基于手机NFC的智能巡检系统解决方案APP1.docx
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基于手机NFC的智能巡检系统解决方案APP1.docx
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基于手机NFC的智能巡检系统解决方案APP1
基于手机NFC的智能巡检系统
解决方案
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
2016年2月
1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(NearFieldCommunication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
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。
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:
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。
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,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
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行巡检。
系统能够极大地提高了巡检质量。
规范了统一的巡检标准,彻底消除了巡检跳项、漏项、标准不一、责任不明等问题,符合巡检人员实际工作的需要;加强了运行巡检工作的过程控制与监督,加快了运行管理手段的信息化进程,进一步促进了巡检工作管理的规范化;减轻了巡视人员的工作负担,提高了工作效率,为设备安全运行打下了坚实的基础,并为进一步实现“巡检智能化、管理规范化”开辟了一条新的途径。
3.2投资分析
基于手机NFC的智能巡检系统投资预算清单
序号
名称
功能描述
单位
单价
数量
合计
1
硬件设备
服务器
服务器将根据人员数量、刷卡数量配置决定
台
1
NFC标签
不同场所应用的不同标签,根据不同的要求配置数量
张
100
2
平台软件
基础管理模块
实现系统管理、权限分配、客户端管理等功能
套
1
通信伺服器
实现手机客户端通信连接、数据传输等功能
套
1
巡检管理模块
实现巡检人员管理、巡检点管理、巡检路线设置等功能
套
1
记录查询模块
通过浏览器实现对记录的查询、报表管理等功能
套
1
故障分析模块
根据上传的巡检记录,实现设备的故障分析等功能
套
1
3
安卓APP
巡检模块
读取NFC标签ID,采集并与平台交换数据
套
1
巡检提示模块
根据设定的巡检路线,实现到时提醒功能
套
1
4
软硬件合计:
¥
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