jié)合實際情況，RFID 技術(shù)可以適用于很多的場合。

1.2.1 低頻

頻率范圍為10KHz ～1kHz。應(yīng)用低頻技術(shù)的電子標(biāo)簽通常是無源標(biāo)簽，無源標(biāo)簽是不具備無電池組的，它最大的優(yōu)點是它幾乎不受金屬和液體的影響，并且可以用于金屬物體或液體的低頻系統(tǒng)中。但是低頻的使用在RFID 技術(shù)中也有著比較明顯的缺點，其他技術(shù)的應(yīng)用比較成熟，低頻可以應(yīng)用的產(chǎn)品也比較少，低頻導(dǎo)致了低頻系統(tǒng)存在缺乏遠(yuǎn)程識別和同時進(jìn)行物品檢測與記錄的能力，低頻系統(tǒng)的信息傳輸能力也比較差。低頻系統(tǒng)主要用于大學(xué)校園中的電卡水卡、小區(qū)或者企業(yè)中的門禁等。因為低頻系統(tǒng)通常無法攜帶電源設(shè)備，所以同時是需要掃描裝置才能獲得電磁感應(yīng)。由于低頻系統(tǒng)的頻率較低，在實際中低頻系統(tǒng)電磁感應(yīng)的實現(xiàn)需要大電感線圈的支持，并且還需要外接電容，因此低頻系統(tǒng)應(yīng)用的成本較高。

1.2.2 高頻

高頻范圍為1 兆赫至400 兆赫。高頻標(biāo)簽仍然是通過電磁感應(yīng)傳輸信息的無源標(biāo)簽。RFID 高頻技術(shù)在各種非接觸式芯片卡中的應(yīng)用。與低頻相比，高頻RFID 的傳輸速率可以顯著提高到100 千比特率以上，并且實現(xiàn)了可以同時進(jìn)行多個物品的儲存于記錄的功能。這使得工作的效率得到了很大的提高，隨著非接觸式芯片卡的廣泛應(yīng)用，高頻系統(tǒng)得到了迅速的發(fā)展，已經(jīng)成為一種通用系統(tǒng)。高頻技術(shù)相對于其他技術(shù)的優(yōu)勢也十分的明顯：高頻技術(shù)在電力行業(yè)中應(yīng)用比較廣泛且自身系統(tǒng)比較成熟，技術(shù)的應(yīng)用成本相對較低，高頻技術(shù)在行業(yè)內(nèi)的應(yīng)用可以滿足大部分行業(yè)對高頻技術(shù)的需要。

1.2.3 超高頻

超高頻的縮寫為UHF，頻段為4000MHz ～1GHz。超高頻技術(shù)的標(biāo)簽一般為被動式標(biāo)簽，屬于有源標(biāo)簽，不受掃描器的硬性限制。超高頻下的被動式標(biāo)簽的讀寫范圍從3 米到10 米，傳輸速率可達(dá)100kbps。被動標(biāo)簽由于其成本低，在電子商務(wù)中經(jīng)常使用。超高頻技術(shù)存在的缺點也是十分的明顯：在金屬與液體形式的產(chǎn)品上很難得到應(yīng)用與發(fā)展；超高頻出現(xiàn)的時間較短且技術(shù)不完善；超高頻技術(shù)所需要的設(shè)備成品過高，而且超高頻設(shè)備需要長期進(jìn)行維護(hù)等問題。

1.3 RFID技術(shù)在電力系統(tǒng)應(yīng)急物資調(diào)配中的應(yīng)用

RFID 技術(shù)在智能倉儲及物資調(diào)配中的應(yīng)用成果是顯著的。智能存儲系統(tǒng)的第一步就是在物品上添加RFID 標(biāo)簽，并將所有與物品相關(guān)的信息進(jìn)行合理的整合與分類。該標(biāo)識符可以讀取物料標(biāo)簽的所有信息，從而避免了人工輸入和讀取步驟，提高了物料存儲的效率。國家電力倉庫尚未開始進(jìn)行智能化改造。通過基于RFID 標(biāo)簽、標(biāo)識符和處理器的RFID 技術(shù)提供物料信息，是智能倉庫轉(zhuǎn)型的重要步驟，也是其發(fā)展的必由之路。當(dāng)發(fā)生電力問題時，也可以通過RFID 技術(shù)對應(yīng)急物資進(jìn)行調(diào)配，不僅可以節(jié)省對應(yīng)急物資進(jìn)行分類尋找的時間，還可以極大的提高工作效率。通過RFID 技術(shù)也可以對電力系統(tǒng)進(jìn)行簡單的檢測，幫助電力系統(tǒng)進(jìn)行恢復(fù)。

