CN117213650A - 一种基于uhf rfid的母线温度监控***及方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种基于UHF RFID的母线温度监控***及方法，***包括集成温度传感芯片的超高频射频标签、读写器、数据通讯终端、服务器，所述读写器包括手持式终端或/和固定式终端，所述手持式终端射频模块采用远场椭圆式极化天线，所述手持式终端安装有母线场景模拟平台，所述服务器安装有母线温度监控平台，所述母线温度监控平台用于接收并管理收到的温度巡检信息并进行温度显示和记录、数据比较分析、标签管理，对异常数据发出实时报警信息，通过将UHF RF I D应用在高温高磁的母线温度监控环境中，降低了传统母线产品的安装难度和前期投入并大大减轻了后期维护压力。
Description
技术领域
本发明涉及母线温度监控产品技术领域，具体为一种基于UHF RFID的部署便利、可实时不间断监测的母线温度监控***及方法。
背景技术
母线是输配电***中重要的组成设备，而母线槽是一种传输大电流、大功率的设备，其运行的安全决定这整体的运行安全，其运行的安全性和平稳性是确保输配电***稳定运行的基础，而母线温升指标是判断其运行状态最关键的指标。目前市场上有众多类型的母线槽温度监测产品，多采用传感器、感温光纤等方式对母线进行温度监测。
如授权公告号为CN218973672U的专利文献公开了一种基于企业级电力母线***的温度光纤监测***，包括电力封闭母线、分布式光纤和光纤测温主机，分布式光纤沿电力封闭母线的长度方向布置，其还包括盘留盒，电力封闭母线由多个直线段相连形成，相邻两个直线段之间通过母线连接器相连接，分布式光纤包括延伸段和测温段，延伸段对应直线段设置，测温段对应母线连接器设置，并绕设多层设置于盘留盒内，光纤测温主机连接分布式光纤并通过测温段检测母线连接器的温度，该方案将分布式光纤测温引进电力封闭母线的温度监测***里，对母线连接器上温度进行测量，能够快速根据母线连接器温度判断电力母线状态。但这些主动式探测产品设备存在或多或少一些不足，比如存在着安装困难、后期维护压力大、设备故障率高、实施成本高等问题。
但如果直接采用RFID技术应用在母线测温领域，又会产生一样的问题，比如市面上采用的UHF RFID电子识别标签在集成温度传感芯片后，由于其需为温度传感芯片供电使得其读取距离相应的下降，通常读取距离都在3米之内，而母线产品大多数在安装在距离地面4～5米甚至更高的空间区域中，而市面上的手持式终端PAD设备都采用远场圆极化天线，这样虽然保证可有效保证UHF RFID电子识别标签范围，但会降低信息的读取距离，所以现有技术的标签在母线温度监控领域并不适用，且UHF RFID电子识别标签背胶通常采用传统的AB胶，在产品粘贴初期可满足产品的安装固定需求，但随着使用时间的增加其粘接面会硬化从而使得其粘接失效会让UHF RFID电子识别标签从粘接面上脱落。这些问题导致传统母线测温产品在安装前还需对安装人员进行培训，需让他们掌握产品安装的要求、注意事项等，在安装过程中还需记录产品的安装信息，例接头编号和安装位置等，后期还需对产品进行联调和联试等工作，增加了安装实施难度和成本。同时，一般的测温传感器在十元左右，但测温传感器类型的接收终端基本在3～4千元/台，需结合实际项目情况和接收终端接入容量，通常是不止一台，并且还需要考虑现场连接线缆及附件、培训安装这些费用，前期投入较高。而有些使用普通RFID加通用温度传感器的方案，为了解决温度传感器的供电和及通信问题，需要在***添加其他无线通信模块及并不可靠的供电电池等，大大增加了成本。综上，这些方案均存在着安装困难、后期维护压力大、设备故障率高、实施成本高等问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本方案提供了一种基于UHF RFID的母线温度监控***及方法，以解决上述现有技术使用通常母线测温产品安装困难、后期维护压力大、前期投入高、实施成本高的问题。
