1 電力資產管理介紹
1.1電力資產管理概述
電力企業(yè)屬于資產分散型企業(yè)，資產使用部門多，使用地點范圍大，結構分類復雜，覆蓋面大。資產可以分為輸電線路、變電設備、配電線路及設備、用電計量設備及通訊設備、自動化設備、工具器具、運輸設備、房屋建筑物、土地、福利設施等十幾大類。另外，通常由于電力資產的數(shù)量多，金額大，更新快，管理上就要求能及時準確反映出這些變化。所有這些都為電力部門的資產管理提出了挑戰(zhàn)。下文以常見的電能表電力資產管理為例進行分析。
傳統(tǒng)的電力資產管理方式一般依賴于非自動化，以紙張文件為基礎的系統(tǒng)來記錄、追蹤管理；少數(shù)用到條形碼實現(xiàn)資產的識別與管理；但效率都極其低下，隨著資產數(shù)量的增加，極大地加重了管理人員的負擔，人力資源的嚴重浪費，同時也增加了資產管理的難度，常常造成數(shù)據(jù)不及時，出錯率高等問題。往往庫存管理混亂，出入庫數(shù)據(jù)出錯。如果大范圍長時間的任其存在，將給企業(yè)帶來極大的成本問題。
在資產管理應用技術方面，一維條碼/二維條碼等傳統(tǒng)自動識別技術在物品分類貼標管理方面也得到了廣泛的應用。但是條碼技術本身依賴于可見光掃描反射、識別率低、條碼容易折損玷污、存儲信息量少，一般只標識某一類產品，從而影響了其在物流管理中的廣泛應用。
RFID射頻識別技術與條碼技術相比，是非接觸遠距離自動識別技術的典型代表。RFID技術識別準確度高、性能可靠、存儲信息量大、耐油污水洗等，特別適用于惡劣工作環(huán)境下的自動識別需求。采用RFID標簽替換條碼等標識貨品，可有效的完成對資產的自動化管理，實現(xiàn)資產信息的自動采集、自動處理和報表輸出。
目前，RFID技術已廣泛應用于物流、車輛識別、生產管理、人員證卡管理等各個領域。按照RFID在各個工作頻率下的性能優(yōu)缺點，主要將RFID技術分為低頻、高頻、超高頻、微波等。本文對電力資產管理，主要采用超高頻UHF RFID技術，相比于其他頻段的RFID技術，其電子標簽系統(tǒng)具有識別距離遠、可多標簽同時識別等顯著特點，可以滿足資產管理過程中的大批量多標簽可靠識別。
1.2資產管理系統(tǒng)的建設目標
現(xiàn)代化的資產管理系統(tǒng)主要針對傳統(tǒng)的管理中所面臨的諸多問題，采用超高頻RFID射頻識別技術、計算機處理技術、互聯(lián)網通信技術等信息化技術，對電力資產的管理實現(xiàn)資產信息自動化識別、資產驗收、資產新增、資產處置、資產調撥管理、資產分類、資產報廢、自動化/半自動化盤點、資產準確定位、報表自動輸出等相關操作。
采用RFID射頻識別技術管理電力資產的主要目標是實現(xiàn)：
● 及時、可靠的定位資產的位置
● 非接觸自動識別電力屬性信息
● 降低電力資產的庫存成本，提高庫存利用率和審計頻率
● 采用自動化/半自動化的識別方式，提高盤點的準確性和操作效率
● 實現(xiàn)電力資產數(shù)據(jù)的網絡實時共享和管理，根據(jù)需要完成報表輸出
● 建立一個統(tǒng)一的電力資產信息平臺，提高資產監(jiān)管的水平
1.3資產管理系統(tǒng)的設計原則
電力資產管理系統(tǒng)建設應統(tǒng)一數(shù)據(jù)標準、統(tǒng)一軟件、統(tǒng)一硬件，采用成熟、可靠技術，以整體性、實用性為主，兼顧先進性和可擴充性等等。
（1）繼承性：保證系統(tǒng)與現(xiàn)有測試系統(tǒng)、設備和結構的兼容性，最大限度利用現(xiàn)有系統(tǒng)。
（2）先進性：系統(tǒng)采用RFID技術與資產管理系統(tǒng)相結合，能有效的提高資產查驗人員的效率，而且能實現(xiàn)資產的實時、精確、有效的集中管理。
