CN204595921U - 基于rfid的配电变压器信息管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于RFID的配电变压器信息管理系统，RFID电子标志牌安装于配电变压器上，以无源方式大容量长期储存配电变压器的各种参数信息；手持RFID控制器与RFID电子标志牌通过射频无线电讯号连接，用于自动远距离无线读取RFID电子标志牌中存储信息并无线上传到后台服务器；后台服务器通过通信网络与手持RFID控制器器进行通信连接，通信网络通过VPN方式提供通信信道，并传输RFID电子标志牌中存储的配电变压器信息。本实用新型能够保密性高，现场免维护，安装方便，实现了配网变压器参数信息的数字化管理，提高了配电线路变压器管理的科学性和规范性，为整个配电网的安全稳定运行提供了帮助。

Description

基于RFID的配电变压器信息管理系统

技术领域

本实用新型涉及电力系统配电设备管理系统具体地指一种基于RFID的配电变压器信息管理系统。

背景技术

随着社会发展，电力在人类生产、生活中发挥着不可替代的作用。因此，保证配网线路的安全、稳定与畅通也变得尤其重要。配电变压器设备是电力系统配网的重要组成部分，它们多处于长期运行状态，其长期暴露在大自然之中，不仅承受正常机械载荷和电力负荷的作用，而且还经受污秽、雷击、强风、高低温和鸟害等外力侵害。上述因素将会促使配电变压器老化、氧化和腐蚀，如不及时发现和消除，就可能会发展成为各种故障，对配网系统的安全和稳定构成极大威胁。

配电变压器的信息化管理是提高配网线路运行维护、安全高效施工的重要手段，配电变压器数字铭牌是信息化管理中衔接技术管理和现场的重要纽带，准确清晰的铭牌信息对于现场的安全保护、高效施工、巡线管理有着积极意义。在目前的配电变压器巡检中，虽然可以直观的看到每台配电变压器所处的线路，电系编号，并可以知道其容量，但其他信息诸如生产厂家、生产日期、型号，使用年限等信息在巡检时只能通过查看其手工铭牌得到，而由于配电变压器的安装位置一般较高，且铭牌有时污损、脱落或被遮挡，该类信息不易获取；而且读取时需要人工手抄，读取不便，而且不能抗风吹雨晒，需要经常更换。

发明内容

本实用新型的目的就是要克服现有技术所存在的不足，提供一种基于RFID的配电变压器信息管理系统。

为实现上述目的，本实用新型所设计的基于RFID的配电变压器信息管理系统，包括RFID电子标志牌、手持RFID控制器和后台服务器，其特别之处在于：所述RFID电子标志牌安装于配电变压器上，以无源方式大容量长期储存配电变压器的各种参数信息；所述手持RFID控制器与所述RFID电子标志牌通过射频无线电讯号连接，用于自动远距离无线读取RFID电子标志牌中存储信息并无线上传到后台服务器；所述后台服务器通过通信网络与手持RFID控制器器进行通信连接，所述通信网络通过VPN方式提供手持RFID控制器器与后台服务器之间的通信信道，并传输RFID电子标志牌中存储的配电变压器信息。

上述方案中，所述RFID电子标志牌包括盒体和无源大容量RFID标签，所述无源大容量RFID标签镶嵌在所述盒体中。

上述方案中，所述盒体为一次加工成型的ABS材料，所述盒体上设有将RFID电子标志牌安装在配电变压器上的两个安装孔。这样，可以通过抱箍将盒体方便的安装在配电变压器本体上。而且，盒体的封闭性好、防水防尘、耐冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性，电气绝缘性能优良，盒体尺寸稳定、不变形，表面光泽性好。

上述方案中，所述无源大容量RFID标签上设置有高灵敏度的感应线圈，所述感应线圈为镀在盒体上的铜膜线圈，所述盒体上还嵌有体积非常小的集成电路芯片，所述集成电路芯片中设置射频发射模块、控制模块和并行存储模块，所述感应线圈在距离手持RFID控制器大于10米的位置，凭借感应电流所获得的能量，通过射频发射模块与控制模块将并行存储模块的信息发射给手持RFID控制器。

在上述技术方案中，所述手持RFID控制器为特殊设计的工控电脑，包括RFID读写器、微控制器、无线传输模块、显示屏、触摸屏、电源模块以及存储模块，所述RFID控制器和无线传输模块均与所述微控制器双向连接，所述电源模块的输出端与所述微控制器连接，所述微控制器的输出端与所述显示屏的输入端连接，所述触摸屏的输出端与所述微控制器的输入端连接，所述微控制器与所述存储模块双向连接。

