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電力安全工器具管理超高頻RFID應用解決方案

作者：上海實甲智能系統有限公司

日期：2015-01-20 11:31:32

摘要：電力安全工器具管理是RFID技術應用增長較快的領域之一，本RFID應用解決方案主要是利用超高頻RFID非接觸無線自動識別技術這一特性，對不同質材的工器具安裝不同的電子標簽，并將每一物件的使用信息寫入電子標簽。在對資產進行盤查時，通過移動讀寫設備讀取電子標簽信息，并與中心資產管理系統結合，對電力安全工器具的購置、驗收、試驗、使用、保管、報廢等環節的信息進行自動、實時地識別，實現高效、準確的安全工器具使用情況管理，從而提高安全工器具使用效率和安全性，減少安全事故，降低成本。

關鍵詞：電力安全工器具管理電力工器具RFID管理電力工器具超高頻管理

　　一、引言

　　射頻識別(Radio Frequency Identification，縮寫RFID)俗稱電子標簽，廣泛用于工器具、資產、人員及供應鏈管理等領域。射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術，它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據，識別工作無須人工干預，可工作于各種惡劣環境。超高頻RFID技術可遠距離識別高速運動物體，且可同時識別多個標簽，操作快捷方便。最基本的RFID系統由三部分組成：標簽(Tag)：由耦合元件及芯片組成，每個標簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標識目標對象;閱讀器(Reader)：讀取(有時還可以寫入)標簽信息的設備，可設計為手持式或固定式;天線(Antenna)：在標簽和讀取器間傳遞射頻信號。基本的RFID系統組成如圖1。

電力安全工器具管理超高頻RFID應用解決方案

圖1、RFID系統組成圖

　　將射頻識別技術與條碼(Barcode)技術相互比較，射頻識別擁有許多優點，如識別距離遠、識別時不需要標簽視覺可見、能夠在惡劣環境中使用、內容可以更新、能夠批量讀取多個標簽、可識別高速運動物品、信息量大、不容易仿制等。

　　射頻識別技術被認為是21世紀最有發展前途的信息技術之一，就目前的技術發展來看，RFID領域處于物聯網發展的最前端，也是實現物聯網的基礎技術之一。

　　二、項目背景

　　目前，超高頻RFID技術高速發展，其應用領域廣泛、自動化程度高。隨著國際化、普及化風暴席卷全球，其所帶來的產業增長不可估量。在對于目標市場，其應用相當廣泛，如在工器具管理、資產管理、交通監控管理、人員出入管理、涉密介質管理、貨物追蹤管理等等。其本質，即是通過人為標識的方式——附加RFID標簽，使無論是人員、工器具、IT資產、車輛、涉密介質還是貨物等成為可被系統識別的目標，通過對目標和與其相關的信息進行管理，達到有效、高效、科學管理的目的。

　　“電力安全工器具”系指為防止觸電、灼傷、墜落、摔跌等事故，保障工作人員人身安全的各種專用工具和器具;安全生產是電力企業永恒的主題，而安全工器具的好壞，將直接影響到電力企業在生產過程中的人身和設備安全。傳統的電力安全工器具管理模式無論從質量上還是效率上，都難以適應電力安全工器具管理新形式的需要。因此，尋找一種簡便、高效的管理手段成為必然。當前安全工器具管理主要采用人工管理與和/或條碼管理相結合的方式。人工管理方式效率低、錯誤率高，條碼技術管理方式本身存在一定的局限性，如易損毀及環境限制嚴格等，當前的安全工器具存在如下共性問題：a、安全工器具定期試驗的意識較為淡薄，b、每月1次的外觀檢查流于形式，c、安全工器具在選型和采購時存在著問題，d、安全工器具使用不規范并缺乏保養和維護，e、一些單位安全工器具設備的配置不合理;而RFID技術可以有效地規范管理，將RFID電子標簽貼在固定資產表面或內部，標簽內記錄了安全工器具相關信息并與數據庫關聯。同時，在主要通道處及區域不同位置安裝的固定式讀寫器將自動對標簽內的信息進行讀取和記錄，工作人員也可以通過手持讀寫器對安全工器具進行定期或不定期的盤點。在固定資產管理中應用RFID技術可以達到以下效果：以安全工器具生命周期為管理基礎，以最大化利用資源為原則，幫助企事業單位提高安全工器具管理質量和效率，降低安全事故發生率。

　　電力安全工器具管理是RFID技術應用增長較快的領域之一，本RFID應用解決方案主要是利用超高頻RFID非接觸無線自動識別技術這一特性，對不同質材的工器具安裝不同的電子標簽，并將每一物件的使用信息寫入電子標簽。在對資產進行盤查時，通過移動讀寫設備讀取電子標簽信息，并與中心資產管理系統結合，對電力安全工器具的購置、驗收、試驗、使用、保管、報廢等環節的信息進行自動、實時地識別，實現高效、準確的安全工器具使用情況管理，從而提高安全工器具使用效率和安全性，減少安全事故，降低成本。

