物联网技术在电力资产管理中的应用

贾 林，冯锐涛

0 引言

物联网（Internet of Things IoT）代表了未来计算与通信技术发展的方向，被认为是继计算机、Internet之后，信息产业领域的第三次发展浪潮。最初，IoT是指基于Internet利用射频标签（Radio Frequency Identification RFID）技术、电子产品编码（Electronic Product Code EPC）标准在全球范围内实现的一种网络化物品实时信息共享系统[1]。

物联网将信息与通讯技术充分应用到各行各业，将传感器嵌入到汽车、家电、电网、桥梁、建筑等物体中，通过网络实现智能物体的互联与信息采集，通过云计算平台实现海量数据的高效处理，有效共享设备、信息、服务等资源。未来的物联网将最终实现物理网络与社会网络的融合，大幅提高人们生产、生活的智能化水平[2,3]。

针对电力设备的盗窃案件频发。一方面，给电力公司造成了大量的经济损失，另一方面，由此造成停电投诉、人身伤害（例如由于井盖丢失造成的人身伤亡事故）等社会问题，电力公司迫切希望实施设备本身的防盗管理。

电力公司存在大量放置在客户侧的固定资产，目前采用人工方式实现固定资产的盘点、追踪、折旧等。人工方式无法实时、准确掌握设备的整体信息，存在设备闲置及固定资产流失的风险。电力公司迫切希望获得信息化的固定资产管理手段。

因此，本文提出一种基于物联网技术的电子监控管理模型，充分利用应用物联网技术，解决电力资产管理频被盗以及放在客户侧设备难于管理等问题。

1 物联网的介绍

物联网，英文名称为"The Internet of Things"，简称IoT。由"物联网"名称可见 ，物联网就是"物物相连的互联网" 。这里面有两层意思： 第一， 物联网的核心和基础仍然是互联网， 是在互联网基础之上的延伸和扩展的一种网络； 第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信[4]。因此，物联网的定义是通过射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络[5,6,7]。

在物联网的发展的早期，IBM公司提出自己的物联网理念---智慧的地球，认为物联网是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，并且被普遍连接，形成所谓“物联网”[8,9]。并通过超级计算机和云计算将“物联网”整合起来，实现人类社会与物理系统的整合。人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活，从而达到“智慧”状态。

早在4年前，前总理温家宝在视察无锡中科院高新微纳传感网工程技术研发中心时，曾向中心负责人建议发展传感网技术（物联网的技术前身），感知中国的概念也从此诞生，后来经过一批专家们不断努力，形成了中国自己的物联网中心[10,11]。

1.1 物联网技术架构

物联网架构从大体可以分为3层，由感知层、通信层和应用层构成的3层组成。如图1所示：

图1 物联网结构图

感知层: 通过智能卡、传感器、工业自动化、音频、视频等电子工具， 把物体进行标识、采集相应的数据信息，使物体智能化，让物体“活”起来。

通信层：由物联网平台层和网络层组成。网络层主要进行信息的传送。网络层包括接入网和传出网。接入网是将物联网终端设备接入，主要包括有线接入和无线接入两种。传出网是将终端数据传递给处理中心，即平台层。网络层将是物联网信息的基础承载网络。平台层只要对终端传递的数据进行处理，包括各种处理服务器，并处理的结果传递给应用层。

应用层:将采集的信息存储在统一的数据中心，进行数据处理，开发各种应用软件，为不同的需求提供智能服务。

1.2 物联网的关键技术

物联网常用的技术包括：RFID技术、传感网络技术、M2M技术等相关技术。

1）RFID技术

RFID技术，即是射频识别技术（Radio Frequency Identification 缩写 RFID），也称电子标签。RFID技术是一项利用射频信号通过空间耦合（交变磁场或电磁场）实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。由于它是一种非接触式的自动识别技术，因此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。

2）传感网络技术

传感网络技术是传感器、大规模无线传感网技术及其智能处理技术的融合。传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。

