一种基于物联网的电力设备智能巡检系统的制作方法

本发明涉及电力巡检设备技术领域，具体地，涉及一种基于物联网的电力设备智能巡检系统。

背景技术：

电力企业属于资产分散型企业，资产使用部门多，使用地点范围大，结构分类复杂，覆盖面大。传统的电力资产管理方式一般依赖于非自动化，以纸张文件为基础的系统来记录、追踪管理；少数用到条形码实现资产的识别与管理；但效率都极其低下，随着资产数量的增加，极大地加重了管理人员的负担，人力资源的严重浪费，同时也增加了资产管理的难度，常常造成数据不及时，出错率高等问题。往往库存管理混乱，出入库数据出错。如果大范围长时间的任其存在，将给企业带来极大的成本问题。近几年，物联网技术在工业领域得到越业越广泛的认可和应用。RFID技术识别准确度高、性能可靠、存储信息量大、耐油污水洗等，特别适用于恶劣工作环境下的自动识别需求。采用RFID标签替换条码等标识货品，可有效的完成对资产的自动化管理，实现资产信息的自动采集、自动处理和报表输出。

市售手持式巡检设备，是一种将RFID读卡器与手持机设备捆绑定制的巡检设备。比较典型的手持式巡检设备，如富立叶公司的Android平台3G工业平板电脑CM700。富立叶工业平板电脑CM700，支持实体键盘和手机通话，内置条码扫描，高精度摄像头，自带GPS，RFID功能，具备WIFI功能，全面支持客户进行二次开发，可以满足移动订货，物流配送，仓储管理，现场销售等各个环节。目前，富立叶工业平板电脑CM700根据装备的RFID设备，有CM700和CM700H两种型号。

上述捆绑式RFID手持巡检设备，体积大，价格高，平板电脑性能参差不齐；并且，一般需要强制性地与其公司的RFID产品捆绑到一起，其所提供的基于开源项目串口驱动接口也并不友好。这种捆绑式RFID手持巡检设备的使用范围小，功能单一，软件方面虽支持二次开发，但由于文档不规格，定制性过强，在很多实际应用中需要重新开发，这种模式已不能跟上现代用户快速变化的需求。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在体积大、成本高、使用范围小和功能少等缺陷。

技术实现要素：

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种基于物联网的电力设备智能巡检系统，以实现体积小、成本低、使用范围广和功能多的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于物联网的电力设备智能巡检系统，包括用于采用分离式RFID手持设备、基于相应标签协议完成电力设备信息采集的采集层，用于基于所述层的采集信息对电力设备进行远程管控的应用层，以及连接在所述采集层与应用层之间、且用于实现采集层与应用层之间的数据传输的网络层。

进一步地，在所述采集层，设有能够悬挂或粘贴在待测电力设备上的RFID标签，能够采集所述RFID标签信息、且分离式设置的分离式RFID手持设备，以及用于读取所述固定式RFID读写器采集所得RFID标签信息的客户端；所述分离式RFID手持设备能与RFID标签无线连接，分离式RFID手持设备与客户端有线或无线连接。

进一步地，在所述采集层，还设有与客户端连接的LED显示屏。

进一步地，在所述采集层，还设有与客户端连接的地磅。

进一步地，所述分离式RFID手持设备，包括能够采集RFID标签信息的固定式RFID读写器，以及与所述固定式RFID读写器分离设置、且能读取固定式RFID读写器采集所得RFID标签信息的手持式RFID读写器；在所述手持式RFID读写器上，设有能够依次连接至固定式RFID读写器连接的转换电路驱动模块和串口转换电路。

进一步地，所述串口转换电路，包括USB串口排线；所述转换电路驱动模块，包括USB使能微控制器。

进一步地，所述RFID标签，包括配合设置的超高频RFID模块和超高频抗金属电子标签；所述超高频RFID模块与分离式RFID手持设备无线连接。

进一步地，所述网络层，包括依次连接的无线局域网络WLAN、基站和第一路由器，所述无线局域网WLAN和第一路由器分别与采集层和应用层连接。

进一步地，所述网络层，还包括依次连接的局域网LAN和第二路由器，所述局域网LAN和第二路由器分别与采集层和应用层连接。

进一步地，所述网络层，还包括依次连接的防火墙和专用网；所述专用网通过防火墙分别与采集层和应用层连接。

进一步地，所述应用层，包括嵌入有管理系统软件的应用终端，以及与所述应用终端连接的应用服务器；所述应用服务器，包括数据库服务器或网络服务器或中间件服务器或云服务器。

本发明各实施例的基于物联网的电力设备智能巡检系统，由于包括用于采用分离式RFID手持设备、基于相应标签协议完成电力设备信息采集的采集层，用于基于层的采集信息对电力设备进行远程管控的应用层，以及连接在采集层与应用层之间、且用于实现采集层与应用层之间的数据传输的网络层；可以通过设备巡检与设备信息汇总处理，直观地反映指定区域设备的数量、布署、使用情况等信息；从而可以克服现有技术中体积大、成本高、使用范围小和功能少的缺陷，以实现体积小、成本低、使用范围广和功能多的优点。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为基于物联网的电力设备智能巡检系统的工作原理框图；

图2为分离式手持设备的工作原理示意图；

图3为基于IBM的DB2 pureXML样例数据库的Universal Services架构图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

