摘要：智能电网以高速集成信息通信网络为基础，大量应用先进的传感技术。无线射频识别（Radio FrequencyIdentification，RFID）技术是一种在物联网中具有广泛应用的非接触式自动识别技术，目前已应用于智能电网的发输变配用等环节，因此，以RFID设备电子标签为数据基础，构建电力通信智能移动运维平台为解决上述问题提供了崭新的思路和方向。
关键词：RFID技术；电力通信；设备运维；应用
前言：
随着电力通信网建设力度的加大，电力通信设备的种类、数量、部署范围、运维工作和应用场景都在快速增长，电力通信运维工作中存在人力资源不足、设备信息不全面、设备管控不够完善和运维智能化水平不高等一系列问题被凸显了出来。将物联网的智能感知与传感技术应用到现场电力通信运维中，利用RFID电子标签对电力通信设备中的“哑资源”进行识别，并通过在电子标签中集成相应传感器实现电力通信设备的状态检测和环境感知，为构建电力通信智能移动运维体系提供准确丰富的数据基础，进而降低运维成本，提高电力通信精益化智能化运维水平。
1 RFID概述
RFID硬件系统主要包括三部分：标签（Tag）、射频读写器（Reader）和通信网络。软件系统包括中间件平台和应用管理软件。中间件平台用于封装底层硬件设备信息，实现底层硬件设备与上层应用管理软件间的无缝连接。RFID数据存储格式与应用管理软件数据保持一致，通信协议用于保证Tag与Reader间的数据传输。
1.1 Tag
Tag，即应答器，具有唯一的RFID编码，贴在被识别对象上。Tag上存储着实体各类信息，可以被Reader通过非接触的方式读取。Tag按照其是否携带电源可以分主动（有源）和被动（无源）两类。主动式Tag可以主动向外发射射频信号，射频读写器接收信号，并对其进行识别；被动式Tag只能被动的被读写器识别。Tag也可分为只读和读写两类。
1.2 Reader
Reader是带有天线的无线发射与接收设备，Tag与处理系统传递信息的媒介，能够发射射频信号、接收Tag应答信号以及进行Tag认证与识别；处理通过认证的Tag信息；最后把数据进行上传与计算机系统进行交互，完成包括过滤无用数据、筛除重复数据等操作。
1.3通信网络
通信网络指Reader读取到数据信息的传输途径，在智能电网应用中，传输给智能电网应用系统之前必须通过中间件进行数据处理，保证数据能够在智能电网应用系统中的可用性。
2 RFID技术在智能电网的应用
智能电网应用系统要求全面及时地掌握电网资产信息，因而需要大量的采集终端对信息进行采集，需要采集信息具备全面性、及时性、准确性和一致性，需要一条安全稳定的通道将信息传输到相关应用中。RFID作为一种非接触式的自动识别技术，能够很好满足上述需求；RFID Tag采用EPC码，信息存储量大，Tag编码具有唯一性，使被标识物体具有唯一性；Tag体积小、形状多样，读取时不受尺寸大小与形状限制，可以应用于不同的电力资产；RFID技术可以在被遮蔽的情况下进行无障碍的信息读取，穿透非金属或非透明的物质，通信信号不会被屏蔽。基于上述特点，将RFID技术应用于智能电网应用系统，可以实现对电力资产信息的自动采集、智能识别、自动巡检和管理资产身份标识等功能。
2需求分析
根据对电力通信运维工作现状的分析，目前主要存在以下四个方面的问题：
（1）大部分无源设备不具备端口状态信息、设备运行环境信息监测的功能；
（2）通信线路结构复杂，在用资源和冗余资源难以进行准确区分，发现和解决问题不及时，难以支撑运维水平的进一步提升；
（3）设备日常运维巡检时无法根据设备当时的运行情况和要求动态生成巡检内容，容易造成问题遗漏；
（4）缺乏对运维人员有效的管理手段，目前运维水平还处在原始粗放状态，缺乏对运维队人员和运维业务的差异化配置和精准化管控。
由上述问题分析可知，当前电力通信运维工作主要有以下需求：
（1）设备功能方面的需求；
（2）需要对通信线路结构进行更加合理的设计，降低冗余；
（3）加强对软件方面的研发投入；
（4）强化对运维人员的管理。
3系统设计
3.1总体架构设计
根据RFID应用体系的构架思路，系统总体架构主要由感知层、接入层及应用层三部分组成，总体架构图见图１。
图1总体架构图
（1）感知层：该层主要包括了RFID标签、RFID读写器、手持终端。工作人员通过读写器或者集成读写器的一体化手持终端读取RFID标签信息，并通过蓝牙与手持终端进行信息交互。
（2）接入层：考虑到电力系统对数据安全的特殊要求，移动应用数据必须经由安全接入平台与后台服务进行交互，确保数据交互的安全可靠。
（3）应用层：该层基于RFID标签内存储的编码，以标签标识管理、任务管理、移动终端管理等基础应用为支撑，实现链路管理、可视化台账展示等高级应用功能。
3.2硬件选型设计
3.2.1标签选型及存储规范
由于电力通信设备的特殊性，使用的标签应具备耐辐射、耐高温、抗金属、防水特性好等特点。
电子标签内存储唯一表征设备的身份编码。在发卡管理程序对设备标签初始化信息写入时，建立电子标签新增及设备信息关联关系维护。
3.2.2移动终端选型
移动终端需要支持安装电力安全ＴＦ加密卡，确保数据可以通过安全接入平台传输至后台服务端。根据现场实际情况，移动终端与标签读写器可以集成为一体机，也可以通过蓝牙等方式进行连接完成数据交互。
3.3应用功能设计
3.3.1设备台账可视化查询
在各类通信设备，尤其是光纤配线架等无源类设备上张贴电子标签，对设备的运行情况和端口信息进行表征管理。移动终端读取标签信息后，可以在移动终端展示设备可视化的端口信息。
3.3.2链路资源管理
在后台应用数据库中存储标签编码，并建立对应台账信息，同时根据设备标签所存储的端口名称将端口整合为链路，统计各设备闲置端口，从而实现对冗余链路资源的管理。
3.3.3动态巡视卡生成
在巡视任务确认后，移动端可以对应生成空白巡视任务卡，依次读取需要巡视的通信设备标签，根据目前设备运行情况定制巡视卡内容，避免因为设备运行情况变更造成巡视内容的误填，从而影响故障的发现与解决。
3.3.4人员定位管理
利用可佩戴的RFID标签对生产人员进行智能化识别、身份信息采集、人员定位；对将进入工作场所的工作人员根据工作票信息数据进行智能化辨别，包括进入准许、人员技能资质核实、人员数量要求等。
4结语
通过在电力通信运维工作中引入RFID技术，使得电力通信运维中的“哑资源”可以被识别且与信息系统进行关联，工作人员可以实时获取设备台账、链路及端口资源等信息，极大地提高了运维工作效率。
参考文献：
[1]余贻鑫，栾文鹏.智能电网述评[J].中国电机工程学报，2019，29(34)：1-6.
[2]蓝毓俊.智能电网及其关键技术[J].智能电网，2016(1)：9-11.
[3]胡婕，宗平.面向物联网的RFID安全策略研究[J].计算机技术与发展，2017(5)：151-154.
论文作者:张文晋
论文发表刊物:《电力设备》2019年第14期
论文发表时间:2019/11/12
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