浅谈户外作业中手工具的智能管理

引言

随着智能电网向纵深发展,设备类型增多,继而导致维护检修所使用的手工具种类与数目变得繁多且复杂,因此工作人员将工具丢失或者丢在工作现场的情况时有发生,对电网的安全运行带来了很大隐患。

同时,在电力检修维护中,工器具管理员对工器具的管理,需要定期对工具箱进行清点,即亲自打开工具箱并清点数目,还是采用的人工管理方法,费时费力,且常常容易出现错误。

本文根据以上不足,将智能物联网技术引用到工器具管理的应用中,设计了一种智能联网工具箱,能实现智能实时盘点,及时发现工器具的现场遗留情况,既保证了工器具的管理到位,又省心省力地确保了现场的工具不遗漏。

1智能联网工具箱原理结构与模块功能

本文设计了一种智能联网工具箱,结构如图1所示,其主要由主控制器、WiFi模块、蓝牙模块、声光报警器、显示屏、UHF读卡器、UHF天线切换装置、UHF天线、锂电池、充电模块组成。主控制器(1）通过串口与WiFi模块(11）、蓝牙模块(12）、显示屏(14）、UHF读卡器(2）连接:主控制器(1）通过1o输出口与声光报警器(13）连接:锂电池(21）和充电模块(22）通过红黑并线与主控制器(1）连接:UHF读卡器(2）和UHF天线切换装置(3）通过同轴电缆连接:UHF天线切换装置(3）和UHF天线1(4）、UHF天线2(5）、UHF天线3(6）通过同轴电缆连接。

工具箱工作时,移动端通过主控制器向读写器发出相关指令,读写器将指令以无线电波形式发射出去,当标签处在天线识别区时,标签天线接收到电磁波后感应出自身工作需要的能量,然后将内部存储器数据传输给读写器。读写器感应到标签返回的信息后,内部控制电路对电波进行解调,然后通过相应数据接口传到移动端。

WiFi模块、蓝牙模块用来进行无线通信,主要是连接移动终端APP,方便远程移动终端控制工具箱,对读卡器发送巡检指令。

智能联网工具箱中的每个工具均设有唯一识别信息的UHF标签,智能联网工具箱内置有UHF读卡器,UHF读卡器通过UHF天线激活UHF标签发出的UHF信号并收取该UHF信号,以读取信号中的识别信息进行内部校对并通过蓝牙模块发送给移动终端APP。

天线切换装置用于轮询UHF天线1、UHF天线2和UHF天线3三个不同位置读取回来的UHF信号信息并进行校对,防止因为标签阻挡或者信号不佳导致漏读。UHF读卡器用来读取UHF天线切换装置的信号并传送的给主控制器。

声光报警器和显示屏作为智能工具箱输出结果的存放装置,用于实时显示工具箱的工作状态。锂电池同时与主控制器、WiFi模块、蓝牙模块、UHF读卡器、显示屏进行PCB或者双线连接,对其提供稳定的直流电源。主控制器根据读卡器读取的三个UHF天线得到的信息,全方位判断工具箱里面工具的状态,例如摆放正确或者遗失等。

移动端通过WiFi和蓝牙对工具箱里面的工具进行实时管理,有效地解决了外带工具箱导致的工具丢失、工具乱放、管理困难、维护复杂等问题。

2智能联网工具箱工作过程

智能联网工具箱是通过主控制器向读卡器发送自检和巡检指令来完成工具管理工作的,发送指令可由移动终端通过主控制器下达。首先主控制器下达指令给UHF读卡器,UHF读卡器控制UHF天线切换装置通过轮询的方式读取UHF天线1、UHF天线2、UHF天线3读取的UHF标签信息,并将信息发送给主控制器,主控制器将得到的信息与其内部预置的信息进行数据对比,判断是否存在UHF标签丢失或者UHF标签多余的情况,如果出现UHF标签丢失或者UHF标签多余,主控制器将通过WiFi模块和蓝牙模块把异常信息上传到远程服务器或者移动终端,并启动声光报警器报警,显示屏进行异常提示。由于三个UHF天线是采用轮询的方式,当UHF读卡器接收到主控制器发过来的切换天线命令,UHF读卡器通过UHF天线切换装置选择UHF天线,进行单一天线读取操作,UHF读卡器通过每个天线读取回来的UHF标签信息进行内部数据汇总,判定是否存在UHF标签丢失或者UHF标签多余,最后UHF天线切换装置进行开启或者关闭。三个UHF天线安装在不同角度的位置,以防止对UHF标签的漏读[2]。

工作流程可以描述为:首先启动系统一初始化硬件一(A）通过指令切换UHF天线1一读取UHF标签数据1一通过指令切换UHF天线2一读取UHF标签数据2一通过指令切换UHF天线3一读取UHF标签数据3一主控制器进行UHF标签数据处理一判断处于WiFi连接状态一上传标签数据结果一判断处于蓝牙连接状态一启动工具箱防丢机制一上传标签数据结果一声光报警器一显示屏刷新一返回(A）,如图2所示。

3智能联网工具箱应用效果验证

以电力系统内某两个检修班组(1班组和2班组）的实际应用为例,在进入到工作现场时,1班组使用传统的人工管理方式,2班组使用智能联网工具箱,以每次出工用时、现场工器具管理用时(工作完结后现场盘点）作为量化指标,对工具使用情况进行为期15天的实验统计。假设每个人的工作类型相似,统计结果如表1所示。

从表1中可以看出,由于工作完成后要整理、核对工具并及时装箱,两个班组在做三种同样的工作时,使用智能联网工具箱的2班组明显节省了工作时间,并且没有出现任何工具丢失等异常情况。

4结语

综上所述,本文根据传统工具箱人工管理的不足,设计了一个基于RFID技术的智能联网工具箱,能够实现对箱内维修工具安全、准确、实时的自动识别和管理,具有友好的人机交互性和可扩展性,有效避免了传统人力管理疏忽而带来的安全隐患,通过新技术、新模式的应用,降低了生产成本,减轻了工作人员的工作负担,提高了工作效率,夯实了安全生产的基础。