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“输电线路在线监测系统”就是针对输电线路的安全性和使用寿命等问题而研制的电力行业设备在线监测产品。
该系统主要由两大部分组成:前端监测终端(下位机)和后台主站系统(上位机)。前端监测终端安装在线路杆塔上,主要由各种传感器、摄像机、主处理器单元、通信模块和供电单元构成。传感器包含拉力传感器、风速传感器、风向传感器、环境温度传感器、湿度传感器、倾角传感器、泄漏电流传感器及导线温度传感器等。前端监测终端采集上述传感器的数据以及图像数据,通过GPRS/CDMA/SMS网络传送到在INTERNET上的上位机(接收中心),上位机把当前的图像数据和相关传感器数据存到数据库或者硬盘中,电力监控网用户通过监控软件访问接收中心并从数据库或硬盘中读取当前杆塔位置的信息,为输电线路灾害预警提供依据。
该系统主要功能包括覆冰状态监测、气象参数监测、图像监测功能、电气参数监测、力学参数监测及导线温度监测等功能。
覆冰状态监测:通过相关的在线监测设备,实时测量导线重量、绝缘子串风偏角、风速、风向、温度等参数,分析软件综合上述数据、导线相关参数及相关数据模型,计算出目前导/地线的等值覆冰厚度。
气象参数监测:微气象监测通过在线监测线路环境温度、湿度、风速、风向、雨量、大气压力等参数,对气象数据进行综合分析,将所有数据通过各种报表、统计图、曲线等方式显示给用户。
图像监测:通过在杆塔上/或输电线上安装摄像装置,实现在线监测输电线路运行状况。通过图像监测可以直观地实现对线路覆冰情况的观测。远程图像监控适用于危险点、突发事故点的有效监控。
电气参数监测:电气参数监测主要指绝缘子泄露电流监测。采集运行状态下绝缘子表面的泄露电流和脉冲频次及温度、湿度等参数,将采集到的信息以GSM/GPRS/CDMA方式传输到监控中心,经过系统分析软件的智能分析和判断,显示出绝缘子表面的积污状态及其发展趋势,绘出各种变化曲线,在污秽过限时,发出报警信号;同时,系统分析软件能根据各监测终端采集的运行数据,自动绘制出各地市甚至整个区域的污区分布图,在经过一段时间后,系统还可以更新污区分布图,有效防止和减少线路污闪及冰闪事故,提高线路安全运行及信息化管理水平。
导线温度在线监测:通过采集导线温度,掌握各导线温升情况,当某处温度超限时及时通过短信的方式发给相关管理人员。该系统也为动态提高电网输送能力提供决策依据,增加输电能力,缓解电力紧张形式。
现如今的火电厂基建物资仓储管理,仍是传统的操作过程。无论是物资的入库、出库,还是物资的移库、盘点等工作,全是人工操作,这样就产生了很多问题,诸如:工作效率不高,但管理成本过高;过程管理不规范,没有统一的操作标准;信息更新不同步,容易出现纰漏或差错;信息化、智能化程度不足,每个节点都需要纸质单据,不利于保管和查找;对库管人员依赖性大,一旦相关人员转岗或离职,将会产生很多的“历史遗留问题”。由此可见,在信息化技术飞速发展的今天,如何科学合理的将新一代信息技术应用到火电厂的基建物资仓储管理中,提高仓储管理工作效率,降低人员、资源成本,提升科学化管理水平已成为各火电厂迫在眉睫的现实问题。近年来,物联网技术的迅猛发展和在各行业中的广泛应用则为火电厂基建物资仓储管理提供里借鉴依据。
二、物联网技术在火电厂基建物资仓储管理中应用的意义
物联网技术在火电厂基建物资仓储管理中应用的意义非常重大,其主要体现为以下几个方面。
(1)规范化:利用物联网技术,能够对基建物资的基础数据、仓储标准、过程操作实行规范化监督和控制。
(2)高效化:将传统的人工操作转变为半人工操作或轻人工操作,很大程度上节省了操作时间,提高了工作效率。
(3)精细化:通过物联网技术可以最大程度的将仓储物资细分编码,精确定位,从而实现物资仓储的精细化管理。
(4)同步化:物联网技术的应用,打破了传统仓储管理上“信息孤岛”的壁垒,很好的实现了信息流的及时性、同步化。
(5)智能化:充分利用RFID、传感器、无线网络等新一代信息技术,提升仓储物资管理的智能化水平。
(6)集约化:通过物资管理平台充分整合信息资源,合理节约人力、物力、财力,达到集约化管理目标。
(7)可溯源:通过扫描具有唯一标识的电子标签,有效查找并追溯其原始信息,实现所有物资的实时可视化。
三、物联网技术在火电厂基建物资仓储管理中的具体应用
基于物联网技术的仓储管理的目的是实现基建物资出、入库控制、物资存放位置及数量统计、信息查询过程的方便、快捷、规范、高效,方便库管人员进行实时登记、统计、查询并掌握物资流动情况。根据火电厂的实际状况,现从物资入库、出库、移库以及盘点四个方面阐述物联网技术在其中的具体应用。
1物资入库管理
物资入库时,库管人员按照到货清单与实物进行核对、验收,引导装卸人员将物资放置在仓库指定位置。在电脑终端将到货信息进行物资编码,即EPC码,制作电子标签。EPC码主要包括物资名称、生产厂家、采购合同编号、到货数量、规格型号、材质、到货日期、存放位置、接货及验收人员等信息;由库管人员将此电子标签贴在相应物资上(考虑到目前电子标签成本较高,为了方便标签的回收,一般采用悬挂的方式把标签固定到物资上),同时扫描货位信息,与物资信息一起同步到物资管理信息系统中,生成并更新库存报表,由此完成物资入库。需要强调的是,实物验收环节不是库管人员一人可以完成的,需要计划员、采购主管、监理、施工单位、工程部、质量检验部门、供货商代表共同验收并签字确认。