（3）實用性：根據(jù)系統(tǒng)需求出發(fā)，最大限度滿足業(yè)務上的各項功能要求，確保實用性。軟件應操作簡便、易于掌握。管理、維護和維修具有簡易性。對于電力資產調運過程中的不同的環(huán)境和業(yè)務需求，能方便有效的完成對電力資產的管理，不同的產品要有較強的針對性設計。
（4）安全性：對系統(tǒng)軟件和應用軟件方面必須注意系統(tǒng)安全保密工作，設計安全網絡結構方式。RFID標簽及其相關軟件要對安全性做全面的設計和規(guī)劃，電子標簽要防止惡意變更和作弊。
（5）開放性：系統(tǒng)要求在數(shù)據(jù)庫和軟件開發(fā)方面應支持符合國際標準和行業(yè)規(guī)范的相關接口標準。在應用開發(fā)中，要使用相應國家標準和I/M業(yè)務標準。開放系統(tǒng)內部標準，提供接口類型說明。RFID超高頻讀寫器、電子標簽應符合ISO/EPC等相關國際規(guī)范標準，并提供開放的二次開發(fā)接口，支持主流RFID中間件產品的開發(fā)。
（6）高效性：能保證系統(tǒng)的收集、傳輸和使用具有快速、有效的運作效率，整個業(yè)務流程簡介易用。
（7）可擴充性：在系統(tǒng)設計方面，具有良好的可擴充能力，可以根據(jù)信息需要對系統(tǒng)進行必要的調整、擴充，包括存儲器容量和系統(tǒng)功能等方面的擴充。在系統(tǒng)軟件全面升級的情況下，能最大的保證現(xiàn)有投資設備的可用性。在業(yè)務需求方面，基本數(shù)據(jù)項目可以擴展，可以有使用單位根據(jù)需要，自行添加相關內容。設備可根據(jù)業(yè)務的需要擴展數(shù)量，而整體的技術方案結構無需交大的更改變。
（8）可靠性和容錯性：在設計中要整體考慮系統(tǒng)的可靠性，根據(jù)設備的功能、重要性個分別采用冗余、糾錯等技術，以確保局部的錯誤不影響整個網絡系統(tǒng)的運行。RFID讀寫器及電子標簽等設備要充分考慮使用環(huán)境、干擾因素、鄰近干擾、介質因素、錯卡/壞卡等不確定性因素，提供各種針對性的方案。
（9）緊急應變性：中心監(jiān)管系統(tǒng)和定期設備檢測監(jiān)督系統(tǒng)的設計必須考慮到潛在的應急故障失敗情況，必須設計有效、快速和可靠的應急管理系統(tǒng)和對應的服務保障系統(tǒng)。對電力資產管理系統(tǒng)中出現(xiàn)的緊急故障能及時有效的處理，能提出一套有效的解決方案。
2電力資產管理系統(tǒng)總體框架
在電力資產管理系統(tǒng)中，主要是倉庫管理和數(shù)據(jù)中心的監(jiān)控及報表輸出。本方案中電子標簽和讀寫器都采用通用RFID協(xié)議ISO/IEC 18000-6C，其靈活的擴展性可以確保對電力資產管理的應用需求。
2.1系統(tǒng)總體架構
電力資產管理系統(tǒng)的總體架構如圖1所示。
圖1 電力資產管理系統(tǒng)總體架構圖
在系統(tǒng)中，主要采用移動式RFID手持機和固定式讀寫器來完成實現(xiàn)對電力資產（貼有電子標簽）進行管理。在實際應用中，除了電力資產的倉庫管理外，還會涉及資產的調撥等環(huán)節(jié)的信息化管理。
如果采用固定式讀寫器對電力資產的入庫、出庫等進行管理，其基本的操作是：資產出入庫時，通過裝有固定式讀寫器射頻覆蓋區(qū)域，固定式讀寫器讀取到貼放在資產上的電子標簽ID及屬性信息。固定式讀寫器通過COM口/以太網口將數(shù)據(jù)上傳到后端工作站，本地工作站向后臺數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)的交互請求，請求驗證通過后，完成對出入庫的數(shù)據(jù)庫操作。