2 傳感技術(shù)

20 世紀(jì)70年代，第一代傳感器網(wǎng)絡(luò)的原型被開發(fā)出來。該傳感器還可以獲得不同的信息信號，通過傳感器控制的連接，形成具有綜合和信息處理能力的傳感器陣列，上世紀(jì)末將現(xiàn)場總線技術(shù)應(yīng)用于傳感器，使傳感去網(wǎng)絡(luò)中的許多功能性傳感器與無線技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，并構(gòu)建出一種新型傳感網(wǎng)絡(luò)，為非傳統(tǒng)傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展提供了積極的影響，且具有很大的發(fā)展前景。

2.1 開發(fā)傳感器網(wǎng)絡(luò)

自20 世紀(jì)70年代以來，在傳感器控制器和傳感器之間建立了一個單線連接的徑向傳感器網(wǎng)絡(luò)。這是現(xiàn)代傳感器網(wǎng)絡(luò)的原始形式，也被稱之為最初的傳感器網(wǎng)絡(luò)。隨著傳感技術(shù)的不斷完善，信號處理能力的提高使傳感技術(shù)也得到了充分的發(fā)展，傳感控制器的功能和信息處理能力得到了提高。發(fā)達(dá)國家中的美國非常重視發(fā)展環(huán)境友好型傳感器網(wǎng)絡(luò)。傳感器網(wǎng)絡(luò)可以對多種領(lǐng)域中的行業(yè)實施監(jiān)管，對電力系統(tǒng)應(yīng)急物資調(diào)配有著重要意義。

2.2 傳感器網(wǎng)絡(luò)特性

2.2.1 自組織、自管理的特性

傳感器位置不能隨意調(diào)整，傳感器之間的通信關(guān)系很難找到固定的規(guī)律。在電力企業(yè)的實際工作中，傳感器的位置是需要根據(jù)具體的實際情況而進(jìn)行安裝和固定的。正是因為這樣的原因，傳感器網(wǎng)絡(luò)必須達(dá)到自組織、自管理的程度。不需要人工預(yù)警，也不需要通過地形機制和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議來構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

2.2.2 動態(tài)拓?fù)?/p>

不同的傳感器網(wǎng)絡(luò)可以改變傳感器網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)。原因：

（1）當(dāng)傳感器發(fā)生問題的時候會導(dǎo)致動態(tài)拓?fù)涞陌l(fā)生；

（2）在日常生活中存在很多因素可能導(dǎo)致的傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障，從而阻礙了傳感器的正常通信，無線網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生了變化；

（3）監(jiān)測對象的不固定因素可能會導(dǎo)致監(jiān)控數(shù)據(jù)的變化，由于這樣的原因?qū)е铝司W(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；

（4）安裝新的傳感器節(jié)點。

2.2.3 大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)

網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模主要體現(xiàn)在傳感器范圍廣、傳感器密度高，也取決于要進(jìn)行檢測的目標(biāo)自身具有的特性。網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模也對提高網(wǎng)絡(luò)性能產(chǎn)生了積極的影響。傳感器測試通過比較區(qū)域內(nèi)的信號，可以對檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與真實性進(jìn)行顯著的提高。高密度傳感器需要正確的、分散的方式進(jìn)行布置，這樣的布置方式可以保證檢測過程中沒有盲區(qū)，提高了檢測結(jié)果的可靠性。

2.2.4 相關(guān)應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)

傳感器網(wǎng)絡(luò)不是由單個系統(tǒng)陣列提供服務(wù)的，傳感器網(wǎng)絡(luò)獲得的信息是多種多樣的。為了使傳感器網(wǎng)絡(luò)的效率最大化，根據(jù)服務(wù)系統(tǒng)的要求，需要不同的傳感器網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。

