基于射频PDA的电力巡检系统客户端开发.pdf

机械研究与应用 制造业信息化 基于射频 P D A的电力巡检系统客户端开发 田 军 ， 万隆君。 ，苏奇深 ( 1 集关大学轮机工程学院， 福建 厦门3 6 1 0 2 1 ； 2 厦门迪控系统工程有限公司， 福建 厦门 3 6 1 0 0 0 ) ) 摘要： 针对传统电力巡检方式存在的各种弊端， 以电子标签作为巡检路线的标识， 采用带有射频读写功能的工业 P D A作为巡检设备 ， 设计 了基 于射 频 P D A的电力巡检 系统。通过 实际应用检验 ， 提 高了电力巡检 管理 的效率 和科 学性。重点介 绍 了P D A客 户端软件的设 计流程 ， 射频读 写功能 以及 P D A与后 台数据 库数据通信 的 实现 方 法 。 关键 词 ： RF I D： 电 力巡 检 ； Wi n d o w s Mo b i l e 中图分类号： T M 7 4 文献标识码： A 文章编号： 1 0 0 6 4 4 1 4 ( 2 0 1 0 ) 0 6 0 1 0 3 0 3 De v e l o p me n t o f p o we r p a t r o l l i n g s y s t e m c l i e n t b a s e d o n RF PDA T i a n J u n ， Wa n L o n g j u n ， S u Q i s h e n ( 1 Ma r i n e e n g i n e e r i n g i n s t i t u t e ， 脚 u n i v e r s i t y ， X i a m e n F u j i a n 3 6 1 0 2 1 ， C h i n a ； 2 X i a m e n d e l i g h t c o n t r o l s y s t e m s e n g i n e e r i n g C o 。 L t d ， X i a m e n F u j i a n 3 6 1 0 0 0， Ch i n a) Ab s t r a c t ：，I 1 l i s t e x t a i ms a t v a r i o u s d i s a d v a n t a g e s o f t h e t r a d i t i o n a l mo d e o f p o w e r p a t r o l l i n g ，u s i n g RF I D t a g s 8 8 t h e i n f o r ma t i o n c a r e r a n d a d o p t i n g i n d u s t r i al P DA w i t h RF I D f u n c t i o n，t h 。p o w e r p a t r o l li n g s y s t e m i s d e s i g n e d B y a c t u r al a p p l i c a t i o n a n d i n s p e c t i o nt h e e f fi c i e n c y a n d s c i e n t i fi c a l n e s s of p o we r p atr o ll i n g ma n a g e me n t a r e i mp r o v e d T I l e d e s i g n p r o c e s s o f t h e P D A c l i e n t s o f t w a r e ，t h e r e a li z a t i o n of R F I D f u n c t i o n a n d c o mmu n i c a t i o n b e t we e n P D A a n d GMS d a t a b a s e a r e p a r t i c u l arl y i n t r o d ue e d Ke y wo r d s ：RF I D；p o w e r p atr o l l i n g；w i n d o w s mo b i l e 1 引 言 电力行业 中， 对 电力设备定期到位 的巡视检查 是电力系统安全 、 稳定 运行 的重要保障 ， 线路巡检可 及时发现 电力设备 的缺陷故 障，做到 防患 于未然。 在现代电力行业中， 供电系统线路繁多 ， 且输 电线路 长、 电压等级多、 地域分布广 ， 因此给线路巡检和管理 工作带来了诸多 困难 。传统 的电力设备巡检普遍 采用的人工巡视、 手工纸质记录的落后工作方式 ， 存 在记录丢失 、 效率低下 、 工作周期长、 巡检的到位情况 不易于监督等管理上的漏洞 ， 使得电力部门不能及时 准确的掌握供电系统 盼没备状况lL 2 J 。