为了提升企业在固定资产管理方面的效能，根据本发明实施例，如图1-图3所示，提供了一种基于物联网的电力设备智能巡检系统，具有成本低和灵活性高的特点。该基于物联网的电力设备智能巡检系统，通过设备巡检与设备信息汇总处理，直观地反映指定区域设备的数量、布署、使用情况等信息；整合设备资源，实现设备的全局规划，利用信息资源的共享，通过设备管理部门对设备进行集中管理，发挥设备生产最大效用，提高设备的使用效率，延长使用寿命。

参见图1，本实施例的基于物联网的电力设备智能巡检系统，主体框架包括依次配合连接的感知层（即采集层）、网络层和应用层。具体说明如下：

㈠在采集层，设有分离式手持设备。参见图2，在该分离式手持设备（即分离式RFID手持设备）中，读卡器模块与手持机分离式设置，通过串口转换电路与转换电路驱动模块实现读卡器模块与手持机的连接。在外型结构设计合理的情况下，可以使读卡器模块的自由拆装更加方便快捷，根据不同环境场合和工作需要实现，只需更换不同频率甚至产家的读卡器模块即可完成手持设备功能的转变，同时，这种分离式设计也给手持机以更大的选择自由，既可在不同便携终端的OS（Android、IOS、WINCE以其WIN8）上使用，也可在这些OS的不同版本上使用，所需做的更改只是转换电路的串口设计以及驱动更改。

由于上述实施例中对RFID读写有读取距离远、可视性好、批量读入、易于操作等需求，因此主要会采用超高频RFID模块和超高频抗金属电子标签（也叫2.4G有源射频卡），在有其他具体需求时会更改模块需求。实际使用中，被检设备可以根据实际情况悬挂或粘贴电子标签，常见的标签有普通读标签和温度标签。手持机基于不同标签协议完成信息的采集，还可根据实际工作订制软件模块。

㈡网络层主要完成数据信息的传输，一般设计中是广义地考虑到脱机和联网两种情况下的通信方式。

上述实施例中，脱机条件使用有线文件传输，在联网情况时通过无线网络接入点（AP）按照自定义的“主体/动作/对象/参数/数据”协议框架完成数据传输，网络传输时使用JSON规范存储交换数据，图3是一个基于IBM的DB2 pureXML样例数据库的Universal Services架构图（Universal Services是一组简单但固定的数据库操作，它们允许查询和修改储存在DB2数据库的pureXML列中的数据），通过这一例子可以看出，基于JSON规范的用户接口可以采用多种访问Web服务器端的JSON服务而不受具体实现的约束，同时服务器端也可与数据库、XML或其他持久化数据进行快速的逻辑对应和数据交换。应用层相比精典RFID结构的上位机提法内涵更加丰富，其功能为与感知层设备交互，处理数据信息，以及完成信息的管理和展示。

在图3中，JSON universal services的全称是pureXML® Universal Services for JSON，是一组公开为Web服务的数据库操作，包括插入、更新、删除和查询。这些服务使应用程序能够用pureXML持久化JSON，并通过HTTP使用WebSphere® Application Server方便地查询它。DB2 pureXML是DB2 9使用的一种数据管理技术。JSONx，是JSON 的规范无损XML表示。JSON，是JavaScript对象标记法。

㈢应用层不仅可以是数据库服务器，网络服务器，还可以是中间件（部分方案将此单独作为一个层次），甚至可以是云。上述实施例中提供一个独立的可视化管理控制台管理设备信息和巡检记录，负责各手持设备的初始化信息安装。

在上述实施例的基于物联网的电力设备智能巡检系统中，分离式手持设备的手持机主要指MID和PAD两类产品，不限定某一品牌、型号、操作系统等要求，在此范围内只要满足读卡器模块可以通过串口转换电路和转换电路驱动模块，与其绑定的手持机完成数据传输的要求而不论传输方式是通过有线方式还是无线方式，都称为分离式手持设备。

上述实施例的基于物联网的电力设备智能巡检系统，读卡器模块与手持机分离设置的分离式手持设备，由读卡器模块提供设备硬件接口，由手持机提供软件驱动接口；后台总机与作为分机的手持机分离自治，总机只在分机请求时提供数据交换，后台总机对作为分机的手持机的管理，由管理员用户分配手持机ID完成；设置用户巡检周期，将每次用户登陆定义为本地session，并映射为一次巡检。该基于物联网的电力设备智能巡检系统，具有以下特点：

⑴在手持设备上摒弃现有工业手持一体机的思路，采用分离式设计，相对于传统的捆绑式设计实现一机多用，手持机平板电脑与RFID器材选择由用户根据自身需求选择，降低设备管理的成本，降低巡检软件设计，开发，升级，维护难度；

⑵在管理上采用控制台与手持分机分离自治，与现有厂商只提供手持机而不提供系统或提供过度定制化系统的做法相比，控制台的总机只在分机请求时提供数据交换的策略，使从软件层面看双方硬件上互相透明，从而分离二者的开发过程，控制台功能扩展在分机上以模块形式实现；

⑶在手持设备中提出用户巡检周期的概念，这一点上传统软件中只关心物流管理而忽略人员管理，这里通过用户巡检周期映射为单次巡检的方式使管理人员能较详细地掌握每个工作日中人员的工作情况，而且比只记录设备故障的方式更能反映设备的故障周期。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。