祁胜利，杨毅东，牛勤，刘春晖，曹超，董亚颖
国网平凉供电公司
安全生产是电力企业永恒的主题，而安全工器具的好坏将直接影响到电力企业在生产过程中的人身和设备安全。近年来，随着电网的加速发展，电力企业管辖设备日益增多，抢修和检修任务繁重，所需的安全工器具也成倍的增加，各种安全工器具等自身属性是否有良好的管理非常重要，如安全工器具存在损坏、过期等问题而不能及时将信息传递给管理人员或使用人员，在使用者无法及时了解、非法使用时将可能出现严重安全事故以及人员伤亡事故，给人员作业安全带来隐患。可见安全工器具的管理在安全生产中尤显重要。
关键词：RFID技术 智能安全工器具室 智能联动 工作票识别
通过近几年的调研总结，安全工器具存在以下的共性问题：：现有安全工器具室无法实现室内温度、湿度控制，易造成设备受潮、老化，影响工器具的安全储存。同时工器具的使用仍采用原始登记方式，设备入库、出库及检验日期等数据登记量庞大，占用大量的人力、时间，增加了维护成本，数据记录流程繁琐费时费力；安全工器具周期性试验不到位，存在安全死角。器具领用无安全预警，存在安全隐患。
鉴于上述实际情况，需要研究开发一套基于物联网技术的安全工器具全生命周期管理系统，利用“物联网”技术(包括RFID射频识别、视频智能分析/监测技术)的综合应用实现安全工器具无人职守及全生命周期管理，借助RFID射频识别、视频智能分析/监测及温湿度工业智能化控制技术实现安全工器具、施工机具、备品备件等设备的出入库自动识别、智能监控，建立工器具的智能数据库。有效、准确、智能地对进出库房的安全工器具进行信息自动识别、采集、记录、上传以及安全工器具的维护提醒、维护信息进行快速的查询、统计，从而建立起供电企业管理的数字化信息管理系统，为人工的传统管理方式提供科技化管理手段。同时提供自动化和规范化的系统操作规程，本文在将物联网技术和全生命周期管理相结合的基础上,研究和设计了安全工器具全生命周期智能化实时管控系统，为安全工器具标准、规范使用和管理提供了有力支撑。
系统技术原理：
RFID技术是21世纪发展最快的一项高科技技术。随着与传统网络的结合，RFID技术展现出巨大的市场应用潜力，被称为“物联网”和“第二代Internet”。
RFID是射频识别技术(Radio Frequency Identification)的英文缩写，俗称电子标签，是一种非接触式的自动识别技术。它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，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。射频识别技术是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术。RFID技术利用无线射频方式在阅读器和电子标签之间进行非接触双向数据传输，以达到目标识别和数据交换的目的。无线射频识别与条形码相比，不需要看见目标，只要在读写器的作用范围内电子标签就可以被读取。读写器可以识别高速运动的物体，在极短时间内同时识别和读写数个电子标签，操作快捷方便。RFID系统组成：由耦合元件及芯片组成，每个RFID标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象，俗称电子标签或智能标签;读取器/读写器(Reader)：读取(写入)标签信息的设备，可设计为手持式或固定式。
本系统利用RFID自动识别技术，实现数据采集的自动化和无纸化;提高安全工器具管理的完备性和有效性，提高了管理的效率，采用先进的技术对存储数据进行充分的利用以及数据和应用结果的方便、高效查询。
系统功能:
工作票识别
使用OCR识别算法，对文本资料的图像文件进行分析识别处理，获取文字及版面信息。即将图像中的文字进行识别，并以文本的形式返回，识别精度可达到99%。对图像内容进行识别、矫正，提取关键字段元素，能够减少人工手动录入，提高工作效率，降低人工录入失误。通过引入OCR技术，也将会优化业务处理流程，减少人工提取操作，让业务流程更加简单高效。
智能柜联动