采用先进 的射 频技术手段 ， 以带有射频读写功能的工业 P D A作为 电力巡检设备， 来解决电力巡检中存在的问题。 2 RF I D技 术在 电力巡检 中的应用 2 1 射频 P DA 电力巡检应 用 R F I D( R a d i o F r e q u e n c y I d e n t i f i c a t i o n ) ， 即射频识 别技术被世界公认为本世纪十大重要技术之一， 利用 电子标签、 射频读写器 等设备结合计算机 、 网络等技 术广泛应用到身份识别、 安全防伪等多个领域。随着 技术的发展， R F I D技术有 了更 为灵活的应用模式。 将微型 的射 频模 块嵌 入到 工业 P D A 中， 形 成射频 P D A， 不仅保持了 P D A原有功能 ， 而且还增加 了对电 子标签的读写功能， 利用 P D A的嵌 入式操作系统平 台， 可开发出各种应用程序 ， 拓展 了 R F I D技术 的应 用领域和范围。将射频 P D A应用到电力巡检中具有 诸多优点。 ( 1 )采用射频 P D A对贴有 电子标签的巡检路线 和设备进行采集 ， 可对巡检人员是否到位情况进行有 效监督。 ( 2 )借助 P D A强大的软硬件功 能， 可根据巡检 任务和巡检流程开发使用便捷的应用程序 ， 自动记录 巡检标记 ， 简化记录缺陷或读数 内容 ， 提高了巡检工 作的规范性和执行效率。 ( 3 )与传统 的方式 ( 手工记录或条码) 相 比较， R F I D技术应用于 电力巡检具有更高 的安全性 ， 同时 也提供了对整个 电力设备资产全生命周期管理“ 帐、 卡、 物” 一致性和联动管理的技术基础。 2 2 基于电子标签的电力巡检标识 电力巡检一般按照巡检任务指定的线路进行， 每 次任务包含多条巡检路线 ， 每条路线下分若干巡检方 位 ， 每个方位包含若干个需要巡检 的设备 ， 巡检人员 需按照一定的流程检查设备及线路的工作状况 ， 记录 有关缺陷和仪表读数。电子标签的诸 多优点正适合 作为输变电线路所有巡检任务 、 路线 、 方位 以及设备 收稿 日期 ： 2 0 1 01 01 7 作者简介： 田军( 1 9 8 2 一) ， 男， 安徽金寨人， 助理实验师， 主要从事电气工程及 自 动化教学和研究方面的工作。 1 0 3 制造业信息化 机械研究与应用 的标识， 其 E R实体关系如图1 所示。 通过调研电力公司对输变电线路及设备管理编 码， 保障各编码能同时存储在一张 R F I D标签， 设计 了 R F I D标签 中各编码 的存储 规范。项 目选用 1 3 5 6 MH z 、 I S O 1 5 6 9 3的电子标 签作 为信息载体。标 签 存储容量为 2 K b i t 。分为 6 4个存储块 ( b l o c k ) ， 按 块 号编址为 0 6 3 ， 每块 4个字节 ， 可存储 8位 1 6进制 数值。每张 R F I D标签都具有全球唯一的 U I D号 ， 正 常读写十万次以上 ， 数据保存十年以上。 图1 电力巡检 ER实体关系图 2 3 射频 P D A电力巡检流程 以变电站为单位 ， 在后 台设计巡检任务， 通过后 台数据库与 P D A端 的数据 同步 ， 可将 P D A联机 ， 将 当前 的巡检任务下载到 P D A端。 巡检人员携带 P D A到现场后 ， 根据巡检任务 的 路线， 使用 P D A定位并识别巡检设备， 显示相应的巡 查卡 ， 电子标签可监督巡检人员巡检是否到位 ， 同时 1 0 4 Y 选择 变电站巡检 界面 巡 检 任 务选 择 界 面 初始 化渡头、 选择读头 显示巡检路 线 否有路 线在检 、 ，一 N 在巡检过程中， 对需要进行仪表读数的设备进行数据 记录， 对缺陷的设备进行 缺陷记录 ， 在巡检完成后将 巡检记录通过有线或无线的方式上传至服务器。 3 P D A端的电力巡检程序设计 3 1 软件开发环境及总体介绍 射频 P D A端 的应用程序开发环境为 V i s u a l S t u - d i o N E T 2 0 0 5+Wi n d o w s m o b i l e 5 0 S D K， 开发语言 是 C # ， P D A上采用 S Q L S e r v e r C E数据库。 P D A上创建 的 S Q L S e r v e r C E数据库是存储结 构化数据的表集合 。在可 以存储数据库之前 ， 首先必 须在 P D A上创建一个名为 D B s d f的 S Q L S e r v e r C E 数据库。从后台下载到 P D A端巡检任务 ， 是 以一个 拥有基础 内容的数据库文件 D B s d f 。P D A端软件即 是对从后台更新的数据库文件进行操作。数据库方 位采用 O D B C的形式 ， 将数据库连接专 f q -入一个类 中。