基于RFID的电力施工工地人、车、物智能化管理系统研究

引言

当前,电力施工工地的人、车、物管理多数停留在传统的安全员巡查阶段,人工作业仍然占据绝大比重,工作效率和信息化程度较低,故探究基于RFID的电力施工工地人、车、物智能化管理系统具有十分重要的现实意义。

1系统的开发背景

传统的采用人工巡查来实现电力施工工地人、车、物定位的模式,从人、车、物进入施工现场到离开施工现场全部作业都依靠人工手动完成,具有信息采集和处理方式老旧、采集到的信息量有限(采集到的都是静态信息,如车辆进入施工现场的时间,而诸如作业过程中物体移动轨迹等动态信息则很少涉及,因此难以实现管理对象的实时监控)、无法实现管理对象的信息跟踪、信息不能集成和共享等缺陷。

现阶段,对RFID技术在定位及实时监控中应用的研究已经较多,如在电力设备点检中引入RFID技术,实现电力设备定位、识别和是否实地点检的判定,能提高点检效率和点检结果的可靠性,同时结合电子地图和系统离线解决方案,也可确保点检工作在偏远无网络地区顺利开展。本文通过将RFID技术引入到电力施工工地人、车、物智能化管理中来取代传统人工作业模式,实现施工工地人、车、物的准确定位和实时监控,对提高施工现场管理水平极具价值。

2系统的详细设计

2.1系统的整体架构

系统的整体架构如图1所示,将带通信集中器的读卡器安装在施工工地门口,将RFID读卡设备安装在领取工具的库房门口,对进入施工工地的人、车、物(配戴各自的有源RFID标签)进行识读。作业区内读卡器和施工工地门口的读卡器组成无线局域网,相互之间可以进行信息交换,而管理中心通过施工工地门口的读卡器来获取施工工地的人、车和工具的位置信息,需要时可以发布作业指令到现场。施工人员从管理中心到施工现场的路径规划通过百度地图完成,每次到达地点后系统记录下当时的路径信息。

2.2系统的具体实施

2.2.1标签的安装

首先,人员标签的安装。由于进入电力施工工地的人员都必须佩戴安全帽,故系统将写有人员身份信息的电子标签绑定在各安全帽上,当配套安全帽的人员进入到施工工地时,将分别被工作区域内的识读设备识读,通过这些设备的先后识读将获取人员在施工区域内的停留情况。

图1 系统的整体架构

其次,工具标签的安装。将写有电力工具相关信息的电子标签绑定在电力工具上,当施工人员领取工具时,安装在工具库房的读卡器将对工具的领取人员及时间进行识读:当施工人员携带工具到达施工现场时,安装在施工工地门口的识读设备将对工具标签进行识读,获取工具到达施工工地的时间:当施工人员使用工具在施工工地进行具体作业时,作业区内的识读设备将对工具标签进行识读,获取工具在施工工地的具体使用时间。

最后,车辆标签的安装。将写有车辆信息的电子标签绑定在车辆上,当车辆驶过施工工地门口时,安装在门口的识读设备将对车辆标签进行识读,获取车辆到达施工工地的时间:当车辆在施工工地各作业区内行驶时,安装在工作区域内的各识读设备将对车辆标签进行分别识读,获取车辆在施工区域内的具体行驶轨迹。

2.2.2设备的安装

本系统涉及的设备主要包括桌面型读卡器、工具库房读卡器、作业区内读卡器及施工工地门口读卡器,具体安装方案如表1所示。

2.3工作区域内无线局域网的组成

低功耗广域网是为应对物联网的快速发展而提出的专为低带宽、低功耗、远距离、大量连接的物联应用而设计的无线通信技术,其中Lora与NBI0T是最典型也是最具发展前景的两个无线通信技术,两者的对比如表2所示。由于低成本、技术相对成熟的Lora模块已经可以在市场上找到,故施工区域内无线局域网采用Lora技术进行通信。

工作区域内无线局域网的组成方案如图2所示,集中器通过Lora接收模块对其接收范围内读卡器数据进行接收,并将数据通过移动运营商网络(4G、GPRs、GsM)或远距离Lora模块的方式将数据远传到服务器供服务器进行解析计算及相关处理。

3结语

本系统通过内置集中器的固定式有源标签读卡设备和内置Lora模块的固定式有源标签读卡设备,实现了施工工具的管理和人员作业区域的定位,这对于确保配电施工工程的安全生产至关重要,极具推广价值。