如果使用手持機對資產調撥等環(huán)節(jié)進行實時的跟蹤和數(shù)據(jù)服務請求的處理，其基本的操作是：手持機掃描調撥資產的屬性信息（掃描電子標簽），資產信息通過移動通信網絡的GPRS數(shù)據(jù)服務上傳到后臺服務器，后臺服務器對數(shù)據(jù)進行處理后，將處理結果返回到手持機上。
2.2系統(tǒng)設計特點
基于RFID技術的電力資產管理系統(tǒng)，能很好的解決傳統(tǒng)資產管理中面臨的一系列問題，其主要的特點是：
（1）保密性好
本系統(tǒng)采用ISO/IEC 18000-6C協(xié)議的電子標簽，其具有全球唯一的64bit ID號，能有效的標識所有種類的資產，直至單品級資產。靈活的加密方式，可以確保系統(tǒng)良好的保密性。
（2）可靠性高
成熟的RFID技術和網絡通信技術，可以有效保證系統(tǒng)的高可靠性。
（3）數(shù)據(jù)實時性強
有別于傳統(tǒng)的人工資產管理模式，RFID資產管理系統(tǒng)通過自動識別和網絡實時交互等方式確保了數(shù)據(jù)的實時性，在盤點等作業(yè)中更具有優(yōu)勢。
（4）擴展性強
本系統(tǒng)具有開放式結構及模塊化功能設計，系統(tǒng)可大可小，位置點可多可少，功能可增可減，因此具有很強的系統(tǒng)適應性。
3系統(tǒng)軟件設計
基于RFID技術的電力資產管理系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)，主要是針對電力資產管理的實際需求，按照日常的業(yè)務流程規(guī)范，開發(fā)出的具有穩(wěn)定的、具有可操作性的、容易集成和擴展的軟件系統(tǒng)。
3.1系統(tǒng)軟件主要功能
基于RFID電力資產管理系統(tǒng)軟件的功能模塊如圖2所示，包括資產驗收、資產新增入庫、資產使用出庫、資產報表、資產查詢、資產盤點、資產報表輸出、用戶權限管理、系統(tǒng)管理及維護等9個功能模塊，下面對各功能模塊進行的具體功能進行描述。
圖2 電力資產管理系統(tǒng)軟件功能模塊圖
3.2軟件主要模塊設計
（1）資產驗收
電子標簽作為電力資產（如電表、輸電設備、變電設備等）的身份標識，在資產入庫驗收時，完成對電子標簽的編碼、資產屬性信息的錄入等操作。將標簽的ID信息與資產的屬性信息（名稱、數(shù)量、質量、生產廠家、生產日期等），通過標簽發(fā)放管理軟件進行關聯(lián)后，上傳到后臺數(shù)據(jù)庫中，以便日后進行管理。
資產驗收模塊主要的操作包括：
● 統(tǒng)計貼標資產的全部屬性，并錄入標簽發(fā)放管理系統(tǒng)內；
● 讀寫器讀取標簽的ID信息，上傳到系統(tǒng)后，系統(tǒng)自動關聯(lián)兩者信息；
● 讀寫器將關鍵信息寫入電子標簽的存儲器中；
● 按照規(guī)定，將標簽貼放到電力資產特定的位置。
資產驗收后，標簽里記錄了資產的關鍵基本屬性信息，也即完成了標簽ID與資產屬性的綁定，在隨后的操作中，這一信息將唯一存在。
（2）資產新增入庫
這里的電力資產入庫，指貼有電子標簽的資產進入倉庫。
當資產進入倉庫大門時，貼放在資產上的電子標簽被固定式讀寫器讀取到ID等信息，資產的信息顯示在倉庫工作站（PC）的倉庫管理系統(tǒng)上，由倉管員確認入庫信息后上傳到后臺數(shù)據(jù)庫中，并完成資產入庫信息錄入操作。
如果采用手持機對入庫進行管理，則類似于固定式讀寫器的操作流程：倉管員用手持機讀取資產上的電子標簽，標簽信息，倉管員確認資產與信息相符后，通過wifi等無線通信鏈路將數(shù)據(jù)上傳到后臺操作系統(tǒng)。
倉庫的進/出動作的判斷，可以使用紅外對射、地感觸發(fā)等技術進行自動判別，也可以通過倉管員的手動操作確認進出來獲得。根據(jù)現(xiàn)場的應用環(huán)境可以靈活的處理。軟件處理上對入庫動作的設計也會由應用情況的不同。