为实现以上目的，本方案通过以下技术方案予以实现：
一种基于UHF RFID的母线温度监控***，包括集成温度传感芯片的超高频射频标签、读写器、数据通讯终端、服务器，所述读写器包括手持式终端或/和安装在母线槽附近的固定式终端，所述固定式终端包含含有中继放大器的射频模块，所述固定式终端用于对母线温度实现在线监控，按照设定的时间周期查询的对应区域的超高频射频标签信息通过数据通讯终端传回到服务器，所述手持式终端安装有母线场景模拟平台，用于对母线温度实现离线监控，所述母线场景模拟平台包含现场母线走向和分布情况信息，并利用路径自主学***台与巡检人员的交互，所述射频模块采用远场椭圆式极化天线，所述混合定位装置使用GPS/北斗+基站+WI F I的混合定位将手持式终端的当前位置提供给母线场景模拟平台用于确认所操作超高频射频标签的实际位置，所述超高频射频标签包括特定芯片层，所述特定芯片层顶部为背胶层，底部为离型纸层，所述超高频射频标签使用离型纸层粘贴在母线槽关键部位，所述数据通讯终端用于将多路现场数据汇入服务器中，所述服务器安装有母线温度监控平台，所述母线温度监控平台用于接收并管理收到的温度巡检信息并进行温度显示和记录、数据比较分析、标签管理，对异常数据发出实时报警信息。
优选的，配套固定式终端的超高频射频标签为无源普通标签。
优选的，配套手持式终端的超高频射频标签的特定芯片层包括SOC测温芯片、天线和UHF RFID模块，所述SOC测温芯片采用带隙式数字温度传感器，所述UHF RFID模块包括自动调谐模块，所述自动调谐模块用于自动调整天线端口的输入阻抗，使用带有自动调谐模块的超高频射频标签可以有效提升从手持式终端或中继放大器发送的能量，并还可以扩大带宽范围，有效增加了UHF RFID电子识别标签读取距离并提升了灵敏度，在超高频射频标签中集成SOC测温芯片来替代传统的温度传感器芯片，可以保证其在μA级电流情况下就能启动并在完成测量后自动休眠，与UHF RFID电子识别标签中身份信息集成后将信息传输出来，有效保证信息的读取距离；同时通过增大其中天线规格，使得其发送和接收信息的能力增强，也进一步保证其读取距离；使用以上技术方案可以让普通UHF RFID电子识别标签读取距离从3米之内提高至7米，从而满足绝大多数母线的应用场景并贴合母线产品特点。
优选的，所述母线槽关键部位为母排连接部位。
优选的，所述超高频射频标签的离型纸层使用的粘贴背胶采用3M金属胶，涂层背胶通过采用3M金属胶其不但具有AB胶的相关优点而且其还具有高柔性，可有效防止胶层开裂从而保证能长时间粘贴效果，有效保证UHF RFID电子识别标签在母线上的粘接强度、安装牢靠性和耐久性。
优选的，所述手持式终端带有防干扰装置，所述防干扰装置用于防止非RFID无线设备或不同标签和读写器对本超高频射频芯片识别的干扰。
优选的，所述手持式终端带有超限声光报警装置，所述超限声光报警装置用于将母线温度超限的情况进行声光报警。
优选的，所述数据通讯终端还连接有边界控制器，所述边界控制器通过有线或无线方式接入云服务器，所述边界控制器用于对送往云服务器的数据进行预处理，所述云服务器用于实现与母线测温监控平台一一匹配的功能。
优选的，所述数据通讯终端还连接有就地显示单元，所述就地显示单元用于就地将数据汇入人机界面设备进行显示和报警，设置该单元，可实现灵活部署和按需调整需求。
基于同一发明构思，本方案还通过以下技术方案予以实现：
一种基于UHF RFID的母线温度监控方法，采用如下步骤：
S1.准备好需要安装的集成温度传感芯片的超高频射频标签；
