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基于二维码的移动巡检新系统的设计与实现
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更新于2023-03-03
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随着物联网和互联网技术在智能电力巡检中的应用及发展,针对电力设备巡检的现状和任务需求,将智能手机终端引入到电力设备的监测中,设计并实现了基于二维码的智能移动巡检新系统。该系统方案结合了二维码扫描识别技术,并融合3G移动通信技术和Web Service数据挖掘技术等,构建了一个新的智能移动巡检平台。该巡检方案已经在国内某水电站成功部署,现场试验证明可以大量节省成本,提高电力巡检自动化水平,在行业内具备实用性和推广性。
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基于二维码的移动巡检新系统的设计与实现基于二维码的移动巡检新系统的设计与实现
随着物联网和互联网技术在智能电力巡检中的应用及发展,针对电力设备巡检的现状和任务需求,将智能手机
终端引入到电力设备的监测中,设计并实现了基于二维码的智能移动巡检新系统。该系统方案结合了二维码扫
描识别技术,并融合3G移动通信技术和Web Service数据挖掘技术等,构建了一个新的智能移动巡检平台。该
巡检方案已经在国内某水电站成功部署,现场试验证明可以大量节省成本,提高电力巡检自动化水平,在行业
内具备实用性和推广性。
[1]
。电力设备
[2-4]
。只有实现多种网络的互联互通,才能提高电力系统信息化水平,实现电力设备巡检系统的全面智能化。
本文首先分析了电力设备的巡检现状,然后针对某水电站巡检的实际需求,设计了基于
1 电力巡检系统现状分析电力巡检系统现状分析
目前,电力企业巡检人员通常采用“看、闻、听、摸、问、测”六方法进行移动式巡回检查,以维持电力生产设备的正常性
能;或者采用手持移动计算设备(PDA)获取设备信息,利用射频技术(RFID)技术来标识和辅助定位智能电网中的电力设
备
[5-6]
。但要使巡检操作和统计管理更加智能化,普及率更高,目前国内电力设备的智能移动巡检软件仍然存在较大的提升空
间,主要体现在以下几个方面:
(1)物联网的核心和基础仍然是互联网,其本质是高度集成的开放式通信系统。因此,第四代智能移动巡检系统应该更多
地融合3G移动技术、智能移动终端、二维码信息技术等前沿技术。
(2)普遍使用的RFID设备
[7]
标识,必须配备相应的手持机PDA,方可读取设备信息。而PDA配套设备等多数造价昂贵,导
致电力系统内智能巡检的覆盖率和普及率低,巡检规模大大受限于设备数量和业务复杂度。
(3)巡检的移动性导致设备服务的位置和所处的环境不断变化。目前,手持PDA系统定位通常基于美国GPS系统或者我国
的北斗卫星定位系统
[8-9]
,定位精度的改进还依赖于我国北斗卫星定位系统的完善和成熟;并且对于非户外的电力设备巡检并
不理想。此外,巡检前的任务内容通常必须由RS232接口连接传输至PDA,实时更新性不好,个性化更改任务的功能也不具
备。
(4)另外,RFID还有一个很大的缺点,它会不时地发出射频信号,从而可能泄露用户的地址,因此不利于用户或者专网的
信息安全与隐私保护等。
2 基于二维码的移动智能巡检系统设计基于二维码的移动智能巡检系统设计
2.1 二维码的技术特性二维码的技术特性
二维信息码是通过特定几何图形在二维平面上有规律地分布而形成的黑白相间的图像来记录信息,在代码编制上利用构成
计算机内部逻辑基础的“0”、“1”比特流的概念
[10-11]
。在识别时,即采用智能手机的拍照功能对二维码进行扫描,通过其内置二
维码阅读引擎识读该条码后,就能自动识别、处理、解读其中所隐含的信息。
由于前文所提到的RFID的种种局限性,本设计从可扩展性、资源有限性、安全实时性和环境的动态变化性几个方面进行分
析,在智能手机平台上设计并开发了该智能移动巡检新系统。本系统的最大优势在于:
(1)以前的巡检系统只是单向的数据采集,而安装了智能巡检系统客户端的手机终端以3G网络和无线通信网络为依托,能
够实时地接收到系统推送的服务通知等,也可以实时、双向地对用户发布大量信息,快捷方便。
(2)二维码高密度编码,信息容量大,编码范围广,译码可靠性高,可引入加密措施,易制作,且成本低廉,易推广。
(3)系统服务器端可以针对企业的特殊要求,按需部署各项服务,更能针对后期数据处理和统计,建立QoS 评估模型,展
开科学化的统计分析及预测,更加有利于后期的服务选择和服务组合。
(4)本系统真正结合了3G移动通信技术和智能手机终端技术,既能降低资源消耗,同时还保证网络传输的精确率,真正地
实现了7×24小时的移动巡检。这都是之前所有传统的巡检系统所不能办到的。
2.2 基于二维码的移动巡检系统的设计与实现基于二维码的移动巡检系统的设计与实现
由上面分析可知,基于智能终端的物联网相较于现有电力通信网,在环境动态变化性、安全实时性和资源可扩展性等方面
都具有较大优势。因此,针对企业电力设备的巡检现状和具体任务需求,本文设计了基于二维码扫描识别的智能手机端新移动
巡检系统,将带有摄像头的智能手机终端作为识读二维码的工具,通过客户端软件识读设备上的二维码,进行本地解析,执行
业务,并与应用服务器发生在线交互,进而获取各项巡检任务和巡检设备信息,实现各种巡检功能。
该系统主要由客户端、网络和服务器端三部分构成,其中网络主要由Internet、3G、WLAN构成。下面就这三部分的软件设
计及功能实现做详细阐述。
2.2.1 系统客户端设计系统客户端设计
本系统客户端软件界面采用了C++编程技术,在智能手机的Android操作系统平台上,基于Qt Quick(Qt User Interface
Kit)来编写应用程序。同时,采用基于Java语言开发并搭建符合理念和框架的移动巡检服务平台。
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