冯世海
贵州航天计量测试技术研究所 贵州 贵阳 550009
摘要：依靠人工方式进行计量检测数据录入和分析，造成检测工作效率不高。将物联网技术当成是基础搭建计量检测架构，能够实现自动计量检测。结合项目实例对技术应用方法展开分析，可以通过引入大数据等技术自动生产检定报告，有效提高计量工作效率，满足电网智能化发展需求。
关键词：物联网；计量检测技术；检测架构
引言：物联网具有较强自组织能力，可以将实物与网络无缝连接在一起。基于物联网建立计量检测模式，能够实现检测技术升级，通过自动化计量实现各种数据的准确监测，为各项工作开展提供科学依据。因此应加强基于物联网的计量检测技术研究，通过科学应用技术改进计量工作，为计量业务的拓展带来优势。
1基于物联网的计量检测技术
建立基于物联网的计量检测架构，可知系统包含感知层、网络层和应用层，能够用于感知、传输和分析计量信息，如图1所示。其中，感知层包含带智能接口的计量器具和带RFID标签的检测设备，能够为静态和动态计量信息读取提供支持。在物联网环境下，需要将物体接入网络，做到精准识别物体，应用RFID标签能够通过射频信号实现信息无接触传递，固定在计量检测工具上可以将工具接入网络[1]。网络层用于传输计量信息，由自动数据采集器和智能传感网络构成，可以采用GSM、Zigbee等多种通信技术实现信息传递，为应用层数据分析功能实现提供支持。配置数据采集器，能够定时进行计量检测数据的自动采集，实现计量装置的实时监控。采用智能传感网络，可以将采集的模拟量转换为数字量，然后通过有线或无线网络传输至应用层。应用层能够根据获得的信息确定计量检测工具的身份，并根据计量标准对工具产生的检测数据进行分析比较，确定设备使用状态。应用层由网络中心服务器和服务平台构成，能够利用服务器实现数据运算和处理，并在平台进行数据和分析结果显示。如果判断工具濒临失效状态，将发送检定或校准指令，重新进行计量数据采集和分析，以便获得准确结果。
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2基于物联网的计量检测技术应用
2.1项目概述
智能电网项目要求建设完整网络系统，用于实现电网设备和用户用电信息采集、存储、分析，为电网日常运维和用户用电管理工作的开展提供科学依据。在项目实施期间，为用户配备了智能电表，可以看成是“智能传感器”构成基本网络单元。为实现电网各种信息的自动计量和检定，要求采取科学计量检测技术，推动电网电能计量工作的自动化发展。
2.2检测架构
结合项目实施需求，需要引入物联网、大数据等技术搭建电网电能计量检测架构，通过对电网各种计量数据进行采集、传输和分析获取有价值的信息，通过构建计量数据库实现数据统一管理和高效利用，为电网管理工作开展提供有效数据服务。从系统架构上来看，需要先搭建感知层，通过智能电表、电流互感器、功率表等各种计量检测装置完成电网设备运行参数和用户用电信息采集，并通过数据预处理实现数据分类、压缩和封装，实现数据高效传输。在网络层搭建过程中，需要采用大数据技术进行各种计量数据清洗、挖掘和解释，并通过网络管理为应用层调取数据提供支持。作为中间层，网络层可以自主选择有线或无线网络，确保信息能够及时传递至应用端，并提供数据流量控制和安全管理等服务，保证系统可靠运行[2]。在系统应用层，需要完成各种数据的解析、识别和分析。针对电压、电流等反应设备运行状态的数据，需要建立专门数据库存储和管理。通过从数据库读取数据，并利用软件进行误差、不确定度等各项指标分析，可以生成检定报表，传送至电网运维管理平台。通过提供准确检测数据，平台能够根据历史数据和设定阈值判断设备是否存在异常，及时进行设备故障处理。利用检测到的用户用电信息，可以完成电费计量，为缴费、用户管理等业务开展提供依据。在系统各项应用功能实现过程中，应加强大数据技术应用，通过分析历史数据掌握数据变化规律，生成数据清洗规则，对计量数据进行加工清洗。通过数据挖掘，完成数据一致性检查，能够发现计量数据错误，如无效值、缺失值等，重新进行数据采集。针对清洗后的数据，需要采用聚类分析、遗传算法等智能算法进行分类、预测和评估，寻找潜在信息，为电网设备故障判断、用户偷电行为分析等各项工作开展提供依据。完成计量数据解析，能够采用图表等形式进行数据可视化显示，为电网管理工作开展提供便利。
2.3应用效果
实际应用建立的计量检测架构开发电网信息管理系统，需要根据项目实际条件选择适合的网络通信方式，确保各种计量检测装置能够顺利与网络连接，将检测到的数据上传至系统平台上。针对各种电网设备，可以采用有线网络传递采集到的电压、电流等信息，确保数据传输的可靠性，做到实时监控设备状态，及时发现和处理设备异常。在用户用电数据采集上，可以采用无线网络采集用户信息，通过定时分析确定用户能耗情况。从技术应用效果来看，智能电网设备较多，不同于过去人员需要在现场进行各台设备检测和人工上传计量数据，利用基于物联网的检测系统可以实现数据自动采集和上传，能够有效解决作业效率低的问题。通过对计量装置进行合理改造，配备智能接口和RFID标签等实现数据自动计量，并完成网络资源合理配置，可以做到远程获取准确计量数据。根据电网管理工作开展需求，可以利用应用层完成数据全面、准确和高效分析，能够将人员从基础性工作中解放出来，在用户和设备管理等方面投入更多精力。此外，在智能电网运行的过程中，实时采集各种计量检测数据将产生海量数据信息。而应用大数据技术进行数据统一管理，能够实现数据标准化存储，保证数据完整性、真实性。通过智能分析进行分类、整理，根据历史数据变化规律和计量数据不确定度等信息进行数据变化趋势预测，可以提供有价值的信息，为日常管理工作开展提供有力支持。
结论：应用基于物联网的计量检测技术，能够将检测终端与网络连接在一起，通过在线检测实时获取计量数据，无需安排人员进行现场检测，能够有效减少工作量，提高计量检测工作效率。而通过及时传递检测结果和完成数据分析，可以缩短检定报告生成时间，提高业务信息化水平的同时，赢得客户满意，进一步推动计量检测行业的转型与升级。
参考文献：
[1]李义.基于物联网与大数据的电学计量检测架构分析[J].数字通信世界,2021(04):114-115.
[2]陈庭容,唐晓花,黄辰韵月,等.浅议把互联网在计检业务中升级为物联网[J].科技经济导刊,2019,27(14):39.