2物资出库管理
库管人员接收到施工单位的领料单后,在物资管理信息系统中查询该物资当前的库存情况,然后拟制预出库单;根据预出库单找到指定货位的物资,扫描物资电子标签,信息核对无误后准许出库。物资出库时,由固定在仓库出口的RFID读写器读取物资的EPC码,并通过数据采集接口将数据传输至物资管理信息系统,自动生成物资出库清单,与预出库单比对,确认物资实际领用数量以及其他基本信息,更新库存报表,同时在系统中登记领用信息(包括施工单位名称、领用人员、领用日期等),完成物资的出库操作。需要补充的是,出库物资上的电子标签会自动清空相应数据,为节约成本考虑,可以将其回收,进行二次利用。
3物资移库管理
所谓移库管理,是指根据工作的即时需要,科学合理的利用仓储空间,将仓储物资从一个仓库转移到另一个仓库,或是由一个仓位转移至另一个仓位的操作过程。很显然,移库业务相当于完成了一次出库和一次入库的操作,由于物资的基本属性信息已记录在物资管理信息系统中,除更新物资存放位置外,其他物资基本属性信息均无需变更。就物资管理信息系统中的仓位信息而言,其变更也是通过重新扫描仓位编码来实现的。
4库存盘点
在火电厂基建物资仓储管理中,库存盘点一直以来都是一项费时费力而又容易出错的工作。有了物联网技术在其中的应用,大大提高了物资盘点的工作效率和准确性。利用物联网技术的物资盘点过程中,库管人员通过RFID读写器对库存物资上的电子标签进行扫描,所有标签信息会进行自动分类、统计,并通过数据传输接口输入物资管理信息系统中。在盘点工作结束之后,物资管理信息系统就能够自动的生成盘点报告。根据报告,库管人员可以分析库存信息,为仓储物资的日常管理提供数据支持,做到帐、物相符。
四、物联网技术在火电厂基建物资仓储管理中的应用前景
目前,虽然国内电力行业在物联网技术的应用方面才刚刚起步,火电厂基建物资仓储管理中应用物联网技术也还处于探索阶段,而且电子标签、传感器等相关产品成本较高,很难得到大多企业的认可。但相信,随着国家相关政策的大力扶持、物联网技术标准的不断完善、技术水平的逐渐成熟以及相关软硬件成本的不断下降,物联网技术将会在火电厂基建物资仓储管理中得到广泛应用,从而提升火电厂基建物资仓储管理的高效化、规范化、智能化水平。
五、结语
关键词:互联网终端;电力能源;增值服务
引言
在当今的时代可以说是互联网的时代,互联网终端是将互联网技术与移动终端设备有效地结合在一起,为社会中各行各业提供服务和支持,随着互联网技术的不断发展以及移动终端设备的不断创新研究,互联网终端技术的运用被注入源源不断的动力及新鲜血液。电力能源作为我们日常生活、生产中的重要基础能源供给,为生活的便捷性以及生产的正常开展提供了较大的帮助。随着互联网技术的不断进步,给传统的电力行业发展也带来了新的挑战和契机。传统的电力行业与互联网融合发展也是未来电力行业发展的趋势。电力行业是国民经济建设中的基础性行业,关系到民计民生工作的有效开展和推动,通过与互联网终端技术的有效结合,能够有效地创造新的服务模式以及发展常态[1]。通过对互联网终端设备的应用,为电力能源服务提供了更强的便捷性和高效性,大大提升了行业的创新力和生产力,为国民经济建设做出更大的推动力。
1互联网终端在电力能源服务中的应用特点
互联网技术目前的发展已日益成熟,在各行各业的生产活动以及人们的日常生活中应用较为广泛,对国民经济发展及生活质量提高都产生了较大的影响,也取得了较好的成效。所以,电力能源作为日常生产和生活中的重要保障,加强对互联网终端技术的研究,提高与互联网终端技术的融合度,以创新的思维和新型技术应用来提升电力能源服务是电力能源发展中至关重要的因素。通过对互联网终端技术的应用,供电企业在为客户提供服务时,能够将客户采用大数据分析和处理技术,有针对性地提供高效优质的服务,实现电力能源服务的创新发展[2]。通过改变传统的服务理念和服务形式,结合互联网终端技术的应用,提升用电客户电力使用过程中的便利性,同时可以针对不同客户满足其各自的需求,还可以分析用电客户的用电特性和消费特征,给予较好的用电建议和意见,为客户提供更加优质的用电体验。互联网终端在电力能源服务中的应用有以下的必要性。(1)互联网技术发展的趋势所需。我国的互联网技术发展速度极快,目前已成熟应用于各行各业生产活动以及人民日常生活的各方面中。在这一趋势下,电力企业也必须顺应时代的潮流,进行业务的改革和创新,通过在电力能源服务中应用互联网终端技术,能够突破服务工作中对于时间及空间的限制性,为用电客户提供极为便捷、高效的服务体验,而且技术的投资较小、成本较低。运用互联网终端技术,电力企业的工作人员也能进行远程监控及管理服务工作,较大地提高了工作人员的工作效率。同时、互联网技术还有较为重要的一项共享功能,通过对电力服务过程中的信息和数据进行整理、汇总、分析等功能的应用,建立健全信息的数据库,利用互联网的共享属性,可以高效地促进电力企业内部各个部室之间工作的联系,对提升电力企业的管理效率和管理的先进性也具有一定的提升作用。