CN111860710A - Rfid继电保护装置全生命周期管理系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于RFID继电保护装置全生命周期管理系统及其使用方法，包括与继电保护装置一一对应的RFID标签，还包括用于读写RFID标签的RFID读写器；云端服务器与RFID读写器通过互联网相连；其能够实现设备全生命周期管理，可将继电保护装置定值管理、异常信息、装置信息、设备台账等信息高效整合，方便快捷，且简便、可行性高。

Description

RFID继电保护装置全生命周期管理系统及其使用方法

技术领域

本发明提供一种RFID继电保护装置全生命周期管理系统及其使用方法，属于RFID继电保护装置技术领域。

背景技术

继电保护装置台账及配置数据是继电保护运维和检修人员开展设备管理工作的基础，随着电网飞速发展，继电保护和安全自动装置种类愈加繁多且数量不断增加，继电保护装置台账信息维护的便利性和信息化水平的高低直接决定着设备管理工作开展，但在继电保护台账数据维护方面，工作开展的自动化和信息化程度仍有待提高。当前台账信息的维护是通过运维单位工作人员到变电站现场临时记录保护装置信息并返回办公区域登录统分系统完成录入实现的，该环节工作依然高度依赖人工实现，自动化和信息化水平较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种能克服上述缺陷的RFID继电保护装置全生命周期管理系统及其使用方法，依托于云技术可以对继电保护装置全生命周期内的各类信息资进行资源整合，提高继电保护装置管理效率，减少继电保护装置台账、定值、缺陷记录等信息管理的人力投入，提高了装置异常处理效率。

本发明所述的一种基于RFID继电保护装置全生命周期管理系统，包括与继电保护装置一一对应的RFID标签，还包括用于读写RFID标签的RFID读写器；云端服务器与RFID读写器通过互联网相连；

RFID标签内部含有电源、RFID控制器、存储器、射频天线、温度传感器；温度传感器用于记录RFID标签周围的温度信息并记录到存储器中；存储器中除了存放温度信息以外还存放装置生产产地、生产时间、装置生产编号、定值情况、异常信息、RFID标签读写时间信息、读写地点信息；在RFID读写器对RFID标签读写操作时存储器中的信息通过射频天线传输给RFID读写器，RFID读写器通过互联网将RFID标签内的信息上传到云端服务器；RFID标签的停止是由设备规定服役期限确定的，根据装置种类不同，向RFID标签写入不同的服役期，在规定服役期内RFID标签都正常工作，当装置超出规定服役期时，RFID标签停止工作。

提供一种基于RFID继电保护装置全生命周期管理系统使用方法，在继电保护装置被生产并经过出厂校验后RFID标签就开始工作来监测并记录装置的各类信息，生产厂家首先通过RFID读写器向RFID标签内写入产品信息，然后读取RFID的序列号，再将写入的信息和读取到的信息一同上传到云端；生产厂家通过RFID读写器向RFID标签内写入信息后开启电子标签，电子标签开启的时间即为设备出厂时间，电子标签在开启后直至设备超期退役期间，都将保持工作，用来记录继电保护装置的各类信息；装置到货后由接货人员通过RFID读写器读取RFID标签内的设备信息并进行核对，核对无误后可写入设备存放地点信息；

继电保护装置在服役期内，RFID标签始终工作，当超过设备规定的服役期限后，RFID标签自动关闭，如再需RFID标签继续工作则需要运维或检修人员通过RFID读写器进行激活；

云端服务器接收到包括温度在内的信息后根据其内置的系统分析判断，对不同信息进行分类处理并保存，生产厂家、运维人员和检修人员使用可联网设备访问云端服务器来查询继电保护装置信息。

优选的：RFID读写器对RFID标签的读写操作由生产厂家、运维人员和检修人员完成，RFID读写器读写RFID标签时都包含读取RFID标签内数据和向RFID标签写数据的过程，运维和检修人员所持有的RFID读写器除了读写操作外还包括再次激活RFID标签的操作。

优选的：生产厂家在使用已联网的RFID读写器读写RFID标签时，首先向RFID标签内写入生产时间、生产地点、读写时间以及每一件装置对应的生产编号，然后读取RFID标签所对应的序列号并与前期已写入的信息一起通过互联网上传到云端服务器，最后，RFID读写器向RFID标签写入开启指令，使RFID标签开始工作。