考虑到 P D A为嵌入式设备 ， 其硬件资源有限， 在 数据库连接时， 可采用连接池 的方式 ， 以节省每次连 接数据库的时问 ， 提高运行效率。 在项 目的应用中， 电子标签只表示每个巡检任务 和巡检路线的起始和结束 点， P D A端 的应用程序开 发主要是根据应用的流程要求设计软件界面 ， 根据巡 检进度对任务、 路线 、 方位做出 “ 已检” 、 “ 在检” 、 “ 未 检” 标识 ， P D A的射频读头只有在需要读取标签才开 启， 避免在其他功能操作时误读入标签 ，同时也使设 备处于省电的模式。程序的开发流程如图 2所示。 G F M S 中创建巡检任 务 l I ! 壁垫矍堕墨亘 l Lr 彳 藉翮 t 百 看 磊 关闭方位 列表和设备列 表的巡检 按钮 ，返回线路线程 、启动读头 读取路线 开始点 激活方位 列表和设 备列表 的巡检按钮 进入设备列表， 显示 为路 线在检。 关闭读头 示最新未检方 位 N 照方位排序检查7 状态是否有方位未 将当前方位标 志为已检 l 逐一记录临时表格上的设备记录本 记录缺陷、 查看指导书卜 叫 点击下一方位 返回方位 表巡检 罨垫直焦到奏 墨 图 2 P D A客户端程序流程 生 成当前方位必 读数设 备临时表 机械研究与应用 3 2 基于 P D A的电子标签读写功能实现 项 目中采用的是 U n i t e c h P A 6 0 0型 P D A， 设备 内 植 Wi n d o w s M o b i l e 5 0嵌入式操作系统 ， 对 电子标签 的读写程序则是在 Mo b i l e操作 系统平 台下 ， 同多对 串口读写操作 ， 完成射频模块各 函数的调用 ， U n i t e c h P A 6 0 0的电子标签的操作的底层程序封装在 R D I N T d U的动态库中， 编程时需按流程对相应 函数进行调 用 。主要的函数调用如下 ： RDI NT RDI NTs y s O p e n R e a d e r (9 ， 1 9 2 0 0， ” 0 0 0 0 0 0 0 0”， RDI NTTURN ON OFFTURN ON ， 7 0 0 ， o u t n B a u d r a t e ) ； 打开读头 RDI NT RDI NT Wo r k i n g T y p e ( 9 ，R D I N T WO R K I N G一 r Y P E wr _ I S 01 5 6 9 3 ) ； 设置工作模式 RDI NTRDI NTI S O 1 5 6 9 3 I n v e n t o r y( 9 ，0 x 2 6 ，O x O 0， O x O 0 ，r e f b s Ma s k 0 ， o u t b y t D s fi d ， o u t b s U i d 0 ) ； 选定 I S O 1 5 6 9 3标签 RDI NTRDI NT I S O 1 5 6 9 3 R e a d( 9 ，0 x 2 2 ，r e f b s U i d 0 ， 0 x 0 0 ， 0 x 0 2 ， o u t b s D a t a 0 ) ； I S O 1 5 6 9 3标签 区块读取数据 此外 ， 还有 I S 0 1 5 6 9 3标签区块写人数据、 关闭读 头、 天线控制 ( 节 电) 、 搜 寻 I S 01 5 6 9 3标签 、 选定 标 签、 将卡片序号转换成固定长度的字 串等多个函数 。 在程序开发 时， 通过对 R D I N T d u中函数 的调 用 ， 封装成 O k R e a d e r d l l ， 只样就使 得电力巡检软件 开 发 过 程 中操 作 读 头 时， 可 以不 再 过 多 考 虑 对 I S O1 5 6 9 3标签的操作过程 ， 只需调用以下 四个简单 的接 口函数即可 ： O k R e a d e r R e a d e r G e t S c a n n e r ( ) R e g i s t e r ( ) ； O k R e a d e r R e a d e r G e t S c a n n e r () O n G e t B a r c o d e E v e n t + = n e w； G e t B a r c o d e E e n t H a n d l e r( R o u t e F o r m N e w L o a d O n G e t B a r c o d e E v e n t ) ； O k R e a d e r R e a d e r G e t S c a n n e r ( ) O p e n ( ) ； 3 3巡检 P D A与后台数据库同步实现 ( 1 )R D A及其架构巡检人员进行工作前 ， 首 先要从后台获得巡检任务 ， 在巡检任务完成后 ， 需要 将 P D A上的作业数据上传到 电力生产管理系统 中。 