通过良好服务工作的开展,也能最大程度提高电力企业的信誉度和知名度。综上,互联网终端在电力能源服务中应用是互联网技术发展的趋势所需。(2)用电客户的需求。在互联网技术已广泛应用于人们日常生活中的背景下,用电客户对电力企业的服务也提出了新的要求,这成为电力能源企业管理创新和改革的动力之一。电力企业想要寻求管理上的创新和改革,就必须对用电市场进行调研,对用电客户的需求进行深入了解,进而从根本上为用电客户提供便捷高效的用电服务,尽最大能力满足广大用电客户的服务需求,将互联网终端技术充分应用于电力能源服务过程中,为用电客户提供一个全天候舒适愉悦的用电服务体验,最大程度提高广大用电客户对电力能源企业的信任,对电力能源企业发展新的客户、提高企业效益也具有较大的促进作用,这样也实现了电力能源企业和用电客户之间的利益共赢目标。
2互联网终端的电力能源服务关键技术
(1)提供方便快捷的交易平台。通过互联网终端技术的应用,可以为用电客户提供更加方便快捷的交易平台,目前大致包括以下几种:①掌上电力互联网终端技术的应用,这是一个较全面的掌上互动服务平台。通过对平台的运用,可以为用电客户提供更加人性化、舒适、便捷的用电服务,其主要的技术及功能包括支付购电、电量电费查询、电费余额查询、购电记录查询、服务网点查询以及停电公告展示。具体为用电客户通过终端技术的应用,只需输入用户编号等信息就能实现实时购电,还能够查询历史用电信息,包括总的用电量以及电量明细,使用电客户更好地掌握自身的用电情况,同时能对电费的余额以及购电记录准确查询,通过查询用电客户附近的电力服务网点以及停电公告等展示,为用电客户提供更好的用电体验,方便用户更好地调整和安排生活及工作时间。掌上电力的应用是建立在互联网终端技术发展的基础上,互联网终端技术在各行业、产业中的广泛应用,使传统行业都在向互联网时代迈入。在用电能源服务方面,用电客户的消费习惯等都在改变,传统的电话热线、营业厅等服务方式已不能满足客户的需求,互联网终端技术的应用能够给用户带来更加便捷、高效的服务。②移动平台的融合及应用,随着互联网技术的发展及手机等移动终端设备的不断完善,诸如支付宝、微信等应用平台的功能不断完善及开发,其在用电缴费、查询等方面也具有较好的实用性和便捷性。(2)推动电力能源产业增值服务。互联网及终端技术在电力能源服务中的应用,电力企业能充分应用互联网技术,再结合大数据、云计算等新型技术,能大力挖掘分布式的数据库,获取较多的数据信息,发挥更大价值的信息行为,为电力能源产业提供增值服务。例如,通过应用互联网、大数据技术,可以通过对电力数据库中的历史数据进行处理、分析,并结合地域经济指数、区域特征等相关数据,得出区域未来用电趋势和用电特征;而对于企业或者用户的用电数据进行分析,可以得出企业或者用户的用电特性和电力消费过程中的信誉度等,为电力能源企业在电力服务和管理过程中提供数据支撑和现实依据。电力能源企业应加大对互联网及终端技术的应用,对数据进行大力挖掘,重视推动电力能源服务的增值效应。电力企业在提供能源服务的时候,对用电客户不仅提供电量以及电费缴纳等数据,通过互联网终端技术的应用,可以增加用电企业的用电负荷、电力设备情况以及供电能力等数据及信息,为用电客户增加用电知识,提供特色化的服务。同时,也可以为用电客户提供节能降耗、经济用电等方面的对策建议的服务,与用电客户加强沟通和交流,不断提升服务水平和服务内涵。(3)提升电能服务的精准度。电力能源企业通过互联网技术的应用,有效融合大数据、云计算等技术,能够对电力客户建立全面的数据库,然后根据不同用电量、用电特征、缴费行为等进行综合分析、整理,展示出不同层级的用电客户群体,并进行有针对性、差异化的电能服务,进一步提升电能服务的精准度,为提高服务质量以及客户的满意度有较大的帮助。
云,正让一切都变得智能化。在云带来的广泛影响中,结合移动互联网与物联网的发展,维斯・南德拉尔提出了在2015年及未来的五大趋势。
机器视觉带来全新感受
获得更大的计算能力是云计算带来的最核心的价值之一。现在,实现机器的视觉理解能力正在成为现实,结合高分辨率相机传感器的发展与云计算带来的“无限”的计算能力,维斯・南德拉尔表示,随着步入2015年,机器视觉,即通过机器来描述和理解图像的能力,有望超越人类识别。
他认为,曾经一度停滞不前的机器视觉技术将重新迸发活力,更多地被应用到智能终端当中。当智能手机的机器视觉能够比人类更好地识别图像,想象一下,你打算带一瓶酒去参加圣诞节的百乐餐,拿出手机就可以捕捉到这瓶酒的图像,然后通过视觉搜索就能够得到关于这瓶酒的所有信息,而它比文本搜索的准确率高出30%,这将是非常美妙的体验。
通过将这种能力运用到监控、医疗、电子商务等诸多领域,新的“数字互动”的体验将给我们带来全新的感受。
语音再登流行
尽管从业务的角度来看,语音正在不断下滑。但是,维斯・南德拉尔认为,未来,语音将越来越多的被用于与环境的相互作用。他提到,这正是首席技术官通常会思考的问题,那就是“世界上有哪些事情是我相信但其他人都不相信的?”虽然语音业务在下滑,但是语音却是物联网时代我们同我们的互联家庭进行互动的最完美途径。
