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1、基于手机基于手机 NFC 的智能巡检系统的智能巡检系统 解解 决决 方方 案案 总经理： 副总经理： 总工程师： 生技部审核： 维护部审核： 起草： 维护部维护部 2016 年年 2 月月 目目 录录 1 概述概述.- 2 - 1.1 现状分析.- 2 - 1.2 解决方案的实现.- 2 - 1.3 系统价值分析.- 3 - 2 系统功能系统功能.- 3 - 2.1 系统整体设计.- 3 - 2.2 数据采集子系统.- 4 - 2.3 中心服务器子系统.- 5 - 2.4 系统业务流程.- 5 - 3 效益分析效益分析.- 6 - 3.1 系统所达到的效果.- 6 - 3.2 投资分析.- 7
2、 - 1 概述概述 1.1 现状分析 巡检系统主要应用在电厂运行巡检、维护点检等场所。巡检系统目前市场上主要有如下 三种技术方案（三种方案的共同点是都要建立后台系统，不同点是前端设备不同。 ）： 1、手机+GPS：采用手机定位功能，实现到点的巡更巡检功能。优点是可以直接使用手 机而不用另外购买设备。缺点是 GPS 能定位到地点，针对大楼内部、变电站这种同一范围内 很多设施的场所不适合使用。 2、手机或者 PDA+二维码：采用手机二维码方案，可以减少投资，缺点是二维码容易复 制、损坏，而导致巡检管理的漏洞较多。 3、专用 PDA+RFID：本方案避免了手机+二维码的弊端，缺点是需要另外增加专用
3、PDA 的投资。 目前，采用手机 NFC（我公司统一配发的华为 Mate7 具备此功能）的技术方案，可以完 全避免以上方案的缺点。不但能够实时联网，NFC 标签避免二维码容易损坏和可以复制的缺 点，而且使用手机降低了另外购买设备的成本浪费。并且能够降低巡检人员的劳动强度，在 一定程度上减少管理上带来的问题。 1.2 解决方案的实现 1、NFC 技术原理 NFC（Near Field Communication 的缩写），即近距离无线通讯技术，它是一种短距离的 高频无线通信技术。允许电子设备之间进行非接触式的点对点数据传输交换数据。NFC 基于 无线电频率认证（RFID）技术。要求物理接触或很靠
4、近（小于 10cm）的情况下工作，由此 获得安全性。 NFC 的工作原理是，读取器（具有 NFC 功能的 设备）产生无线电频率（RF）的正弦波，将能量传递 给标签，然后再从标签中读取数据。NFC 启动后，可 持续产生中心频率为 13.56MHz 的正弦波信号，如果 有标签处在正弦波产生的磁场扰动范围内，产生的磁 场扰动范围内，该标签将由磁场扰动获得能量，产生 原正弦波反频率或改变频率属性的波，读取器探测到 这种改变，将可以判断出附近有标签。RFID 在很近 的距离通信通常被称为近配对系统，近配对系统的范围通常是小于 10cm，这意味着标签必须 挨近读取器或安装在读取器上。近距离靠近的好处是，标
5、签的电磁场可以发出很大的能量， 该能量足以支持标签通信，而不需要内置电源，近配对系统也利于高度保密的场合。如图演 示了具有 NFC 功能的设备如何产生射频信号，标签天线如何获取能量，并与设备通讯的过程。 2、系统功能概述 巡检人员每人带支持 NFC 的智能手机，智能手机上安装 NFC 智能巡检客户端。在每个 巡检地点或设备上（例如汽机、锅炉、电气设备等） ，放置适合的 NFC 标签。巡检人员按照 巡检路线的设置，依次到每个地点进行巡检，并根据需求填写巡检的内容。 关于数据的上传，系统提供两种解决方案： （1）电力系统等安全要求较高的场所：采用 WIFI 方案，巡检记录存在手机上，在中心 设置
6、WIFI 路由器，定时把数据上传到平台。 （2）其它场所直接采用 3G 或者 4G 技术，实时上传即可。 1.3 系统价值分析 1、经济效益：在解决巡检问题的前提下，降低了系统投资，减少资源浪费。 2、管理效益：系统为各管理部门提供了有效的监管手段，加强安全生产过程中的实时监管力 度，防止事故发生。为公司设备安全提供了可靠的支持，树立了公司的良好形象。 2 系统功能系统功能 2.1 系统整体设计 本系统是以 NFC 和运营商网络为基础，采用开放式结构设计和模块化功能设计原则，提 供开放接口协议，实现集 NFC 数据采集、巡检内容录入、数据实时上传、系统记录管理、故 障分析等于一体的智能巡检系统