在上述技术方案中，所述后台服务器包括PC电脑、配电变压器信息管理系统和VPN网络交换机，所述PC电脑与所述VPN网络交换机双向连接，并通过VPN专网与配网巡检现场所述RFID控制器进行数据交换，所述配电变压器信息管理系统为基于Visual Studio 2010开发的配电变压器信息后台管理软件，实现了配电变压器信息的数字化管理。

本实用新型中的RFID即Radio Frequency Identification，射频识别，又称电子标签、无线射频识别，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触，是一种非接触式的自动识别技术，通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。当手持读写器与标签卡的距离在有效范围内时，标签进入读卡器发送磁场，接收读卡器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量激活标签内集成芯片发送出存储在EEPROM存储器中的信息；读卡器读取信息并解码后，送至CPU系统进行有关数据处理。一套完整的RFID系统，是由读卡器与电子标签及应用软件系统三个部份所组成，其工作原理是读卡器发射一特定频率的无线电波能量用以驱动标签卡发射电路将内部的数据送出，此时读卡器便依序接收解读数据，送给应用程序做相应的处理。

本实用新型采用上述技术方案，具有下列优点和积极效果：

1、系统配套设施少，成本较低，易于实现，RFID电子标志牌现场安装方便，不需要光源，甚至可以透过外部材料即可读取数据；

2、RFID控制器现场可以在距离RFID电子标志牌大于10米的位置进行读写，读取距离远，操作简便，易于熟练掌握，降低了巡检工作人员的劳动强度，出现失误几率小，安全性和可靠性较高；而且，RFID控制器能够同时处理多个RFID标签，RFID标签的内容可以根据后台服务器要求动态改变；RFID标签的数据存取有密码保护，安全性更高；

3、系统采用可靠性高、保密性好、运行费用低的VPN通信网络，实现RFID控制器与后台服务器的数据交互，满足电力运行的实际需求；

4、以RFID技术作为桥梁，实现了现场配电变压器与后台服务器的信息实时同步，有利于管理人员实时掌握变压器的各项状态信息，及时安排检修与维护计划，提高设备的安全运行水平；同时，也可对现场人员的操作行为进行远程监控和指导；

5、配电变压器后台管理软件具有设备信息自动录入、报表自动生成功能，避免了因手工登记造成的设备遗漏，台账缺失问题；自动导入的信息可以配合PMS(生成管理系统)和GIS(地理信息系统)，实现设备的可视化管理，并为生产管理提供及时有效的信息支持。

6、该系统实现了配电变压器的寿命检修管理，提高了配电线路变压器管理的科学性和规范性，为整个配电网的安全稳定运行提供了帮助。

附图说明

图1为本实用新型基于RFID的配电变压器信息管理系统的结构示意图。

图2是图1中RFID电子标志牌的结构示意图。

图3是图2中无源大容量RFID标签的结构示意图。

图4是图1中手持RFID控制器的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述。

图1中所示的基于RFID的配电变压器信息管理系统，包括RFID电子标志牌1、手持RFID控制器2和后台服务器3。RFID电子标志牌1安装于配电变压器5上，以无源方式大容量长期储存配电变压器5的各种参数信息。手持RFID控制器2与RFID电子标志牌1通过射频无线电讯号连接，用于自动远距离无线读取RFID电子标志牌1中存储信息并无线上传到后台服务器3。后台服务器3通过通信网络4与手持RFID控制器器2进行通信连接，通信网络4通过VPN方式提供手持RFID控制器器2与后台服务器3之间的通信信道，并传输RFID电子标志牌1中存储的配电变压器5信息。

如图2所示，RFID电子标志牌1包括盒体1.1和无源大容量RFID标签1.2，无源大容量RFID标签1.2镶嵌在盒体1.1中。盒体1.1为一次加工成型的ABS材料，盒体1.1上设有将RFID电子标志牌1安装在配电变压器5上的两个安装孔1.3。

如图3所示，无源大容量RFID标签1.2包括感应线圈1.2.1、射频发射模块1.2.2、控制模块1.2.3和并行存储模块1.2.4，感应线圈1.2.1与射频发射模块1.2.2连接，射频发射模块1.2.2与控制模块1.2.3连接，控制模块1.2.3与并行存储模块1.2.4连接。感应线圈1.2.1为远距离高灵敏度天线，在与RFID控制器2距离大于10米的位置，凭借感应电流所获得的能量，通过射频发射模块1.2.2与控制模块1.2.3发送出并行存储模块1.2.4中的配电变压器信息，发射给手持RFID控制器2。并行存储模块1.2.4为两块并行的EEPROM存储器，可以存储大量配电变压器参数信息，满足现场巡检数据量要求。

无源大容量RFID标签1.2上的感应线圈1.2.1为镀在盒体1.1上的铜膜线圈。盒体1.1上还嵌有体积非常小的集成电路芯片，集成电路芯片中设置射频发射模块1.2.2、控制模块1.2.3和并行存储模块1.2.4。