S2.根据是否是预制式安装将已编码或未编码的集成温度传感芯片的超高频射频标签使用离型纸层粘贴在母线槽关键部位，若为预制式安装，则在母线生产过程中先将超高频射频标签结合母线设计走向图和安装施工图将用户自定义ID码写入超高频射频标签，再结合安装施工图将已编码的超高频射频标签一一对应粘贴安装在母线槽关键部位，再按照路径通过手持式终端对母线进行标签巡检；若为非预制式安装，则直接将未编码的超高频射频标签无差别的粘贴安装在需要进行温度检测的母线槽关键部位，根据是否需要在线监控设置不同种类的读写器，若只需要离线监控，则也按照路径通过手持式终端对母线槽进行标签巡检；
S3.按照路径通过手持式终端对母线进行标签巡检后，根据超高频射频标签是否已经编码确定如何将超高频射频标签与手持式终端中母线场景模拟平台里的点位匹配，若是预制式安装，超高频射频标签已在母线生产过程中编码过，则只需要将超高频射频标签在标签巡检过程中与手持式终端中的点位一一匹配即可，若超高频射频标签是非预制式安装未经编码的，则使用手持式终端手工给超高频射频标签编码，并将该编码信息与手持式终端中的点位匹配后记录在手持式终端中，匹配完成后，使用手持式终端按照设定的周期对母线进行温度巡检；
若需要在线监控，则按照在线监控需要连接的外设信息先配置母线测温监控平台中的***功能，再按照安装施工图布置含有中继放大器的固定式终端；
S4.将读写器接入服务器所在的局域网；
S5.按照不同读写器的类型将标签信息数据上传到母线测温监控平台，配置数据库，并将标签信息数据映射到数据库中与母线测温监控平台的母线设计走向图节点信息一一匹配，若为手持式终端上传，则在母线测温监控平台相应选项处设置为已编码并直接映射，若为固定式终端上传，则先对超高频射频标签进行编码再进行上传标签信息数据映射。
RFID因其具有防水、抗磁、耐高温等特性，已经在众多领域得到了广泛的应用，例如公交卡、二代身份证、食堂餐卡等，同时随着RFID技术和工艺的不断提高，使得其识别距离越来越远，通信频率越来越高，功能越来越多样，尺寸越来越小。而母线作为一种大功率的输配电设备，在通电运行过程中会在其附近产生高温高磁的环境，RFID产品能很好适配这样的应用场景。因UHF RFID电子识别标签具有无需电源供电、可批量读取、读取距离可达十米左右、能进行身份编码读写操作、使用寿命可达二十年以上、单个射频标签成本低等诸多优点，同时其集成的温度传感芯片也具有测温范围广(-40℃～150℃)、测量精度高(±1℃)、能耗低的特点，能解决目前母线温度监测过程中的相关问题。
综上，本申请大大降低产品的安装难度，只需要将UHF RFID电子识别标签粘贴在母线对应监测位置上即可。而本申请的手持式终端采用的远场椭圆极化天线是将线性化天线和圆极化天线各自特点结合在一起的一种天线，在保证识别范围的同时还能够提升读取距离；通过GPS/北斗+基站+WIFI的混合定位模式进行定位，有效保证在封闭的室内环境中，也能实现精准定位，同时还配套WEBGL等技术，将母线产品信息三维动态的在手持式终端PAD设备的显示屏上展现，方便进行巡检；结合UHF RFID电子识别标签的时分多址技术，在对应时间内，只针对对应的UHF RFID电子识别标签信息进行激活和读取，有效保证多个UHFRFID电子识别标签情况下的信息碰撞和信息无法读取、错误读取；通过手持式终端上安装的母线场景模拟***，在人员巡检过程中，实时、逼真地提示出母线产品走向和相关信息，并将已经巡检的地方标记出来，如在巡检过程中发现温度超限的情况，手持式终端PAD设备还会进行声光报警并将报警信息记录在设备中。