现在,通过语音接口来实现的服务已经开始引领一场新的革命。语音识别使得社会与物联网衔接,正在从一个应用程序转变成开启新应用的完美接口。维斯・南德拉尔提到:想象一个场景,你问你的雨伞今天是否可能下雨,是否应该带它出门,而你的雨伞回答道“应该带上我,今天会下雨”,这是一件多么酷的事情。随着语音识别技术的进步,未来将提供更加巨大的机会,这一技术有望成为2015年引人注目的一线新技术之一。
让云不再是孤岛
现在,无论对于企业还是个人,越来越多的业务要通过云来实现彼此的连接。维斯・南德拉尔认为,当今的云更像是由提供给消费者的应用组成的一座座孤岛。如果数据需要在不同云端间移动和交流,必然给用户带来感知的时间延迟。而用户需要的是无缝的体验。因此,2015年,我们将会看到更多解决方案的出现,来实现让写在一个云环境或虚拟数据中心的应用程序被投影到另一个云,来实现云的相互沟通。
他表示,虽然这样的解决方案的部署可能面临着需要花费数月的时间来建立广域网的连接,但是跨云的模式必将兴起。我们将会看到的很多技术进步都会围绕着“我怎样才能建立云端的动态连接?”以及“我应该怎样创造一种能够互操作的语言,使不同云之间可以无缝地交流?”这些问题展开。
跨云模式将使得公有云、私有云和虚拟私有云的所有组合通过广域网的连接来作为一种服务模式,成为企业向云端进化的路径。
注重安全设计
物联网的发展正在创造巨大的利益,但与此同时,一个不容忽视的事实是,自互联网诞生之日起,各种安全问题就随之而生,物联网所带来的数据安全问题也不容忽视。
“对此,虽然业界一直专注于保密性和身份验证,但是假设物联网世界中有五百亿个末端,真正的问题并不是保护从这些末端流出的信息,而是封闭这些末端。”维斯・南德拉尔表示。
在2014年初被发现并曝光的一个路由器安全问题让我们记忆尤深。法国的一名安全系统工程师发现某些型号的Linksys和Netgear的无线路由器存在后门,允许恶意用户把这些设备的设置重置为厂商设置、默认的路由器管理员用户名和口令。
维斯・南德拉尔用房子的例子来形象地比喻这一安全问题:就如同对于你房子里的东西,你可以想怎样保护就怎样保护,甚至在有些地方,你开动装甲车来保卫你房子里的财产都是可以的,但如果有人能从你家的前门进来,用什么措施来保护都还是不够安全的。
如何才能够真正驾驭和保护物联网的数据财产?“注重数据的完整性和安全设计使你成为你的数据的主人。”维斯・南德拉尔表示,“数据的完整性如同能够在你的数据上罩一张网,当你不希望你的数据曝光时就可以收网,而当你希望你的数据曝光时便可以授权使用。”
因此,通过安全的设计来实现在整个生命周期保证数据的完整性,这将是物联网发展至关重要的方向,也将为2015年信息安全和隐私保护设定新的议题。
解放数据价值
数据是在物联网的新货币,当物联网的第一波浪潮已经带着厂商各自的应用到来,数据被锁在各个应用之中的。而当今人们更希望将这些数据联合起来,或者放到一个大的平台上,这样就可以提取并使用这些数据,从而为消费者创造新的、有意义的、便利的产品。
关键词:物联网;电力;通信网;应用
1、物联网的含义
物联网技术既是互联网技术的一个重要组成部分,同时又是其不断发展的一种延伸。物联网一词的概念是1999年在麻省理工大学被提出的,其表示的是互联网之间的一种物物相连的关系,由此可以看出,其是在原有互联网的基础之上对用户的范围进行了更为广泛的扩展,从而使得通信和信息都可以更好地在物品和物品之间实现更加快速的传递。随着智慧地球理念的提出,智能化的传感器在桥梁、道路以及建筑等各行各业都有了更加广泛的应用,基本已经实现了对资源的有效共享,从而使得利益最大化。
2、物联网在电力通信网中应用的关键技术
2.1、建立电力通信信息模型
电力通信系统对物联网技术的应用形成了电力物联网,其可以借助感知层的传感器来对各种数据进行有效的收集、整理以及识别,由于传感器本身具有比较好的性能,所以利用多样化的传感器可以对各个接口的信息进行很好的表达,可以又因为信息不仅数量庞大而且种类也比较多,这便造成了对传感器进行选择的时候相对比较困难,同时也会在一定程度上增加相关软件的开发难度,所以说物联网技术在电力通信行业的应用就显得非常重要。在建立电力通信信息模型的时候,还应该充分结合电力公司具体的现状,从而使得信息可以实现更好地交互,同时也为其在电力通信领域的应用提供了一个有效的基础保障。
2.2统一的通信规约
通信规约是物联网技术在电力通信行业当中进行应用的一项非常关键的技术,特别是近些年电力通信网终端的不断增加,相应地也就大大增加了对数据采集的难度,所以只有指定出统一的通信规约才能更好地对电力物联网的建设过程进行有效的管理。在对物联网通信规约进行具体选择的过程中,只有确保了其可行性才能更好地保证所有的信息模型映射都是向对应的,从而可以根据具体的电力设备和电力系统来对其进行最为科学合理的选择,有效提升其适应性,同时也实现了不同类型电力设备中各种信息模型之间更加紧密的连接。对于网络层的通信规约还需要对SCSM和APCI技术进行一定的借助才能更好地确保该网络和信息模型之间不会出现冲突,进一步促进电力通信网的快速发展。
2.3高并发系统实现技术