7、。 NFC 智能巡检系统由 NFC 标签、数据采集子系统和中心服务器子系统三大部分组成， 网络拓扑图如下： 互联网 通信服务器 WEB服务器 数据库服务器 客户管理电脑 客户管理电脑 1、NFC 标签：不同的设备和场所采用不同形式的标签，以保证标签的可靠使用。 2、数据采集子系统：数据采集子系统由智能手机（带有 NFC）以及 NFC 巡检客户端组 成。系统人员采用手机号为账号，登录系统后，才能读取 NFC 标签。当巡检人员记录完巡检 内容之后点击“提交”按钮，该巡检点的巡检内容便实时通过 3G 网络传送到数据库服务器。 完成一个巡检点的巡检工作之后，巡检客户端会提示进入下一个巡检点进行巡检。
8、3、中心服务器子系统由通信服务器、数据库服务器以及 WEB 服务器组成，实现数据的 接收、存储、分析以及用户管理、报表分析等功能。 2.2 数据采集子系统 1、NFC 读取功能：巡检人员采用手机号为账号，登录系统后，直接读取 NFC 标签。 2、设备巡检记录功能：巡检人员可以根据不同的需求，填写设备实际情况，是否故障、故障 内容等，上传至中心。 3、巡检提示功能：巡视提示功能通过建立巡检路线表，实现对新建工作起到一个提示、复核、 监督的作用。巡视提示功能，对每个需要巡视设备的巡检路线以及巡视点都进行了详细的标 注，巡检人员可以根据提示以最短的巡检路线完成巡检工作。巡视提示功能与数据库服务器 进
9、行实时通讯，可以实时下载巡检路线表，即时反映巡检点对应设备的工作状态。 4、设备工作状态可分为以下几种： （1）当巡检点显示为黄色时，表明该巡检点未被巡检； （2）当巡检点显示为绿色时，表明该巡检点已经巡检，并且该巡检点上所对应的设备工 作状态都正常； （3）当巡检点显示为红色时，表明该巡检点已经巡检，但是该巡检点所对应的设备工作 状态有不正常的内容，这时在巡视提示系统的下方就会有提示。显示为哪个巡检点的哪一项 内容不正常值班人员就可以根据提示，对设备的相应故障进行及时处理。这样，就可以做 到设备出现异态，及时发现，及时处理，确保设备安全稳定的运行。巡视提示还提供了巡检 工作周期设置和提示系统
10、，巡视人员可以根据需要对巡检点的巡检周期进行设定，这样巡检 提示系统就会对巡检时间进行自动检测，定时进行语音或报警提示。 2.3 中心服务器子系统 中心服务器子系统采用 B/S 结构，在 J2EE 平台上进行开发，它包含相应的通信软件、管 理软件和后台管理数据库（数据库开发采用 Oracle）。后台管理系统配置在应用管理服务器 中。该系统可实现对巡视部门的集中管理包括增减巡检人员、人员权限分配、巡检点设置、 巡检点内容设置、巡检记录查询等功能。用户可以通过互联网访问 Web 站点，客户端可远程 实现对后台管理系统的操作。为了提高系统的安全性，在操作时，用户必须要通过用户身份 确认。系统功能简介
11、如下： 1、按指定条件（线路、地点、班次、结果、日期和时间等）浏览查询数据。 2、按指定条件（线路、地点、班次、结果、日期和时间等）打印相关的数据统计报表； 对一个或全部巡检工作人员漏检情况进行查询、汇总、打印漏检记录统计报告。 3、对岗位、班组、班次、时间、人员等情况进行调查，如：修改、添加、删除等，权限 设置与管理。 4、对 NFC 标签编号、地点、时间等进行设置和调整。 5、历史记录管理、巡检报表管理。 6、故障分析功能。 7、提供 MIS/OA 系统接口。 2.4 系统业务流程 NFC 智能巡检系统将具有不同编号 NFC 标签卡 安装在需要巡检的作业地点上。巡检人员按照巡视 提示系统提示的巡检路线来到巡检现场。巡检人员 手持智能手机与作业地点的 NFC 标签卡通信，在手 机上立即显示出该巡检点对应的设备巡检内容，巡 检人员可对设备工作状态进行检查，并将检查结果 上传至中心服务器。这时系统界面上就会有相应巡 视点设备工作状态的显示，其业务流程如右图所示。 3 效益分析效益分析 3.1 系统所达到的效果 基于 NFC 技术的无线智能巡检系统，利用 NFC 技术以及智能手机对设备工作状态进