优选的：运维或检修人员在使用已联网的RFID读写器读写RFID标签时，首先向RFID标签内写入本次读写地点、本次读写时间信息，然后读取RFID标签内包括温度在内的信息并与前期写入的信息一起通过互联网上传到云端服务器；运维或检修人员读取RFID标签采用的是抽查的方式，如果抽查到某一件装置存在异常或者温度不合格的情况，就将该装置列为重点监控对象，并及时将异常情况通过RFID读写器写入RFID标签内，同时信息将上传到云端，此时可选择通过云端服务器通知运维或检修人员前来处理异常。

优选的：云端服务器对从已联网的RFID阅读器中接收信息，然后通过云端服务器内置的系统进行判别，对不同信息进行分类处理并保存，最终将装置信息推送给生产厂家、运维人员和检修人员，以供他们进行参考。

优选的：云端服务器采用系统算法对商品温度信息进行分析判断，系统算法具体如下：服务器中针对每一种类型的装置配置温度阈值和时间阈值两个量，将通过RFID标签监测并通过已联网的RFID读写器读写并上传到云端服务器的温度信息与温度阈值和时间阈值进行比对，如果存在温度不在温度阈值上下限范围之内，并且不在温度阈值内的持续时间超出温度阈值的情况，则系统可以判定装置运行工况不合格，此时云端服务器向运维或检修人员发送相应警示信息以备生产厂家、运维人员和检修人员查阅，其他情况下可认为装置运行工况良好。

优选的：生产厂家可以通过单件或成批次两种方式查询装置信息；生产厂家使用可联网设备查询装置信息，对于单台装置，生产厂家通过向可联网设备输入装置生产编号或RFID序列号查询单台装置信息；对于成批次查询，生产厂家通过向可联网设备输入装置生产厂家、装置生产时间、装置投运时间、装置安装地点来检索成批次装置RFID标签所存储信息。

优选的：运维或检修人员获取装置保信息的方式有两种：服务器自动推送和人为主动查询。当运维或检修人员发现或处理装置异常情况时，可通过所持的已联网RFID读写器对RFID标签完成读写操作记录、查询设备的异常情况或处理情况，并将读取到的数据上传到云端，同时，运维或检修人员可以通过手机信息、邮件方式实时得到云端服务器的反馈信息，该信息可以由运维或检修人员选择性发送提醒运维或检修人员巡检；运维或检修人员也可以主动查询某一台、某各批次的信息，对于单台装置，运维或检修人员通过向可联网设备输入产品生产编号或RFID序列号查询单台装置RFID标签内所存储信息；对于成批次查询，运维或检修人员通过向可联网设备输入装置生产厂家、装置生产时间、装置投运时间、装置安装地点来检索成批次装置RFID标签所存储信息。

RFID技术的基本工作原理如下：标签进入磁场后，接收读写器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息(Passive Tag,无源标签或被动标签)，或者主动发送某一频率的信号(Active Tag，有源标签或主动标签)；读写器读取信息后，送至中央信息系统进行有关数据处理。在国内RFID技术因其巨大的市场应用潜力，具有着非接触、数据存储和唯一标识的优良特性被广泛地应用在众多领域，如食品安全、特殊病人管理、身份证、公交卡、不停车收费系统、不停车通关系统等。其中RFID标签能够写入、读出设备的各类信息(生产日期、出厂信息等)，并将数据传输到读写器记录，专用于识别和管理物品，目前在机房管理、建筑物健康监测等方面得到广泛的应用。

云服务是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式，通过涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟的资源。在本发明中，通过云服务将带温度传感器RFID标签、多个RFID读写器连在一起构成一个系统，将包括台账信息、定值修改情况、缺陷记录等信息在内的数据上传到云端服务器，通过云端服务器内置的算法分析处理后反馈给用户，可以最大限度的整合利用信息，实现继电保护设备的高效管理。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明统依托于云技术可以对继电保护装置全生命周期内的各类信息资进行资源整合，提高继电保护装置管理效率，减少继电保护装置台账、定值、缺陷记录等信息管理的人力投入，提高了装置异常处理效率。