物联网在电力通信领域的应用,可以利用底层的传感器实现对相关数据的收集和整理,然后再利用网络层面来对其进行识别,这样便实现了对数据的初步处理,然后便可以根据数据类型的不同将它们分别发送到自己所属的模块当中,有了前面的预处理便大大减轻了模块的处理压力。现如今随着终端用户的不断增加,给数据的传输工作也带来了更大的传输压力,在一定程度上增加了数据传输的难度,这种情况会严重影响整个通信系统的发展。而统一接入方式的引入给整个数据库带来了更大的挑战,无论是对数据的访问还是对数据的写入环节都很容易引起整个系统的失灵,影响系统的正常运行。
3、物联网在电力通信网中的应用方案
3.1应用目标
为了将物联网更好地应用到电力通信系统当中,选择将其应用到配电线路当中,这样便可以实现对电力配电线路的实时监控。其实也就是在电力通信网当中安装一定的传感器,然后对整个电力配电网系统的具体运营状况进行有效的监控,特别是对于各个配电设施的监测,同时还应该充分结合现场的具体情况来对配电节点进行最为科学合理的安装,从而形成更加完整的配电网络。在监测过程中一旦出现任何问题都可以及时预警并进行处理。
3.2物联网在电力通信网中的具体应用方案
3.2.1已有网络情况(1)就我国目前的情况而言,已经基本实现了对电力企业数据的同步传输,同时还有效实现对整个电力公司的全范围覆盖,这样不仅很好地提升了宽带业务,而且还在一定程度上提升了其接入能力,更好地满足了整个电力系统对于物联网的实际需求。(2)我国大多数电力公司目前所采用的通信网络大多是以太网,该网络组织可以很好地实现对电力公司内部每一个配电节点的覆盖,也有效完成了对各个接口以及终端的处理,对各种业务实现了很好的处理。3.2.2接入方式在接入方式方面,应该充分结合电力公司的具体情况来对已有的通信网络和以太网进行评估,如果不符合实际需求则需要另建接入网络,在另建过程中只需要在原有网络的基础之上来进行,从而形成了更加完美的物联网网络层。然后再变电终端汇集处对无线传感过程进行有效的控制,同时还应该利用各种先进的监控手段来对各类数据进行有效的控制,并利用原有的通信网络对其进行传输。总而言之,随着社会经济的不断发展,人们对于通信技术有了越来越高的要求,这就要求通信系统具有更加完善的功能,想要使得通信技术实现更加长久的发展就必须依靠物联网技术的大力支持,所以电力公司必须对其引起足够的重视。
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关键词:计算机 物联网技术 应用
中图分类号:TP39 文献标识码:A 文章编号:1003-9082(2016)11-0006-01
一、计算机物联网技术的内容简介
从根本上来说,计算机物联网技术是一种基于计算机信息技术而构建形成的网络技术,它具有三个技术体系层次,分别是感知层、网络层以及应用层,其中网络层又可分为传输层和处理层首先是感知层,感知层包含的技术有IC卡与条形码、RFID、传感器、智能机械、识别码等,它主要负责的是信息资料的采集。其次是网络层,网络层既包括传输层中的技术卫星通信、互联网、固网、移动通讯网等,又包括处理层中包含的技术,即智能技术、GIS/GRS技术、云计算等,因此,网络层主要负责的是信息数据的传输工作第三层是应用层,该层包括交流平台、信息共享、数据存储等技术,它能有效实现物与物之间、人与物之间的识别和感知,是信息交换与通讯的重要平台。
二、计算机物联网技术在各个领域的实践应用
1.计算物联网在交通方面的相关应用
交通的管理必须注重其质量和效率,计算机物联网技术能实现交通管理部门的科学系统管理,有效推动交通的现代化运作和发展、物联网技术让交通信息传播和共享更加方便快捷,保证了交通的安全稳定运作,避免了各种交通事故的频繁发生。众所周知,我国的人口数量众多,城市交通运行压力大,往往要面对大密度的车流,在管理上存在很大的困难。交通部门通过充分计算机物联网技术能有效保证社会交通安全,实现交通的高效化、有序化的管理。 例如在高速公路收费管理上,通过利用ETC技术,办理ETC的每一辆车每当通过收费站前的关口,系统会自动识别车辆的出入口信息,从而完成收费扣费的程序,大大降低了收费工作人员的任务量,提高了高速公路的收费工作效率和质量。
2.计算机物联网在物流方面的相关应用
未来物流的发展势必朝着信息化的方向发展,在计算机物联网技术的辅助下,物流产业将变得更加的安全可靠,各项信息能在计算机网络平台实现快速传播、共享,物流企业能利用物联网技术保证内部物流管理的智能化和自动化,方便工作人员管理物流货物和查询,实现对物品的实时跟踪。物联网技术的应用管理按照人类大脑系统巧妙模仿人类的思维方式,从而实现技术的操作和运用,让物流控制和管理工作变得智能化和高效化,推动社会经济的快速发展。
3.计算机物联网在家庭生活中的应用
随着人们生活水平不断的提高,计算机物联网技术早己和大众生活密切相关,主要被应用在家电、家具等行业、物联网技术在生活领域上的实践应用,最大程度方便了人们的生活,为群众节省了更多的时间,丰富了精神物质文化。例如,出现了越来越多的人有了培养室内植物的爱好,然而口常由于要工作或者照料家庭,未能拥有大量的时间和精力打理植被,而通过利用计算机物联网技术能实现各种植被的自我调节,保证植物的稳定健康成长。
4.计算机物联网在电网方面的应用