如图4所示，手持RFID控制器2包括RFID读写器2.1、微控制器2.2、无线传输模块2.3、显示屏2.4、电源模块2.5、存储模块2.6以及触摸屏2.7，RFID读写器2.1和无线传输模块2.3均与微控制器2.2双向连接，电源模块2.5的输出端与微控制器2.2连接，微控制器2.2的输出端与显示屏2.4的输入端连接，微控制器2.2与存储模块2.6双向连接。存储模块2.6包括内存2.6.1、flash存储器2.6.2和SD卡2.6.3，内存2.6.1、flash存储器2.6.2和SD卡2.6.3分别与微控制器2.2双向连接。电源模块2.5包括电池2.5.1和电源控制电路2.5.2，电池2.5.1与电源控制电路2.5.2的输入端连接，电源控制电路2.5.2的输出端与微控制器2.2连接。触摸屏2.7的输出端与为控制器2.2连接，实现人机交互时的控制命令输入。

本实用新型的工作过程：

使用时，将RFID电子标志牌1固定在配电变压器5的安装孔上，在RFID电子标志牌1中的无源大容量RFID标签1.2上存储该配电变压器5的参数信息，包括每台变压器的唯一编号，所处的线路编号，电系编号，容量，出厂信息，安检数据，所属单位，责任人；手持RFID控制器2内运行有现场操作软件，通过RFID读写器2.1与射频发射模块1.2.2射频无线数据传输，对无源大容量RFID标签1.2中存储的配电变压器5的信息进行读写。

手持RFID控制器2中终端软件用MS-VS 2010开发，软件点击读取无源大容量RFID标签1.2的信息，RFID读写器2.1会输出射频信号，当无源大容量RFID标签1.2感应到RFID读写器2.1的射频信号后，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在并行存储模块1.2.4中的杆塔信息，RFID读写器2.1收到配电变压器信息后，经过数据处理，启动无线传输模块2.3，通过电力局内与电信运营商建立的VPN网络将配电变压器5的信息发送到站内的后台服务器3。

后台服务器3为工控机电脑，装有Windows 2007 Server操作系统，通过网线接在VPN网络交换机上，与手持RFID控制器2通过VPN通信网络4进行连接通信，通过基于Visual Studio 2010开发的配电变压器信息后台管理软件，负责配电变压器信息的接收与存库分析以及负责管理配电变压器的信息与数据，实现了配电变压器信息的数字化管理。此外，通信网络4通过VPN方式提供手持RFID控制器2与后台服务器3之间的通信信道，传输RFID电子标志牌1中存储的配电变压器5信息。

Claims (4)

1.一种基于RFID的配电变压器信息管理系统，包括RFID电子标志牌(1)、手持RFID控制器(2)和后台服务器(3)，其特征在于：

所述RFID电子标志牌(1)安装于配电变压器(5)上，以无源方式大容量长期储存配电变压器(5)的各种参数信息；

所述手持RFID控制器(2)与所述RFID电子标志牌(1)通过射频无线电讯号连接，用于自动远距离无线读取RFID电子标志牌(1)中存储信息并无线上传到后台服务器(3)；

所述后台服务器(3)通过通信网络(4)与手持RFID控制器器(2)进行通信连接，所述通信网络(4)通过VPN方式提供手持RFID控制器器(2)与后台服务器(3)之间的通信信道，并传输RFID电子标志牌(1)中存储的配电变压器(5)信息。

2.根据权利要求1所述的基于RFID的配电变压器信息管理系统，其特征在于：所述RFID电子标志牌(1)包括盒体(1.1)和无源大容量RFID标签(1.2)，所述无源大容量RFID标签(1.2)镶嵌在所述盒体(1.1)中。

3.根据权利要求2所述的基于RFID的配电变压器信息管理系统，其特征在于：所述盒体(1.1)为一次加工成型的ABS材料，所述盒体(1.1)上设有将RFID电子标志牌(1)安装在配电变压器(5)上的两个安装孔(1.3)。

4.根据权利要求2所述的基于RFID的配电变压器信息管理系统，其特征在于：所述无源大容量RFID标签(1.2)上设置有高灵敏度的感应线圈(1.2.1)，所述感应线圈(1.2.1)为镀在盒体(1.1)上的铜膜线圈，所述盒体(1.1)上还嵌有集成电路芯片，所述集成电路芯片中设置射频发射模块(1.2.2)、控制模块(1.2.3)和并行存储模块(1.2.4)，所述感应线圈(1.2.1)通过射频发射模块(1.2.2)和控制模块(1.2.3)，将并行存储模块(1.2.4)的信息发射给手持 RFID控制器(2)。