基于物联网NFC技术的信息通信线缆标签管理系统

发表时间:2020/7/2   来源:《电力设备》2020年第6期   作者:周鸣一 周维维 陈银峰
[导读] 摘要:随着配电信息、通信网络的发展,信息通信线缆数量激增,空间密集,传统通过粘贴手写或机打标签形式来标识线缆的方法存在很多弊端,给现场线缆的识别管理带来很多困难。
        (国网北京石景山供电公司  北京市石景山  100043)
        摘要:随着配电信息、通信网络的发展,信息通信线缆数量激增,空间密集,传统通过粘贴手写或机打标签形式来标识线缆的方法存在很多弊端,给现场线缆的识别管理带来很多困难。本文尝试利用基于物联网的RFID、NFC技术制作新型标签,通过手机APP现场识别来实现信息通信线缆信息数据和运行方式的管理。
        关键词:线缆标签;NFC;手机识别;方式管理
        0 引言
        国网石景山供电公司的配电网信息和通信网络也不断发展,机房、机柜等现场的信息、通信光缆、电缆等数量越来越多,排列也越来越密集,对现场维护人员清晰、有效的识别线缆,预防误动、误拔运行线缆提出了更高的要求。
        1 现有线缆标识标签弊端
        目前,在光缆、通信电缆和网线的日常维护中,对于各种线缆的标识标签识别采用手写或者标签机打印粘贴的方式,在现场的日常运行维护实践中发现存在很多的弊端。如下图所示:
       
        图1-1  现有纸质标签
        这种运行管理方法主要有以下问题:
        1.标签面积小,可打印字数有限,承载信息少;
        2.标签表面容易落尘,长时间使用易污损掉落;
        3.打印之后无法更改,要变更只能撕下更换。
        为了解决目前线缆标识标签的问题,本文采用NFC技术制作新型线缆标签,通过手机扫描获取线缆运行方式信息。
        2新型NFC信息通信线缆标签
        2.1 选用NFC技术
        上世纪90年代开始,电网已经将RFID技术已经用于电力物资管理①,通信设备管理②。但传统RFID方案,技术标准封闭,需要专用的手持终端,使用不便,推广困难。
        NFC(Near Field Communication)即近距离无线通讯技术,由飞利浦半导体、诺基亚和索尼共同研制开发,主要是由RFID及互联互通技术整合演变而来。NFC工作频率为13.56MHz,传输距离在10厘米距离内。
        基于NFC技术的公交卡的普及,带NFC功能的安卓手机(以下简称NFC手机)目前已经非常普及。可以用NFC手机读写NFC标签内的信息,方便现场人员使用。
        2.2 应用NFC芯片制作新型标签
        经过综合比对,本文选用NTAG216芯片。NTAG216是NXP最新推出的NTAG21x的其中一款芯片,它进一步拓宽OEM厂商、嵌体客户及终端用户的NFC标签部署范围。
        NTAG216不仅提高了射频性能,还有高达888字节的存储容量。除此之外,该系列还提供多项新特性,如UID ASCII镜像、NFC计数器、集成的签名以及密码保护功能。
        NTAG216芯片封装形式很多,本文主要收集了5种:Inlay方式,线圈方式,线路版(PCB)方式,柔性线路板(FPCB)方式,抗金属方式。如下图所示:
       
        图2-1 封装形式
        最终根据工作场景,选用了Inlay方式。Inlay方式柔软,尺寸多样,适合与胶条,卡座等整合,且价格低。
        标签式样如下图所示:
       
        图2-2 胶条-卡座形式
        现场实际安装的如下图所示:
       
        图2-3 线扣形式
        2.3 软件部分
        软件分为服务模块与移动模块两大部分,分别安装在服务器端、移动终端(NFC手机)上。
       
        图2-4系统框架示意图
        服务模块的软件主要负责基础数据的批量处理与修改、通信线缆的数据接收、数据同步、用户权限设置等功能。
       
        图2-5 服务模块线缆标签维护界面
        移动模块在主要负责在NFC手机上完成标签数据的基础数据读写、巡检作业信息更新,并将更改后的信息上传、同步到服务器端。其中,为防止误操作,设置了移动模块对标签数据的读写权限。原则上,只有被授权账号、标签才能够修改标签数据。
       
        图2-5 NFC标签列表
        2.4 试用效果
        运维人员实际使用后认为,NFC标签不存在污损的问题,在标签内可以随时修改,增加的备注信息,对维护工作有很大的帮助,显著优于纸质标签。
        备注信息在以下工作场景下作用明显:
        1、线缆的下一步走向,例如:通过楼层交换机A2口到1128房间(总经理办公室)
        2、线缆内传输的业务,例如:到冬奥变电站(调度自动化、调度电话、综合数据网等业务)
        3、子缆的说明,例如:内有4对线到801、802、803、804房间电话。
        3 结语
        采用NFC线缆标签,能有效解决现在纸质标签存在的注释内容少,更改困难,易污损等问题,为运行设备线缆的通信标识资源管理的基础数据信息化、管理流程电子化、异动记录自动化打下基础,进一步提高通信运维管理的智能化水平。
        参考文献:
        [1]期刊文章:张吉.RFID技术在电力物资出入库管理中的运用[J],《物流技术》,2019(03)
        [2]期刊文章:郑樟新 电力通信光缆网维护和管理中GIS、RFID、移动互联技术的应用[J],《通信电源技术》,2018(12)
        基金项目:
        本论文来自国网北京电力公司群创项目资助(项目编码:520206190006)。
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