电网企业最重要的工作就是为大众提供安全可靠的电力,而计算机物联网技术能有效实现电网系统化、信息化以及高效化的发展、在现代化社会背景下,人们对于高质量的电力需求越来越大,对于人口密集的城市范围内,通过合理采用物联网技术,能有效解决掉配电终端、配电主站之间的通信,专业技术人员将电力企业的各项生产设备连接上物联网,实现企业配网自动化的“三遥信息”131面对当前电网行业配电终端数量多和频繁变动的弊端,物联网能成功避免掉这个问题,降低企业的工作成木,有效提高企业电网的可制性和可观测性,在第一时间监测到电力故障,及时采取解决措施,保障企业稳定安全的运行,持续不断为社会输送高质量的电力。
三、计算机物联网技术的应用给社会带来的影响
除了上文所讲述的家庭生活领域、物流领域、农业领域之外,计算机物联网技术在教学领域、交通领域、电网领域、食品安全领域、医疗领域、安全防护领域、污水处理领域、建筑领域等多个领域中都有应用。总的来说,计算机物联网技术给社会所带来的影响主要体现在三个方面。首先是计算机物联网技术的应用方便了人们的生产与生活。例如:物联网技术在农业生产上的应用,提高了农业生产的质量物联网技术在家庭生活中的应用,能够实现对家居情况的远程监控,可以让住户在同家前打开所需要的电器,为自己营造一个舒适的生活环境,也可以让用户对自己家的安全情况进行掌握,有效避免了盗窃情况的发生。其次,计算机物联网技术有效实现了节能减排。例如:物联网技术可以对各地交通进行监控,帮助司机选择合适快捷的路线,以此减少能源浪费另外,供电部门也可以利用物联网技术来对用户用电的情况进行随时了解,进而对电网进行智能化的处理和设置,还可以在第一时间发现用电异常,让相关工作人员针对这些异常及时的做出应对方案,这样不仅有效避免了电力能源的耗费,达到节能减排的效果,还提高了电网系统的安全性能,减少了电网企业不必要的经济损失。最后,计算机物联网技术的应用推动了社会经济的增长。
结束语
计算机物联网技术的全面普及推广应用延伸发展至社会生活诸多领域均通过不同程度地系统化、有序化的形式促进社会进一步发展计算机物联网技术应用一方面能够有利于人们生活迈向高速智能化方向一方面能够促进社会向信息化、智能化方向进步。如此多维化、多角度的信息技术方法不断通过更为全面的方式进入社会经济急速发展的视野注力于现代技术进步为当代生活社会提供源源不断的发展动力。
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关键词:配电设备 物联网 中压电力线载波
中图分类号:TP205 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2016)12(c)-0063-02
我国物联网应用总体上还处于发展初期,在许多领域上积极开展了物联网的应用探索与试点,但在应用水平上与发达国家仍有一定差距。目前已开展了一系列的试点和示范项目,在电网、交通、物流、智能家居、节能环保、工业自动控制、医疗卫生、精细农牧业、金融服务业、公共安全等领域取得了初步进展。在电网领域上,2009年国家电网公布了智能电网发展计划、智能变电站、配网自动化、智能用电、智能调度、风光储等示范工程先后启动。
1 物联网技术在电力行业的应用现状
目前,物联网中的射频识别、无线传感器网络、全球定位技术等技术在电力系统生产、管理等各个环节都有所应用,协助实现有效的电网感知,提高了电力规范化管理能力。在发电环节,物联网技术已应用于环境监测、设备状态监测、水情监测等场景;在输电环节,物联网技术已应用于线路状态监测、线路环境监测、雷电定位、智能巡检等场景;在变电环节,物联网技术已应用于变电环境监测、设备状态监测、变电站安全防护等场景;在配电环节,物联网技术已应用于线路状态监测、设备状态监测、线路故障定位及报警等场景;在用电环节,物联网技术已应用于用电信息采集、智能家居/小区、智能楼宇/园区等场景。
2 应用技术
2.1 物联网感知层技术
物联网感知层一般包括数据采集和数据短距离传输两部分,其关键技术主要包括:无线传感器网络技术(WSN)、RFID技术、二维码技术、蓝牙(Blueteeth)技术等。
2.1.1 自组织组网技术
在物联网感知层中应用到了自组织组网技术,自组织组网技术的起源可追溯到1968年的ALOHA网络和1973年美国国防部高级研究计划署(DARPA)资助研究的“无线分组数据网(PRNET)”。主要的特点是网络拓扑结构动态变化,分布式控制方式,自组织性,多跳通信,节点的处理能力和能源受限,信道质量较差。在物联网中主要是应用在一些企业中,它通过自组织组网技术,组织、创建了公司内部的网络,在与外界进行信息交换,特别是在物联网的应用中需要了解这样的组网技术,以便于其公司信息的采集。
2.1.2 无线传感器网络技g
(1)无线温度传感器:实现温度、温升和相间温差的高可靠实时在线监测,实现设备运行温度的自动管理,为设备的安全运行提供数据支持。
(2)无线水浸传感器:实时在线监测传感器安装位置(场所)是否浸(积)水,并实时地将水浸信息通过数据传输基站上传到控制主机,以达到监控告警的目的。
(3)无线杆塔倾斜传感器:可以在线监测杆塔倾斜状态,当倾斜角度达到阀值时,向监控主机发送告警信号。