在传感网络中，传感器可以进行数据采集、处理、路由，然后转发路由到网关节点。而网关节点能用多种方式与外界通信联系。

3）M2M技术

M2M 通过实现人与人（man to man）、人与机器（man to machine）机器与机器（machine to machine）的通信，让机器、设备、应用处理过程与后台信息系统共享信息，并与操作者共享信息。它提供了设备实时地在系统之间、远程设备之间、或和个人之间建立无线连接，传输数据的手段。M2M和物联网的核心理念相同，物联网技术的概念比其更加宽泛。

M2M 技术的应用涵盖范围广泛，通过“让机器开口说话”，实现对设备和资产有效地监控与管理，通过优化成本配置、改善服务，使得工作效率得以提高，并能够为社会更好的服务。

2 在电力资产管理中的应用

在整个电网运行的环节中，对设备的状态的预测、预防、调控等智能化策略，必须依托于透彻的信息感知，可靠的数据传输，健全的网络架构及智能管理和多数据高效处理等技术。物联网技术恰好在多种场合满足智能化电网管理的需求。

电力设备是电力资产管理中的核心，它是保障电网正常运行的基础。电力设备的被盗或者故障，都会给企业用户带来很大的损失。如何使得这些可能的损失降低到最小，也是电力资产管理的重心之一。电力设备在电力公司的资产中占据比较大的份额，是电力公司需要重点保护的对象。物联网技术可在电力资产监控中发挥重要作用，可以进行身份识别、电子标签、远程监控，从而实现对电力资产的有效管理。电力资产管理一般分为：设备防盗监控和固定资产管理。

2.1 设备的防盗监控

通过在电力井内部署监控设备，可实时监控井盖的开闭状态及井下浸水、温度、烟感、设备电池电量等信息，可为后台监控人员提供集中监控界面，实时解决问题；在设备上隐蔽放置小型设备追踪器，可实现电源通断感知、位移感知、GPS/LBS位置追踪，在设备非法断电、发生位移等情况下，实时告警并提供一段时间内的连续位置追踪。

在地面上，设置设备追踪器，可实现电源通断感知、位移感知、GPS/LBS位置追踪，在设备非法断电、发生位移等情况下，实时告警并提供一段时间内的连续位置追踪。

2.2 固定资产的管理

在固定资产设备上贴附RFID标签，利用RFID标签非接触读写的特性，在机房或设备集中布放的区域放置RFID读写器，定期对区域内的固定资产进行盘点。同时，为维护人员配置RFID身份标签，在其进入区域进行维护操作时，记录操作行为；维护人员通过手持设备，在现场从管理平台下载工作任务，并通过RFID标签逐项对任务相关物体进行确认。

2.3 电力资产管理主要内容

1）小型监控模块

通过连接到各监控点的特种传感器，可实时监控井盖的开闭状态及井下浸水、温度、烟感、设备电池电量等信息，并将相关信息通过标准无线传输技术发送到小型监控模块，由小型监控模块把异常情况通过无线网络传输到监控中心平台。小型监控模块可内置追踪器，对被盗设备进行位置追踪。

2）固定资产管理模块

固定资产管理模块，通过终端扫描固定资产设备上贴附的RFID标签，并将相关设备信息通过无线网络传输到监控中心平台进行统一监管。

3）传输网络模块

电力终端监控管理业务平台与标准通信终端之间的传输方式多种多样，可以采用 2G、和 3G移动通信方式传输，或者WLAN通信方式传输。

4）电力资产管理平台模块

电力资产管理平台将各传感器上传的数据进行汇总、统计、分析，并对异常情况进行告警处理，从而实现了对电力资产的统一监管。并将这些数据与95598平台对接，使得管理更加高效，更加迅速。

3 结论

本文针对当前电力设备频被盗和设备分散难易集中管理，提出一种基于物联网技术的电子监控管理模型，并对该模型进行详细分析，该模型具有较好的应用前景，并且能在电力设备监控中发挥应有的作用。物联网发展到今天，应用也是越来越广泛，其在电力行业的应用，不仅仅局限于设备管理，也将应用到其它方面，例如在智能电网方面也将具有很有的应用前景。

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[5]Luigi Atzori, Antonio Iera , Giacomo Morabito. The Internet of Things: A survey [J].Computer Networks, 2010,54: 2787–2805.

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