附图说明

图1是本发明带温度传感器RFID标签硬件结构及系统结构功能示意图；

图2是本发明图2是整个系统基于RFID标签生命周期的运行流程图；

图3是本发明系统运行时序图；

图4是本发明云端服务器内置的专家系统判别流程图。

具体实施方式

实施例1

如图1-4所示，下面结合附图对本发明作进一步说明：图1描述的是RFID标签硬件结构及系统结构功能示意图。RFID标签硬件结构包括：电源、CPU、ROM、温度传感器、计时器、射频天线等模块。电源用于对温度标签的能量供应，使温度标签能够从开启到被关闭始终处于工作状态；CPU用于对包括温度信息在内的数据进行处理；ROM用于存储经CPU处理后需要保存的数据；温度传感器用于检测商品周围的环境温度；计时器用于计时，其功能由两种：计时器每隔一定时间会给予CPU信息测量温度并记录；计时器记录装置的运行时间，超过生命周期关闭温度标签；射频天线用于和生产厂家、运维人员、检修人员手中所持有的RFID读写器进行信息交互。整个系统设置有与继电保护装置一一对应的RFID标签、由生产厂家、巡检人员、中间商所持有与互联网相连接的RFID读写器、云端服务器、可联网终端。该系统可监测并记录继电保护装置全生命周期的各类信息，在装置被生产并经过出厂检验好之后温度标签就开始工作来监测并记录装置的信息。RFID标签在被商品生产厂家、运维人员和检修人员所手持的RFID读写器读写的过程将包括温度信息、定值等在内的数据上传到云端服务器中，通过云端服务器内置的系统进行判别，对不同信息进行分类处理并保存，以备生产厂商、运维人员和检修人员查询。生产商、中间商和消费者使用可联网设备访问云端服务器来查询装置信息。

多个RFID读写器与互联网相连，以便于将读取到的信息及时上传到云端；云端服务器包括处理器、硬盘、内存、系统总线等；可联网访问终端包括输入设备和输出设备，输入设备可以包括键盘、可触摸屏等，输出设备可以包括显示屏、扬声器等。

RFID电子标签被固定到继电保护装置的时间点是继电保护装置经过出厂检验后并包装完成。图2描述的是整个系统基于RFID标签生命周期的运行流程图，系统运行的整个过程中，系统的四个主体：生产厂家、运维人员和检修人员始终围绕RFID标签的流转而分工协作，生产厂家负责开启温度标签，并向温度标签写入装置生产地、装置生产时间、装置生产编号等信息，然后将这些数据上传到云端；运维或检修人员在装置被安装调试后到装置超期退役之间整个过程中不定时地检视装置的各项信息并及时上传到云端，运维或检修人员所手持的RFID读写器向RFID标签内读写信息的同时读写时间、读写地点一并上传到云端服务器；装置超过规定的服役期限RFID标签自动停止工作，如再需RFID标签继续工作则需要运维或检修人员通过RFID读写器进行激活；RFID标签与装置分离后被回收以备重复利用。

生产厂家首先通过RFID读写器向RFID标签内写入产品信息，产品信息包括生产产地、生产厂商、产品生产编号等，然后读取RFID的序列号，再将写入的信息和读取到的信息一同上传到云端。生产厂家通过RFID读写器向RFID标签内写入信息后开启电子标签，电子标签开启的时间即为设备出厂时间，电子标签在开启后直至设备超期退役期间，都将保持工作，用来记录继电保护装置的各类信息。装置到货后由接货人员通过RFID读写器读取RFID标签内的设备信息并进行核对，核对无误后可写入设备存放地点等信息。

在设备安装过程中，设备安装调试人员可以通过RFID读写器，将设备的投运时间、定值单号、版本号、调试人员信息等内容写入标签并上传云端。

在设备运行的过程中，RFID标签内的温度传感器每隔一个小的时间段检测一次温度信息，并将温度信息记录在RFID标签的存储器中。因为温度是一个大惯性环节，所以温度检测没必要实时检测，采样周期没必要过短。在设备运行过程中，运维或检修人员通过已联网的RFID读写器对温度标签进行读写操作，向温度标签写入读写地点、读写时间，然后读出温度标签内的数据，并将包括温度信息在内的信息上传到云端服务器。RFID标签允许被运维或检修人员读写多次，主要用于记录设备运行过程中定值更改、压板投退和异常发现及其处理情况。

RFID标签的关闭是由装生命周期决定的，不随RFID标签被读写操作的过程而改变。在装置生命周期内RFID标签始终是工作的，装置超过规定的服役期限RFID标签自动停止工作，如再需RFID标签继续工作则需要运维或检修人员通RFID读写器进行激活。在装置停止服役，走完报废流程后，RFID标签可从装置上卸下，即可当做装置运行依据留存，也可回收利用。