(4)无线故障电流传感器:主要实现现场的电流取样及分析,判断出当前的电流是否为故障电流,并采集周边其他无线传感器发送的数据,通过无线传感网把电流、谐波等数据传输出去。后台软件结合GIS进行故障点的定位,从而通知检修人员到现场进行故障排除。
(5)无线门磁传感器:安装在柜门上,与永磁铁或电磁线圈等器件配合使用,能够实时在线监测柜门的开、关状态以及开关次数。不影响柜门的正常使用。
(6)无线温湿度传感器:实时、准确地测量环境温度和环境相对湿度。可以实现现场环境远程数据采集和监测。
(7)配变综测骨干节点:采用无线组网协议来实现节点之间的通信,同时具有线路电流、电压、谐波等线路参数的在线测量功能,支持有线485通信和以太网通信,同时内部集成标准101和104通信协议。
2.1.3 RFID技术
RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无须人工干预,可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签,操作快捷方便。RFID是一种简单的无线系统,只有两个基本器件,该系统用于控制、检测和跟踪物体。
2.2 物联网网络层技术
2.2.1 中压电力线载波
中压电力线通信是指综合运用多种调制解调技术、信道编码技术、网络通信技术、模拟前端技术以及耦合结合技术,实现以中压配电网为传输介质的通信。
国内外相关企业一直致力于中压配电线路的载波通信领域研究,在载波调制和组网技术研究方面进行不断的探索,在传输速率、可靠性方面已取得了较大进展。
BPLC依托电力线,可部署在变电站、环网柜直至用户建筑内,构成可靠的配用电网信息的传输网络,传输距离超过500 m。提供配电信息等宽带接入,同时兼顾原有设备低速业务(RS-232/ RS-485)数据的接入。
2.2.2 线通信技术
无线通信技术可根据使用者类型分为无线公网和无线专网。对于无线专网来说,需要自身架设整套通信网络,包括基站、终端和网管等,而无线公网仅仅租用运营商的现有网络通道,由运营商负责运维即可。
相比较光网来说,架设无线链路则无需架线挖沟,线路开通速度快;无线扩频能随时架设,随时增加链路,安装、扩容方便;无线通信覆盖范围大,几乎不受地理环境限制。缺点是采用逻辑隔离,相比有线网络的物理隔离,安全性较差;无线传输速率最高不超过几百兆每秒,相比光网络传输速率较低。
2.2.3 xPON无源光网络
以太网无源光网络是一种特殊光纤以太网组网模式,采用点到多点(P2MP)结构的单纤双向光接入网络,是常采用IEEE802.3以太网帧来承载业务的PON系统。PON技术经历了APON、BPON、EPON、GPON等阶段。其中的EPON技术已经比较成熟,产品已开始规模商业应用。
3 实现方案
传感器采集配电设备的运行环境数据和运行状态数据,然后通过自身的无线通信模块传输到就近的短距离无线传输骨干节点,通过多个骨干节点组成的自组织网络传输到数据传输基站,然后通过配电自动化系统配套光通信ONU将配网设备状态信息接入变电站,在变电站经数据汇聚控制器进入电力安全III区送至主站数据采集服务器。传感器和骨干节点的传输频率采用2.4 GHz,传感器网路采用了WSN(无线自组织网络)。骨干节点之间可以直接通信,采用MESH网络。
现场作业终端采集的RFID设备标识信息,采用GPRS无线公网通信方式,通过安全接入平台,访问系统主站,获取设备台账信息、监测信息和运行信息;并可将现场收集的设备状态信息、设备评价信息及时传回主站系统。
其中感知层实现各环节数据统一感知与表达,建立统一信息模型,规范感知层的数据接入,是对SG-ERP架构的补充和完善。网络层将不同的通信技术屏蔽,按照规范化的统一通信规约实现对数据的传送,则丰富了SG-ERP架构。应用层完全遵循SG-ERP的体系架构,将多种数据信息统一管理并向外提供统一数据服务,支撑各类业务应用,基于统一应用平台,开发各类电力物联网应用服务,供其他业务系统调用。
感知层主要利用各种传感识别设备实现信息的采集、识别和汇集。其重点是实现统一的信息模型,具体包括对统一标识、统一语义、统一数据表达格式等方面。
网络层主要负责由感知层获取信息的传输和承载。网络层旨在多种融合通信技术的引入,丰富通信方式。应用中传感器与汇聚节点间多通过微功率无线通信等技术互联,解决信息采集覆盖及灵活性问题,汇聚节点与接入网关之间通过光网络、PLC、无线宽带等技术互联,解决信息远距离传输及可靠性问题。
用层基于国网SG-ERP架构,研究电力物联网的统一数据模型,实现统一的数据服务并封装系统功能,为现有业务系统提供各类的统一应用服务,也可以为其他业务系统提供更高等级的服务功能。
4 结语
通过物联网技术的在智能电网建设中的应用,将会在电网建设、安全生产管理、运行维护、信息采集、安全监控、计量应用、用户交互等方面发挥巨大作用,可以全方位地提高智能电网各个环节信息感知的深度和广度,为实现电力系统的智能化以及“信息流、业务流、电力流的高度融合”提供基础数据支持。通过针对物联网WSN(无线传感器网络)组网技术的研究,能够实现智能电网通讯网络的快速和智能组网,从而增强智能电网状态监测和数据传输的安全性、可靠性,可以方便快捷地增加网络节点和监控测点,加快智能电网建设的步伐。
参考文献
[1] 任伟.物联网安全[M].北京:清华大学出版社,2012.