P D A与后台 G MS系统 的数据 的上传 、 下载可以通过 S Q L S e r v e r C E中的远程数据访问( R D A， R e m o t e D a t a A c c e s s ) 对象来实现。R D A使用 C E数据库引擎、 C E 服务器端代理并利用 I I s 进行通信， 其架构如图 3 所 示 引。 R D A可 实 现从 M o b i l e应 用 程 序 对远 程 S Q L S e r v e r 数据库的访问， 可完成以下工作 ： 下载数据 ： 可将 G MS系统上的数据库( 包含巡检 任务) 下载到 P D A设备上 的 S Q L S e r v e r C E数据库 。 制造 业信 息化 图 3 R D A架构 捕获并上载数据 ： P D A端应 用程序可 以捕获用 户输入表单 、 G P S接受系统 、 R F I D读写器等数据 ， 并 将其存储在本地数据库 中， 并可将数 据上载到远程 G M S数据库中。 提交 S Q L语句 ： 对 于 P D A连接到 G MS数据库 时 ， 还可以利用 R D A来执行提交 S Q L语句来错做远 程 S Q L数据库表。 ( 2 )数据同步巡检任务完成后 ， 需要将数据上 传到后台服务器。P D A端程序可调 R D A的 P u s h和 P u l l 方法， 分别实现 了从 G MS的 S Q L S e rve r中提取 数据并将其存储在 S Q L S e rve r C E中的 D B s d f 中， 以 及将 S Q L S e rve r 数据库表 中数据下载到 S Q L S e r v e r C E数据库 中同名的表 中。R D A 的 S u b m i t S Q L方法 还支持 I n s e r t i n t o 、 U p d a t e 、 d e l e t e等标准语句 J 。系 统中调用的 P u s h ( ) 方法将巡检结束后 P D A端 D B s d f 数据库中的的任务表、 路线表方位表、 设备表上传 至服务器的代码如下 ： p r i v a t e v o i d P u s h( ) S q l C e R e m o t e D a t a A c c e s s r d a= n u l l ； 初始化 R D A 对象 r d a=D e w S q 】 C e R e 瑚o t e D a a A c c e s s ( ) ； r d a I n t e r n e t L o g i n =l o g i n ； 访问 I I S登录名 r d a I n t e me t P a s s w o r d =p a s s w o r d ； 访问 I I S密码 r d a I n t e m e t Ur l = URL； r d a L o c a l Co n n e c t i o n St r i n g ”Pr o v i d e r：Mi c r o s o f t S Q L S E R V E R O L E D B C E 2 0 ： ”+” D a t a S o u r c e= DB s d f ”； r d a P u s h ( ” X J T a s k ” ， r d a O l e D b C o n n e c t S t r i n g ， R d a B a t c h O p t i o n B a tc h i n g O n ) ； 上传巡检任务表 r d a P u s h ( ” X J R o u t e ”， r d a O l e D b C o n n e c t S t r i n g ， R d a B a tc h O p ti o n B a t e h in g O n ) ； 上传路线表 r d a P u s h ( ” X J U n i t ” ， r d a 0 l e D 三 ) C o n n e c t S t r i n g ， R d a B a t c h O p t i o n B a t c h i n g O n ) ； 上传方位表 r d a P u s h ( ” X J D e v i c e ” ， r d a O l e D b C o n n e e t S t r i n g ， R d a B a t c h O p t i o n B a t c h i n g O n ) ； 上传设备表 ( 下转第 1 0 7页 ) 1 0 5 机械研究与应用 秀的 C A P P系统均应遵循 以下基本点。 ( 1 )C A P P的设计要围绕产品结构来进行 ， 这样 做能够直观 、 方便 、 快捷地查找和管理工艺文件。 ( 2 )好 的 C A P P应当具有好的工艺管理系统， 包 括产品级的工艺路线设计， 材料定额汇总等 ， 这项工 作对于工艺设计和成本核算起着指导性的作用。 ( 3 )生产资源管理也是重要的一个方面。C A P P 系统应该广泛而灵活地提供资源内容和资源使用方 式， 以方便生产资源的管理与维护。 ( 4 )C A P P系统应高效率、 高质量地保证工艺设 计 的完成， 这是 C A P P的核心工作。 ( 5 )C A P P还应该对生成 的工艺文件提供 良好 的管理系统 ， C A P P虽然可 以实现部分 自动化、 智能 化 ， 但终究离不开人 的参与 ， 所 以 C A P P生成的工艺 文件是工艺设计者的智慧结晶， 如不能有序 、 高效地 实现管理 ， 将造成人力资源和计算机资源的浪费。 C A P P如果实施得当 ， 可为生产企业节约大量的 前期生产成本 ， 使工艺设计人员从繁重的工艺设计工 作中解脱出来。对于中小生产企业有很多好处， 而成 功实施 C A P P必须得到企业高层的重视 ， 并且生产基 础数据要规范正确。 下面以笔者曾参与实施 的江苏扬州某 轴承生产 公司的 C A P P系统为例来说 明 C A P P在现代企业 中 的构建 。 从 2 0 0 9年 5月开始， 为成功实施 C A P P ， 实现企 业信息化生产 ， 与扬州某轴承厂工艺设计相关人员及 其信息技术部协同工作， 经过 7个月的调研 ， 程序开 ( 上接 第 1 0 5页 ) M e s s a g e B o x S h o w ( ” 数据上传成功” ) ； r d a D i s p o s e ( ) ； 释放 R D A对象 4 结语 基于射频 P D A的电力巡检系统作为一种对电力 系统设备管理的新模式， 克服了传统手工或条码巡检 模式的各种弊端 ， 提高了巡检管理 的质量、 效率 以及 规范性， 为 电业局输变电系统的安全提供了更好的保 障。本系统在福建省内多个电业局使用测试 ， 软件功 能丰富， 界面简单易用 ， 性能稳定。除 R F I D技术外 ， P D A电力巡检系统还可以将 G P S G I S技术融合在一 起 ， 实现图形化定位、 导航等更为丰富的功能。 制 造 业信息 化 发 ， 可 靠性 验证 ， 培训 和试运 行。该 企业 C A P P于 2 0 1 0年新年伊始上线运行。 在初期的试运行中发现 ， 虽然技术部的工艺相关 信息通过 C A P P实现了共享。但是 由于纸质工艺卡 仍然是零部件工时信息的依据 ， 并由各车间的工时定 额员自行维护， 这造成了部分信息的重复输人。经过 实践 ， 将工时信息纳人 C A P P ， 使得 系统 有效的对信 息进行整合。 随后根据该厂实际情况 ， 建立了集成工装任务书 流程 ， 自制工装 台账 ， 及台账 统计功能完善 的 C A P P 系统。同时该 C A P P与该厂 已有 的 P D M 系统结合 ， 使得 C A P P可以自 行获取 P D M中的设计信息并在此 基础上进行工艺设计 ， 缩短了工艺设计周期 ， 达 到了 预期 目的。 5 总 结 现代企业通过实施 C A P P ， 可 以实现生产作业各 系统间的有效集成 ， 提高工作效率， 使企业缩短生产 技术准备周期 ， 同时也使企业 的工艺设计更加标准、 有序地进行 ， 为企业的发展奠定 良好基础。 参考文献： 1 陈小玲 C A P P 在铁路机械制造企业中的应用 J 金属加工冷 加工 ， 2 o l o ( 1 3 ) ： 6 9 2 吴嘉， 王嫒 C A P P 发展现状及展望综述 J 机电产品开发 与创新 ， 2 0 1 0( 2 ) ： 8 2 8 3 3 周晓邑 ， 刘小青 交互式 C A P P系统的研究与开发 J 装备 制造 技术 ， 2 0 1 0 ( 4 ) ： 9 0 9 4 参考文献 ： 1 徐镇方 ， 梅鲁海 电力线路 自动巡检 管理系 统 J 电气时代 ， 2 0 0 4 ( 2 ) ： 9 89 9 2 侯民， 陈春玲， 李娜 基于 A R M的便携式电力巡检仪的研 究与设计 J 农业科技与装备 ， 2 0 0 8 ( 3 ) ： 5 55 7 3 张冬泉 ， 谈南林 ， 王雪梅 ， 等 Wi n d o w s C E实用开发技术 M 北 京 ： 电子工业 出版社 ， 2 0 0 6 4 邓志超 ， 康海锋 ， 林和平 ， 等 Wi n C E N e t 平台下 电力巡检仪数据 同步研究与实现 J 计算机与信息技术， 2 0 0 7 ( 2 ) ： 8 1 4 5 李亚宁 基 于 S Q L S e r v e r 的数据库 同步原理研究 J 科技广场 ， 2 0 0 9 ( 7 )：6 8 7 O 1 0 7