（3）資產使用出庫
與資產入庫管理類似，出庫屬性與入庫信息會有不同，但基本的思路相同這里不再遨述。
（4）資產盤點
倉庫內資產的盤點是指：倉管員用RFID手持機逐一掃描倉庫內的資產標簽，當掃描到貼放在設備上的電子標簽時，電子標簽內的設備信息顯示在RFID手持機顯示屏上。工作人員核對電子標簽信息與實際資產屬性吻合無誤后，實時或者在規(guī)定時間，將巡檢的結果上傳到后臺服務器進行處理。手持機主要通過無線wifi通信技術等與資產管理后臺數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)交互。
（5）資產查詢及定位
作為資產管理，往往會遇到這樣的偽問題，倉管員需要知道某特定資產存放的區(qū)域、屬性等，以便制定采購計劃或者調撥出庫該類資產，實現(xiàn)資產的高效率使用。
可備查詢的資產主要通過關鍵信息的檢索來獲取，比如資產的產品固件屬性信息等等。應用系統(tǒng)可以通過關鍵信息的組合檢索功能，快速準確的檢索出查詢的信息，定位相關目標資產到垛位、貨架位置等方位上。查詢結束后，將查詢結果遞交給倉管員員，等待處理。
資產管理系統(tǒng)中可被查詢的關鍵信息包括：
● 資產的固有屬性信息（產品信息、質量、數(shù)量等）
● 資產入庫的屬性信息（入庫時間、入庫批次、入庫操作員）
● 資產存放信息（存放位置、存放變更信息、盤點輸出表）
● 資產歸屬者信息（歸屬者單位、姓名等）
● 資產變更及資產調撥信息
● 設備的折損情況
● 資產之間的關聯(lián)信息
（6）資產報廢
資產的報廢是指資產的生命周期終止后，通過消除資產信息在數(shù)據(jù)庫中的記錄來解除資產的使用的等操作，其操作的內容包括：消除資產的數(shù)據(jù)庫信息、拆除或拆毀電子標簽，報廢資產到回收部門等。
（7）資產報表輸出
通過自動化平臺系統(tǒng)，將操作的結果以報表的形式呈送給客戶。報表的形式很多，可以通過圖像、文字、表格等各種友好界面輸出到客戶面前。
（8）用戶權限管理
安全性是信息系統(tǒng)要考慮的重要問題，當不同角色的用戶登錄到系統(tǒng)中時，為防止用戶的非法操作和非法用戶的入侵，就要對用戶進行分角色的權限管理。
如標簽發(fā)放功能的使用者具有制作標簽的權限，而沒有倉庫管理的權限，而且每個操作員都有一個專屬的操作賬號和密碼，以便監(jiān)督管理操作員的工作記錄。非法用戶的登錄將收到權限拒絕和報警提示。
（9）系統(tǒng)管理及維護
系統(tǒng)管理主要完成系統(tǒng)運行參數(shù)進行校正，維護等。完成權限分配、數(shù)據(jù)表單的增加、修改、刪除等操作以及系統(tǒng)的升級和管理操作。
4系統(tǒng)硬件設計
4.1硬件總體描述
電力資產管理系統(tǒng)的總體架構圖和部分網絡外設如圖1所示。在一個成熟的RFID應用系統(tǒng)中，主要的硬件設備包括：UHF電子標簽、UHF固定式讀寫器、手持式讀寫器、電子標簽打印機（可打印條碼）、應用服務器、WEB服務器、數(shù)據(jù)庫服務器等。以單個倉庫為單位，倉庫出入管理可以采用固定式讀寫器來管理、倉庫資產的盤點定位等可以采用手持式讀寫器來管理、電子標簽的發(fā)放則采用電子標簽打印機來完成。
一般情況下，固定式讀寫器安裝在倉庫大門識別區(qū)內，當貼有電子標簽的資產通過大門時，讀寫器讀取到電子標簽的信息，將數(shù)據(jù)上傳到后臺數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，后臺系統(tǒng)對標簽的信息進行處理后，記錄資產出入庫的信息，以達到電力資產的管理。