　　本方案根據電力行業對工器具管理的具體需求，采用RFID技術實現開放式安全工器具和人員(可選)的綜合管理，主要用于安全工器具(如安全帽、登高板絕緣手套、)和其使用者(即接觸、使用、保管工器具的人)的管理。將目標與管理、過程與行為有機組合，構成完整的管理鏈，除此外還能實現所有貼標電力安全工器具的全生命周期管理。

　　三、解決方案介紹

　　3.1、管理對象

　　電力安全工器具管理系統前期管理的對象為電力安全工器具，對安全生產有影響的工器具都應屬于安全工器具，一般可分為4類：

　　1、防護性安全工器具，例如：安全帽、標示牌、臨時遮欄、安全圍欄等;

　　2、電氣絕緣安全工器具，例如：驗電筆、絕緣桿、絕緣手套、絕緣靴(鞋)、絕緣墊、接地線等;

　　3、登高安全工器具，例如：登高板、腳扣、安全帶、軟梯等;

　　4、起重工器具，例如：各種葫蘆、扒桿、滑輪、絞磨、卡線器、鋼絲繩、雙鉤、卸扣、鋼絲繩連接器等。，后期管理對象擴展到整個研發中心的所有資產。

　　后期可以擴展人員管理功能，將使用安全工器具和使用人員進行統一管理能更好地減少安全事故，提高投資效益。

　　3.2、功能、特點及實施效益

　　電力安全工器具管理示意圖如圖2。

　　圖2、電力安全工器具管理示意圖

　　電力安全工器具管理包括工器具的購置、驗收、試驗、使用、保管、報廢等管理環節，它包含了工器具從購置、投入使用到報廢的全過程。工器具投入使用前加裝電子標簽，標簽內寫入工器具的信息，每次進行工器具管理操作時，讀寫器都會讀到工器具上的電子標簽并將信息發送到工器具管理系統服務器進行處理，從而實現工器具的全生命周期跟蹤管理和安全報警。

　　功能：

　　由相關管理部門對安全工器具進行登記(初始化)，對貼標的安全工器具進行全生命周期跟蹤管理;

　　由相關管理部門對操作人員進行登記(初始化)，對人員進出進行合理有效的管理;(可選)

　　自動記錄人員及工器具何時通過關鍵進出口，對工器具信息進行安全等信息判別，對損壞、報廢的工器具帶出使用進行報警，如果系統對人員進行了管理的話，將對工器具和人員進行識別對比，防止工器具流失、未經培訓的人員領出安全工器具等現象;

　　可定期或不定期對安全工器具庫房進行盤點，及時發現不符合安全標準的工器具被投入使用，如損壞、未按規定檢修等情況，同時也可及時發現庫存缺貨等現象;可以實現安全工器具的快速查找;

　　特點：

　　可實現對電力安全工器具的遠距離多目標快速識別，可靠性和安全性高;

　　對各種電力安全工器具建立檔案，通過RFID技術加強對電力安全工器具監管，合理調配資源，減少資源浪費，防止安全事故發生;

　　建立基于RFID技術的智能化電力安全工器具管理平臺，使企業對內部電力安全工器具實時動態管理的能力得到極大提高;

　　能有效、準確的對裝有電子標簽的電力安全工器具的數據進行信息識別、采集、記錄、跟蹤，保證資產的合理利用;

　　采集的電子標簽實時數據及時傳送到后臺的電力安全工器具管理系統，電力安全工器具的調撥和使用情況可一目了然;

　　可實現電力安全工器具從購置到報廢的全生命周期的透明化單品級管理;

　　將對工器具和其使用人員進行識別對比，防止工器具流失、未經培訓的使用人員領出安全工器具等現象;(可選)

　　可在現有的電力安全工器具管理系統中方便地擴展其他RFID管理對象，充分保護企業的現有投資。

　　實施效益：

　　完整的電力安全工器具全生命周期管理功能，提高管理效率和信息化管理水平;

　　電力安全工器具進出監管，有效防止不合格電力安全工器具被投入使用，減少安全事故;

　　自動管理，人性化，避免沖突，且具有獨特的報警功能;

　　管理實時，操作快捷，記錄詳盡，實現完整的管理鏈路。

　　四、解決方案系統架構及主要設備性能

　　4.1、系統架構

　　RFID應用解決方案系統架構如圖3，包含對象層、采集層和應用層;對象層主要是貼標的受控電力安全工器具和其使用人員(可選);采集層主要包括固定式RFID數據采集系統和手持式RFID數據采集系統，固定式RFID數據采集系統安裝在庫房出入口，識別的數據通過局域網與應用層進行通訊，手持式RFID數據采集系統可用來對電力安全工器具或人員進行稽查和盤點等，通過WIFI、GPRS或USB與應用層進行通訊;應用層通過與采集層的數據通訊實現各種管理功能。