智能柜采用指令控制的方式来控制锁控板执行开锁。采用485总线多机通讯模式，各个智能柜由智能柜控制主板进行统一的控制。USB转串口即实现USB接口到通用串口之间的转换，为没有串口的设备提供快速的通道，而且，使用USB转串口设备等于将传统的串口设备变成了即插即用的USB设备。
作为应用最广泛的USB接口，支持热插拨，即插即用，传输速度快。实际使用中我们能用到USB TO TTL 或者 USB TO RS485 等转换线，通过转换后，即可进行串口开发，即通过I/O流读取，写入文件数据。
如何实现：
工作票识别：使用OpenCV获取摄像头每一帧的图像，通过帧差法检测是否存在运动，若检测到运动，则抓拍图像。将抓拍到的工作票图像经过旋转和压缩之后，传递到服务器端，通过服务器进行识别，识别成功之后返回识别出的文字。对返回的文字进行分析处理，提取出工作票上的工作内容作为关键词，再和数据库中的工作任务进行匹配，匹配成功后，则获得该工作票对应的工作任务。
智能柜联动：使用USB转串口驱动库usb-serial-for-android库对android设备进行串口操作。首先，获取USB 转串口设备串口，其次配置好对应的波特率、数据位、停止位和校验位等，建立串口通信。对于要打开的智能锁，则根据锁控板通讯协议向串口写入对应的命令，打开对应的电磁锁。
软件设计思路：
工作票识别：用户将打印出的工作票放到识别台上，系统通过OpenCV检测抓拍到图像，对图像进行工作票识别，识别成功后匹配到对应的工作任务列表并呈现在界面上。用户选择对应的工作任务进行工具领用，系统根据工具所在的智能柜自动打开柜门，等待所有工作任务领用完成之后，自动退出领用界面。
智能柜联动：录入基础信息时，将对应智能柜位置信息关联到数据库中。在工具入库时，为每一件工具关联对应的位置信息。工具台账界面可以显示出每一件工具对应的位置信息，点击对应的开柜图标，则是向锁控板发送对应电池锁的开柜指令。相应的自动领用和自动归还工具，系统则会自动地打开对应工具的柜门。
编程实现语言：
工作票识别：接入Opencv的Android SDK , 在onCameraFrame函数中对摄像头逐帧进行移动侦测分析。使用Base64将图片重新编码并使用retrofit请求提交到服务器端，成功后接收返回的识别结果。将识别内容作为关键词在数据库中匹配出工作任务。
智能柜联动：利用usb-serial-for-android库，编写一个USBSerialPortUtil工具类，实现获取串口数据，建立串口连接，以及监听串口连接状态功能。
实现效果：
用户只需将工作票放置在识别台上，就可以识别出对应的工作任务，界面显示出对应的工作任务列表。点击工作任务，查看对应工具无误后直接点击领用工具，系统会根据工作任务中的工具直接打开对应工具的柜门。
位置管理界面，可以管理对应的智能柜信息，进行添加，删除，修改信息等操作。在台账界面，可以查看并打开每件工具对应的智能柜，且能更改每件工具对应的位置信息。自动领用时，系统会根据工具的名称和待领数量，计算出要打开的智能柜，并打开对应的位置。自动归还时，系统根据扫描到的工具直接打开对应的智能柜。
人员体验：
对于用户而言，整个过程不需要手动从众多任务列表中挑选，避免了操作失误，减少了操作时长，能够大幅度提高工作效率。用户也不需要考虑工具位置存放，系统会根据工具的位置信息，自动打开对应的智能柜，整个操作流程更加简洁方便，工作流程也更加透明直观。此外，可以直接在系统中查看和打开每件工具存放对应的智能柜，对于工器具的生命周期管理更佳直观方便，优化业务流程。
结束语:
本系统的设计和开发能使安全工器具库房得到智能管理，实现安全工器具的无人职守管理模式，大大提高了安全工器具管理的工作效率，使得安全工器具库房的管理井然有序，避免各种违规行为的出现，提升安全生产管理的水平。
参考文献：
[1]杨柳.浅析RFID技术及其应用发展[J].中国新技术新产品，2009，(10).
[2]Anders Hejlsberg.C#编程语言详解[M].北京：电子工业出版社，2004.
[3]Tedfeison.Visual C#基于组件的开发[M].北京：清华大学出版社，2005.