【关键词】 物联网 智能电网 应用
一、智能电网与物联网
应用物联网技术,智能电网将传统电网、用电用户及用电设备等覆盖,形成一个完整的巨大的网络,为实现节能减排、电网信息化、自动化、互动化提供技术支撑,也为电网运行和服务质量的提高提供技术保障,进而促进及推动电力工业的发展和转型。
二、物联网在智能电网中的应用
从结构上来看,物联网具有三层体系结构,包括感知层、网络层和应用层。感知层主要包括感知控制层和通信子层。在这层,主要实现的是利用感知元器件将电网各个环节的信息采集回来,并通过通信子层传送到物联网的第二层,即网络层。网络层包括了核心网络。在智能电网中,电信息具有较高要求的安全性和可靠性特点,需要系统在实时情况下完成对电网的控制和传输。因此智能电网的网络层实现的难度较大。在应用层上,通过先进的计算机信息处理技术,对智能电网进行决策、控制和服务。
物联网在智能电网中,覆盖其6大环节。在每个环节中,都占据着重要的作用。(1)发电环节中,可以对发电常规机组的状态进行监测,掌握其运行达到精准化水平。对通过水力进行发电的,同样也可以监测坝体的压力承受情况,规避风险。其他发电方式下,同样能够利用专用的传感设备将第一时间的状态采集回来。(2)配电和输电环节中,在塔杆、输电线路上部署各种传感器,同样可以实现目标的识别、分类及有效的区域定位,提高这些输电设备的维护水平。(3)变电环节中,对输变电设备的气象环境、图像视频、导线震动幅度等信息进行监测,部分电信息与电网信息融合时,进行精确的分析,对消除线路的及设备的缺陷提供技术保障,提高电网的运行水平。(4)用电环节中,则能及时获知用户的需求,帮助实现用电的双向交互,为智能家居、家庭的能效管理及其他用电设备,提供可靠的供电和高用电效率,并为节能减排提供技术性的保障。(5)在调度环节中,可以监测电力设备的全景状态图,精确科学的评估设备的状态及其寿命,为降低成本提供决策,从而提高电网的运行水平和管理水平。
三、智能电网的支撑技术
智能电网在物联网的支撑下,可以得到迅速的发展,其主要的支撑技术有以下一些:(1)通信技术。智能电网的通信要求实时及高效。目前常见的通信技术有光纤通信、无线通信、组网、公网通信及电力线载波通信。由于各自特点的不同,目前在智能电网中,电力线载波通信具有一定的优势。(2)智能电表。在用电环节中,智能电表是一个关键的部分,同时,也是组建智能家居系统的前提。应用智能电表可以上实现远程自动化抄表,用电量的自动计算机用电的自动管理。智能电表在家庭中的应用随着设备的改进及推广,会更加适合家庭用电设备的。智能电表同时也是实现节能减排的一个有效管理方式。(3)智能终端设备。用电信息的智能化主要体现在利用智能采集系统将包括用电信息、报警信息、用电模式等信息在内传送到用户终端设备上。用户通过终端信息可以规划用电,管理自己的用电,同时也可以与电力企业进行交流互动,从而优化管理。(4)智能采集。智能采集系统主要实现对用户用电信息进行实时采集,同时完成在线诊断用电的功能。对采集回来的信息,电力管理部门可以进行分析和决策,对超出界限的用电进行管理,对不合格设备的使用进行限制。智能采集系统有利于用电管理的实时决策。
四、结束语
本文简单从物联网和智能电网出发,阐述了物联网在智能电网中应用的特点及应用的支撑技术,目的在于基本了解和熟悉物联网和智能电网的应用,也简单分析智能电网的关键技术的特点及功能。
参 考 文 献
[1] 刘立杰 ,吴福保. 微电网技术在中国的研究现状和应用前景[J] . 农村电气化,2010(6)
[2] 殷树刚, 张宇, 拜克明. 基于实时电价的智能用电系统[J] . 电网技术,2009(19)
[3] 王志良, 王新平. 物联网工程实训教程[M]. 北京机械工业出版社,2011.9
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