基于RFID的電力施工工地人、車、物智能化管理系統(tǒng)研究

引言

當(dāng)前,電力施工工地的人、車、物管理多數(shù)停留在傳統(tǒng)的安全員巡查階段,人工作業(yè)仍然占據(jù)絕大比重,工作效率和信息化程度較低,故探究基于RFID的電力施工工地人、車、物智能化管理系統(tǒng)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1系統(tǒng)的開發(fā)背景

傳統(tǒng)的采用人工巡查來實(shí)現(xiàn)電力施工工地人、車、物定位的模式,從人、車、物進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)到離開施工現(xiàn)場(chǎng)全部作業(yè)都依靠人工手動(dòng)完成,具有信息采集和處理方式老舊、采集到的信息量有限(采集到的都是靜態(tài)信息,如車輛進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)的時(shí)間,而諸如作業(yè)過程中物體移動(dòng)軌跡等動(dòng)態(tài)信息則很少涉及,因此難以實(shí)現(xiàn)管理對(duì)象的實(shí)時(shí)監(jiān)控)、無法實(shí)現(xiàn)管理對(duì)象的信息跟蹤、信息不能集成和共享等缺陷。

現(xiàn)階段,對(duì)RFID技術(shù)在定位及實(shí)時(shí)監(jiān)控中應(yīng)用的研究已經(jīng)較多,如在電力設(shè)備點(diǎn)檢中引入RFID技術(shù),實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備定位、識(shí)別和是否實(shí)地點(diǎn)檢的判定,能提高點(diǎn)檢效率和點(diǎn)檢結(jié)果的可靠性,同時(shí)結(jié)合電子地圖和系統(tǒng)離線解決方案,也可確保點(diǎn)檢工作在偏遠(yuǎn)無網(wǎng)絡(luò)地區(qū)順利開展。本文通過將RFID技術(shù)引入到電力施工工地人、車、物智能化管理中來取代傳統(tǒng)人工作業(yè)模式,實(shí)現(xiàn)施工工地人、車、物的準(zhǔn)確定位和實(shí)時(shí)監(jiān)控,對(duì)提高施工現(xiàn)場(chǎng)管理水平極具價(jià)值。

2系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)

2.1系統(tǒng)的整體架構(gòu)

系統(tǒng)的整體架構(gòu)如圖1所示,將帶通信集中器的讀卡器安裝在施工工地門口,將RFID讀卡設(shè)備安裝在領(lǐng)取工具的庫房門口,對(duì)進(jìn)入施工工地的人、車、物(配戴各自的有源RFID標(biāo)簽)進(jìn)行識(shí)讀。作業(yè)區(qū)內(nèi)讀卡器和施工工地門口的讀卡器組成無線局域網(wǎng),相互之間可以進(jìn)行信息交換,而管理中心通過施工工地門口的讀卡器來獲取施工工地的人、車和工具的位置信息,需要時(shí)可以發(fā)布作業(yè)指令到現(xiàn)場(chǎng)。施工人員從管理中心到施工現(xiàn)場(chǎng)的路徑規(guī)劃通過百度地圖完成,每次到達(dá)地點(diǎn)后系統(tǒng)記錄下當(dāng)時(shí)的路徑信息。

2.2系統(tǒng)的具體實(shí)施

2.2.1標(biāo)簽的安裝

首先,人員標(biāo)簽的安裝。由于進(jìn)入電力施工工地的人員都必須佩戴安全帽,故系統(tǒng)將寫有人員身份信息的電子標(biāo)簽綁定在各安全帽上,當(dāng)配套安全帽的人員進(jìn)入到施工工地時(shí),將分別被工作區(qū)域內(nèi)的識(shí)讀設(shè)備識(shí)讀,通過這些設(shè)備的先后識(shí)讀將獲取人員在施工區(qū)域內(nèi)的停留情況。

圖1 系統(tǒng)的整體架構(gòu)

其次,工具標(biāo)簽的安裝。將寫有電力工具相關(guān)信息的電子標(biāo)簽綁定在電力工具上,當(dāng)施工人員領(lǐng)取工具時(shí),安裝在工具庫房的讀卡器將對(duì)工具的領(lǐng)取人員及時(shí)間進(jìn)行識(shí)讀:當(dāng)施工人員攜帶工具到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)時(shí),安裝在施工工地門口的識(shí)讀設(shè)備將對(duì)工具標(biāo)簽進(jìn)行識(shí)讀,獲取工具到達(dá)施工工地的時(shí)間:當(dāng)施工人員使用工具在施工工地進(jìn)行具體作業(yè)時(shí),作業(yè)區(qū)內(nèi)的識(shí)讀設(shè)備將對(duì)工具標(biāo)簽進(jìn)行識(shí)讀,獲取工具在施工工地的具體使用時(shí)間。

最后,車輛標(biāo)簽的安裝。將寫有車輛信息的電子標(biāo)簽綁定在車輛上,當(dāng)車輛駛過施工工地門口時(shí),安裝在門口的識(shí)讀設(shè)備將對(duì)車輛標(biāo)簽進(jìn)行識(shí)讀,獲取車輛到達(dá)施工工地的時(shí)間:當(dāng)車輛在施工工地各作業(yè)區(qū)內(nèi)行駛時(shí),安裝在工作區(qū)域內(nèi)的各識(shí)讀設(shè)備將對(duì)車輛標(biāo)簽進(jìn)行分別識(shí)讀,獲取車輛在施工區(qū)域內(nèi)的具體行駛軌跡。

2.2.2設(shè)備的安裝

本系統(tǒng)涉及的設(shè)備主要包括桌面型讀卡器、工具庫房讀卡器、作業(yè)區(qū)內(nèi)讀卡器及施工工地門口讀卡器,具體安裝方案如表1所示。

2.3工作區(qū)域內(nèi)無線局域網(wǎng)的組成

低功耗廣域網(wǎng)是為應(yīng)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展而提出的專為低帶寬、低功耗、遠(yuǎn)距離、大量連接的物聯(lián)應(yīng)用而設(shè)計(jì)的無線通信技術(shù),其中Lora與NBI0T是最典型也是最具發(fā)展前景的兩個(gè)無線通信技術(shù),兩者的對(duì)比如表2所示。由于低成本、技術(shù)相對(duì)成熟的Lora模塊已經(jīng)可以在市場(chǎng)上找到,故施工區(qū)域內(nèi)無線局域網(wǎng)采用Lora技術(shù)進(jìn)行通信。

工作區(qū)域內(nèi)無線局域網(wǎng)的組成方案如圖2所示,集中器通過Lora接收模塊對(duì)其接收范圍內(nèi)讀卡器數(shù)據(jù)進(jìn)行接收,并將數(shù)據(jù)通過移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)(4G、GPRs、GsM)或遠(yuǎn)距離Lora模塊的方式將數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳到服務(wù)器供服務(wù)器進(jìn)行解析計(jì)算及相關(guān)處理。

3結(jié)語

本系統(tǒng)通過內(nèi)置集中器的固定式有源標(biāo)簽讀卡設(shè)備和內(nèi)置Lora模塊的固定式有源標(biāo)簽讀卡設(shè)備,實(shí)現(xiàn)了施工工具的管理和人員作業(yè)區(qū)域的定位,這對(duì)于確保配電施工工程的安全生產(chǎn)至關(guān)重要,極具推廣價(jià)值。