基于NFC技术的智能变电站二次设备信息可视化系统

田亚云

摘要：本文针对智能变电站，制作了以近场通信NFC芯片为核心的智能电子标签，并基于此标签开发了二次设备信息可视化系统。通过移动终端感应智能电子标签卡，快速定位光缆纤芯，并获取光缆纤芯的物理连接信息和纤芯中传输的虚回路信息，实现了信号回路的“即扫即看”，提高了调试、运维效率。

[关键词]NFC芯片智能变电站智能电子标签信息可视化

1引言

智能变电站不同于常规变电站，其二次回路原理图通常采用和光缆联系图表达，实现了数字化设计。目前智能变电站的IED设备信息及其关联信息均需存储到SCD文件中。要想知道每一台设备信息，需要一打开相应的设备进行读取SCD文件操作。若当用户想要查阅保护光缆的相关信息时，还需要到进入装置界面进行操作，增加了设备运行操作风险。现场在进行设备定检或者二次回路缺陷查找处理时，不仅要携带相关的纸质图纸，还需携带专用工具调阅SCD文件，增加了设备运维检修的工作量。

鉴于上述问题，本文制作了以NFC芯片为核心的智能电子标签，并基于NFC芯片开发了二次设备信息可视化系统。该系统将光缆的型号及二次回路的虚拟联络图等统一存入一个数据库，并按照当前装置的需求生成标签;现场使用手机装设解析软件后，直接扫描就能查看当前二次光缆相关的所有信息状态，实现了二次设备信息的可视化，大大降低了操作风险，降低了设备运维检修的工作量，提高了运维调试的效率及准确性。

2基于NFC的智能光缆电子标签

2.1NFC技术原理及技术特点

NFC，称为近距离无线通讯技术，运行与10cm距离内。其传输速度有106kbit/s，212kbit/s，424kbit/s三种。NFC是一种“非接触式射频识别”及互联技术，在目前广泛使用的手机通讯的背景下，提供了一种极其便利的通讯模式。NFC技术的感应式读取和点对点的功能，在不需要物理连接的前提下就能实现近距离精准信息通讯及数据交互。

2.2智能光缆电子标签原理

设备信息电子化是解决上述问题的比较好的途径。NFC技术的发展为设备信息电子化提供了技术支持，利用NFC技术将二次回路物理信息和逻辑信息存入数字芯片，并以此芯片为核心制作标签。设计完工后的智能光缆电子标签是可通过任何装设解析软件的手机进行读取快，能快速获取当前光缆的基本信息及二次联络关系图。

基于上述方法，可为每一台设备提供一个电子标签，其存储保护设备的唯一身份标识信息，与保护设备相关联，实现对保护设备的唯一标识，实现保护设备资产信息快速、高效、准确采集，提供保护设备信息图形化显示功能。并且还可以用户交互，相互之间快捷的传递信息。

3可视化系统开发及应用

以智能光缆电子标签核心，本文基于Windows和Android系统下进行二次设备信息可视化系统开发。

3.1在Windows操作系统PC机下开发初始化卡片信息软件

如图1所示，在Windows系统环境下，系统组成包括基于NFC技术智能变电站二次开发系统、硬件设备（NFC读卡器、NFC智能标签）。

在Windows系统下开发系统主要实现通过NFC读卡器操作IC卡写入设备的IED名称。

3.2在Android移动设备下进行开发管理系统

管理系统的硬件部分为带NFC芯片的移动设备、IC卡，软件部分为基于NFC技术的智能变电站二次开发程序，该程序继承在移动设备上。系统的架构图如图2所示。

在Android系统下系统主要实现功能：

（1）直接对每一个IC卡写入相应保护设备的IED名称;

（2）读出每个IC卡中的IED名称，并在移动终端上图形化显示保护设备信息。

3.2.1移动设备读取SCD过程

利用SCD讀取软件，解析SCD配置文件，获取每个IED的信息及其与其相关的IED的联系，将读取后的信息存入到移动终端中。

3.2.2标签与移动设备交互过程

将移动设备靠近NFC标签或IC卡，标签和移动设备的NFC芯片将产生短距离高频的无线电进行感应。移动设备的NFC芯片通过程序驱动读取到标签中对应的保护设备的IED名称，该系统客户端将从芯片感应到的数据进行分析。将读取到的保护设备的IED名称通过跟我们之前解析的SCD数据进行匹配，进而判断该设备是否有相关信息存在在SCD文件中。

4总结

本文阐述了基于NFC技术的二次设备信息可视化系统应用的背景，并详述智能电子标签编码、生成、解析的全过程。应用该系统，可以使用当前通用的通讯工作快速查看光缆的基本信息及二次虛端子联络图，极大的提高了智能变电站二次设备运维检修的效率及准确性，具有显著的实用工程价值。

参考文献

[1]全国电力系统管理及其信息交换标准化技术委员会.DL/T860实施技术规范[S].北京：中国电力出版社，2009.

[2]刘磊，赵文沛，王心妍等，智能变电站SCD文件的解析、校验及比对技术[J].河南科技，2014（04）：84-86.