2.2.5 基于數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)

傳感器網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)最大的區(qū)別在于傳感器網(wǎng)絡(luò)以地址為中心，而傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)以數(shù)據(jù)為中心。地址在互聯(lián)網(wǎng)上，每個設(shè)備都有一個唯一的地址作為標(biāo)識，即IP 地址。通常網(wǎng)絡(luò)并不關(guān)心每一個設(shè)備，而是根據(jù)地址中反映的設(shè)備的權(quán)限來服務(wù)于設(shè)備。傳感器網(wǎng)絡(luò)不是對每個節(jié)點的具體IP 地址進(jìn)行監(jiān)控，而是對每個節(jié)點發(fā)出的信號和與之相關(guān)聯(lián)的傳感器的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控：只有對信息進(jìn)行篩選次才能保障在不影響工作質(zhì)量和延長工作時間的情況下，保證每一個節(jié)點的順利工作并具備處理能力。

2.3 傳感技術(shù)在電力系統(tǒng)應(yīng)急物資調(diào)配中的應(yīng)用

住宅區(qū)傳感器網(wǎng)絡(luò)在應(yīng)急物資調(diào)配中有兩個主要功能：

2.3.1 對倉庫方面進(jìn)行實時監(jiān)控

隨著我國網(wǎng)絡(luò)智能化現(xiàn)代化的推進(jìn)，網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用也越來越廣泛，區(qū)域網(wǎng)絡(luò)也越來越緊密。這一背景對電氣系統(tǒng)的倉庫提出了新的要求，即使是單個倉庫也能滿足大電網(wǎng)遠(yuǎn)距離運行的需要，通過傳感技術(shù)使多個電氣設(shè)備倉庫之間產(chǎn)生合作關(guān)系，以滿足網(wǎng)絡(luò)的物資需求。各區(qū)域倉庫要確保倉庫環(huán)境與電氣設(shè)備的安全儲存相一致。及時向控制中心報告其儲存和使用情況，并隨時準(zhǔn)備調(diào)配。在這種背景下，建立了一個廣泛的應(yīng)急物資調(diào)配傳感器網(wǎng)絡(luò)，以監(jiān)控所有倉庫的環(huán)境，并保證與應(yīng)急物資倉庫的實時通信，為提高運輸速度，保證配送的可靠性提供了大量的支持。

2.3.2 對物資調(diào)配進(jìn)行系統(tǒng)化的管理

在電力系統(tǒng)中，應(yīng)急物資配的主要方式是通過公路運輸進(jìn)行的，公路運輸與其他的方式相比較，它具有更大的靈活性，能夠及時滿足貨物運輸?shù)男枰H標(biāo)準(zhǔn)所有貨運車輛均裝有傳感器，所有數(shù)據(jù)實時傳送至調(diào)度中心。調(diào)度中心是一個移動傳感器網(wǎng)絡(luò)，使調(diào)度中心能夠?qū)崟r訪問貨運車輛并與運輸?shù)绕渌块T聯(lián)系。它能將道路信息等實時數(shù)據(jù)傳輸給設(shè)備供應(yīng)車輛，保證設(shè)備的安全運行。當(dāng)然，由于技術(shù)和財務(wù)原因，不可能實時控制分布。但是對于未來電力系統(tǒng)應(yīng)急物資調(diào)配的發(fā)展提供了新的思路，也為電力系統(tǒng)應(yīng)急物資的調(diào)配的發(fā)展產(chǎn)生了積極作用。

3 結(jié)語

在傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中的應(yīng)急物資調(diào)配系統(tǒng)上加入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是十分重要的。不僅可以提高物資運輸?shù)男剩€可以較少對應(yīng)急物資日常管理的人力物力消耗。根據(jù)RFID 技術(shù)可以對貨物尋思的分類和調(diào)配，傳感技術(shù)可以保證應(yīng)急物資在配送過程中的調(diào)配效率與速度。為今后的電力系統(tǒng)應(yīng)急物資調(diào)配的發(fā)展起到了積極的作用。