图3描述的是整个系统的运行时序图。T0时刻生产厂家激活RFID标签，并利用其所持有的RFID读写器对RFID标签进行读写操作并将信息上传到云端服务器，RFID标签开始监测并记录温度信息；t2至t3时间段内运维或检修人员不定时巡视装置，利用其所手持的RFID读写器对RFID标签进行读写操作并将RFID标签内信息上传到云端；t3时刻装置达到了规定的服役期限后温度标签被关闭；如果还需要装置继续服役则需要运维或检修人员通过RFID读写器进行激活，直至装置服役到t4时刻退役。

云端服务器通过互联网接收来自RFID读写器的信息之后，通过云端服务器内置的系统进行判别，对不同信息进行分类处理并保存，以备生产厂商、运维人员和检修人员查询。其中系统算法对设备运行环境的判别过程如下：不同厂家的装置，都对应一个特定的温度阈值和时间阈值，云端服务器将所得到的温度信息与温度阈值和时间阈值进行比对，如果某一段时间的温度不在温度阈值范围内，且该段时间大于该时间阈值，则可以判断该装置运行环境不合格，在其他情况下都可以判定该装置运行环境合格。

生产厂商、运维人员和检修人员可以在访问云端服务器时，通过查询装置对应RFID标签的序列号，获得所查询装置在生命周期内的温度变化曲线信息和运行环境警示信息，为继电保护装置运行、检修和故障判别提供可靠依据。

运维或检修人员获取装置信息的方式有两种：服务器自动推送和人为主动查询。当运维或检修人员发现或处理装置异常情况时，可通过所持的已联网RFID读写器对RFID标签完成读写操作记录、查询设备的异常情况或处理情况，并将读取到的数据上传到云端，同时，运维或检修人员可以通过手机信息、邮件等方式实时得到云端服务器的反馈信息，该信息可以由运维或检修人员选择性发送提醒运维或检修人员巡检。运维或检修人员也可以主动查询某一台、某各批次的信息，对于单台装置，运维或检修人员通过向可联网设备输入产品生产编号或RFID序列号查询单台装置RFID标签内所存储信息；对于成批次查询，运维或检修人员通过向可联网设备输入装置生产厂家、装置生产时间、装置投运时间、装置安装地点来检索成批次装置RFID标签所存储信息。

生产厂家获取装置信息的方式为：通过使用可联网设备单件或成批次两种方式查询装置RFID标签内所存储信息，对于单台装置，生产厂家通过向可联网设备输入产品生产编号或RFID序列号查询单台装置RFID标签内所存储信息；对于成批次查询，生产厂家通过向可联网设备输入装置生产厂家、装置生产时间、装置投运时间、装置安装地点来检索成批次装置RFID标签所存储信息。

本发明的能够实现设备全生命周期管理，可将继电保护装置定值管理、异常信息、装置信息、设备台账等信息高效整合，方便快捷，且简便、可行性高。这里所说的全生命周期是指从设备出厂检验合格那一刻到设备超期退役期间。

Claims (9)

1.一种基于RFID继电保护装置全生命周期管理系统，其特征在于：

包括与继电保护装置一一对应的RFID标签，还包括用于读写RFID标签的RFID读写器；云端服务器与RFID读写器通过互联网相连；

RFID标签内部含有电源、RFID控制器、存储器、射频天线、温度传感器；温度传感器用于记录RFID标签周围的温度信息并记录到存储器中；存储器中除了存放温度信息以外还存放装置生产产地、生产时间、装置生产编号、定值情况、异常信息、RFID标签读写时间信息、读写地点信息；在RFID读写器对RFID标签读写操作时存储器中的信息通过射频天线传输给RFID读写器，RFID读写器通过互联网将RFID标签内的信息上传到云端服务器；RFID标签的停止是由设备规定服役期限确定的，根据装置种类不同，向RFID标签写入不同的服役期，在规定服役期内RFID标签都正常工作，当装置超出规定服役期时，RFID标签停止工作。

2.根据权利要求1所述的一种基于RFID继电保护装置全生命周期管理系统使用方法，其特征在于：

在继电保护装置被生产并经过出厂校验后RFID标签就开始工作来监测并记录装置的各类信息，生产厂家首先通过RFID读写器向RFID标签内写入产品信息，然后读取RFID的序列号，再将写入的信息和读取到的信息一同上传到云端；生产厂家通过RFID读写器向RFID标签内写入信息后开启电子标签，电子标签开启的时间即为设备出厂时间，电子标签在开启后直至设备超期退役期间，都将保持工作，用来记录继电保护装置的各类信息；装置到货后由接货人员通过RFID读写器读取RFID标签内的设备信息并进行核对，核对无误后可写入设备存放地点信息；