在倉庫盤點等日常倉庫管理中，可移動式的手持式讀寫器在讀取到電子標簽的數(shù)據(jù)時，將數(shù)據(jù)通過無線數(shù)據(jù)鏈路上傳到后臺數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，通過與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互，完成盤點的自動/半自動化操作。以下是各種設備的硬件布局設計。
4.2硬件布局
4.2.1標簽的貼放方案
電子標簽作為標識倉庫貨物的唯一標志，在貼放時要特別注意。因為標簽的貼放直接關系到讀寫器天線的安裝方式和標簽讀寫效果。為了獲得最佳的讀寫效果，讀寫器的極化方向要與標簽的極化方向一致。
這里將標簽主要分為抗金屬標簽和非抗金屬標簽，來標識不同介質的貨物?？菇饘贅撕炇琴N放在金屬貨物表面的，抗金屬標簽（包括卡片、不干膠、Inlay等）主要貼放在非金屬貨物標簽。像木箱、帆布包、塑料袋子、紙箱等貨物均可以通過非抗金屬標簽來標識。
4.2.2倉庫大門固定式讀寫器的硬件系統(tǒng)設計
本方案以固定式的四通道讀寫器為例，對讀寫器的硬件安裝設計進行分析。四通道的分體式讀寫器可配置4個獨立工作的天線。天線的參數(shù)可以靈活選擇選擇，一般情況下板狀天線與讀寫器信號端口通過射頻饋線來傳遞射頻信號。四個天線的工作依照逐個輪詢的方式來實現(xiàn)。下面以標準的倉庫大門（門高3.0m,寬4.0m）為例對讀寫器硬件方案進行分析，如圖3。
根據(jù)現(xiàn)場應用環(huán)境及天線的性能，選擇8dBi的圓極化板狀天線作為讀寫器適配天線，天線與讀寫器之間的射頻信號傳輸通過饋線來傳輸。饋線的優(yōu)劣也直接影響到信號的傳輸質量，一般好的天線衰減因數(shù)為：小于1.5dB/10m。在資產管理系統(tǒng)中饋線長度一般不會超過10m。
一般情況下，天線1、天線4相向安裝，安裝高度為0.5-1.0m，貼放在左右邊側的標簽很容易被讀取到。而天線2、天線3的都是垂直向下的，根據(jù)大門的寬度，可適當調整兩個天線之間的間距，一般間距在1.0~2.0m左右，貼放在資產頂部的標簽很容易被讀取到。
圖3 分體式讀寫器的安裝方式
在實際應用中，確保電子標簽的表面與天線面板保持平行，這樣可以使電子標能夠獲得最大的電磁能量，從而獲得最佳的讀寫效果。如果電子標簽的表面垂直于天線面板經過大門，則電子標簽的讀寫效果最差，可能會出現(xiàn)漏讀的現(xiàn)象。
4.2.3倉庫內手持機操作的硬件系統(tǒng)設計
手持機在實際的應用中，由于具有移動性好，可操作性強等優(yōu)點，所以在倉庫盤點作業(yè)、倉庫巡查定位等作業(yè)中具有廣泛的應用。下面以手持機盤點為例，介紹手持機的硬件系統(tǒng)組成。
如圖4所示，手持機通過wifi網絡來完成數(shù)據(jù)交互。操作人員通過手持機讀取到資產上的電子標簽，電子標簽的信息顯示在顯示屏上。手持機通過wifi無線網絡將標簽信息上傳到無線AP，無線AP通過有線或無線網絡將數(shù)據(jù)上傳到后臺PC，PC通過VPN網絡與后臺服務器進行數(shù)據(jù)交互。由于wifi技術具有組網簡捷，數(shù)據(jù)傳輸速率快，傳輸距離遠（一般30~100m），簡單易用等諸多有點，所以在資產管理系統(tǒng)中可以廣泛的應用。
圖4 wifi網絡的手持機硬件系統(tǒng)
如圖5所示，手持機通過GPRS網絡來完成數(shù)據(jù)交互。操作人員通過手持機讀取到資產上的電子標簽，電子標簽的信息顯示在顯示屏上。手持機通過GPRS無線網絡將標簽信息上傳到移動通信基站的數(shù)據(jù)服務器，一定通信基站通過有線網絡將數(shù)據(jù)上傳到后臺服務器，后臺服務器與手持機的數(shù)據(jù)交互有固有鏈路來傳輸。由于GPRS是基于移動通信網絡的通信技術，因而在有移動信號的地方??可以采用GPRS來完成數(shù)據(jù)請求。
圖5 GPRS網絡的手持機硬件系統(tǒng)