继电保护装置在服役期内，RFID标签始终工作，当超过设备规定的服役期限后，RFID标签自动关闭，如再需RFID标签继续工作则需要运维或检修人员通过RFID读写器进行激活；

云端服务器接收到包括温度在内的信息后根据其内置的系统分析判断，对不同信息进行分类处理并保存，生产厂家、运维人员和检修人员使用可联网设备访问云端服务器来查询继电保护装置信息。

3.根据权利要求2所述的一种基于RFID继电保护装置全生命周期管理系统使用方法，其特征在于：RFID读写器对RFID标签的读写操作由生产厂家、运维人员和检修人员完成，RFID读写器读写RFID标签时都包含读取RFID标签内数据和向RFID标签写数据的过程，运维和检修人员所持有的RFID读写器除了读写操作外还包括再次激活RFID标签的操作。

4.根据权利要求2所述的一种基于RFID继电保护装置全生命周期管理系统使用方法其特征在于：生产厂家在使用已联网的RFID读写器读写RFID标签时，首先向RFID标签内写入生产时间、生产地点、读写时间以及每一件装置对应的生产编号，然后读取RFID标签所对应的序列号并与前期已写入的信息一起通过互联网上传到云端服务器，最后，RFID读写器向RFID标签写入开启指令，使RFID标签开始工作。

5.根据权利要求2所述的一种基于RFID继电保护装置全生命周期管理系统使用方法，其特征在于：运维或检修人员在使用已联网的RFID读写器读写RFID标签时，首先向RFID标签内写入本次读写地点、本次读写时间信息，然后读取RFID标签内包括温度在内的信息并与前期写入的信息一起通过互联网上传到云端服务器；运维或检修人员读取RFID标签采用的是抽查的方式，如果抽查到某一件装置存在异常或者温度不合格的情况，就将该装置列为重点监控对象，并及时将异常情况通过RFID读写器写入RFID标签内，同时信息将上传到云端，此时可选择通过云端服务器通知运维或检修人员前来处理异常。

6.根据权利要求1所述的一种基于RFID继电保护装置全生命周期管理系统使用方法，其特征在于：云端服务器对从已联网的RFID阅读器中接收信息，然后通过云端服务器内置的系统进行判别，对不同信息进行分类处理并保存，最终将装置信息推送给生产厂家、运维人员和检修人员，以供他们进行参考。

7.根据权利要求5所述的一种基于RFID继电保护装置全生命周期管理系统使用方法，其特征在于：云端服务器采用系统算法对商品温度信息进行分析判断，系统算法具体如下：服务器中针对每一种类型的装置配置温度阈值和时间阈值两个量，将通过RFID标签监测并通过已联网的RFID读写器读写并上传到云端服务器的温度信息与温度阈值和时间阈值进行比对，如果存在温度不在温度阈值上下限范围之内，并且不在温度阈值内的持续时间超出温度阈值的情况，则系统可以判定装置运行工况不合格，此时云端服务器向运维或检修人员发送相应警示信息以备生产厂家、运维人员和检修人员查阅，其他情况下可认为装置运行工况良好。

8.根据权利要求6所述的一种基于RFID继电保护装置全生命周期管理系统使用方法，其特征在于：生产厂家可以通过单件或成批次两种方式查询装置信息；生产厂家使用可联网设备查询装置信息，对于单台装置，生产厂家通过向可联网设备输入装置生产编号或RFID序列号查询单台装置信息；对于成批次查询，生产厂家通过向可联网设备输入装置生产厂家、装置生产时间、装置投运时间、装置安装地点来检索成批次装置RFID标签所存储信息。

9.根据权利要求6所述的一种基于RFID继电保护装置全生命周期管理系统使用方法，其特征在于：运维或检修人员获取装置保信息的方式有两种：服务器自动推送和人为主动查询。当运维或检修人员发现或处理装置异常情况时，可通过所持的已联网RFID读写器对RFID标签完成读写操作记录、查询设备的异常情况或处理情况，并将读取到的数据上传到云端，同时，运维或检修人员可以通过手机信息、邮件方式实时得到云端服务器的反馈信息，该信息可以由运维或检修人员选择性发送提醒运维或检修人员巡检；运维或检修人员也可以主动查询某一台、某各批次的信息，对于单台装置，运维或检修人员通过向可联网设备输入产品生产编号或RFID序列号查询单台装置RFID标签内所存储信息；对于成批次查询，运维或检修人员通过向可联网设备输入装置生产厂家、装置生产时间、装置投运时间、装置安装地点来检索成批次装置RFID标签所存储信息。

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