本方案相对于现有技术，有益效果在于：本申请基于UHF RFID的母线温度监控***相对于传统母线测温产品不需考虑培训、记录、联调、联试过程，只简单告知安装人员将本申请的集成温度传感芯片的超高频射频标签粘贴至指定位置，无需记录每个安装位置等相关信息，无需考虑产品固定和编号，后续只需按照制定的路径对产品进行激活即可，在大大降低产品安装难度的同时，还是能够大大缩短产品的安装时间。产品一旦安装和激活完成后，可实现对产品的免维护工作，由于产品是无线无源的，一方面其工作时间较短只其被读取的周期内才工作，能有效延长产品寿命，另一方面因其没有线缆的束缚，不会因线缆被损坏或连接线路被触碰而造成产品无法工作。本申请的集成SOC测温芯片的超高频射频标签一般都是十几元/片，手持式终端设备一般在3～4千元/台，通常一个项目只需配置一台手持式终端即可；就项目实施成本而言，明显低于传统的测温产品，而且项目体量越来越大其成本优势越明显，且去除了本身RFID应用并不需要的其他***通信模块或供电装置。而母线槽测温产品与实时在线监控后台相结合，通过在RFID设备附近部署RFID固定式接收器并通过服务器将母线槽运行的实时信息传输至对应的后台***中，将母线实时运行的温度数据进行存储和解析，从而实现对母线槽不间断的监控，由配套的母线测温监控平台来将监控结果展示出来，实现多点温度远程实时监测功能，大大降低母线槽运维人员的负担，在接入云平台后还能自动发现报警信息提示和推送给值班人员。
附图说明
图1为本申请的一种实施例的***架构示意图；
图2为本申请方法的一种实施例流程示意图；
图3为集成温度传感芯片的超高频射频芯片一实施例的功能框图；
图4为超高频射频芯片一实施例结构组成示意图；
图5为集成温度传感芯片的超高频射频标签特定芯片层一实施例组成示意图；
图6为读写器手持式终端一实施例结构示意图；
图7为手持式终端母线场景模拟平台一实施例测温巡检保存的功能界面示意图；
图8为服务器母线测温监控平台一实施例温度监控的功能界面示意图；
图9为服务器母线测温监控平台一实施例数据管理的功能界面示意图；
其中，1-超高频射频标签，11-特定芯片层，111-SOC测温芯片，112-天线，113-自动调谐模块，12-背胶层，13-离型纸层，2-读写器，2a-手持式终端，2a1-显示屏、2a2-远场椭圆式极化天线，2b-固定式终端，3-数据通讯终端，4-服务器，41-母线测温监控平台，5-交互终端，51-监控电脑，52-集控中心，6-边界控制器，7-云服务器，81-AR运维，82-移动终端，83-PC终端，84-大屏，9-就地显示单元，10-母线槽。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
本实施例提供了一种技术方案：一种基于UHF RFID的母线温度监控***，包括集成温度传感芯片的超高频射频标签1、读写器2、数据通讯终端3、服务器4，所述读写器2包括手持式终端2a或/和固定式终端2b，读写器2接收其覆盖范围内的射频标签1的信息，所述固定式终端2b包含含有中继放大器的射频模块，中继放大器在符合法律法规的基础上提升其天线的增益，以便在其成本可控的范围内尽可能提升获得更大的覆盖范围，所述固定式终端2b用于对母线温度实现在线监控，按照设定的时间周期查询的对应区域的超高频射频标签1信息通过数据通讯终端3传回到服务器4，所述固定式终端2b中还可以集成信号处理单元和网关单元，实现其设备集成化和模块化，并且在其上预留对上通信的各类物理接口和通讯协议式固定式终端2b具有定时发送电磁波信号激活其范围中超高频射频标签1，并可将采集到的信息按照后续设备要求进行重新编码后转换成网络信号通过网关传输至对应于后台***的功能。
所述手持式终端2a安装有母线场景模拟平台，用于对母线温度实现离线监控，所述母线场景模拟平台包含现场母线走向和分布情况信息，并利用路径自主学***台与巡检人员的交互，所述射频模块采用远场椭圆式极化天线2a2，所述混合定位装置使用GPS/北斗+基站+WI F I的混合定位将手持式终端的当前位置提供给母线场景模拟平台用于确认所操作超高频射频标签1的实际位置，所述超高频射频标签1包括特定芯片层11，所述特定芯片层11顶部为背胶层12，底部为离型纸层13，所述超高频射频标签1使用离型纸层13粘贴在母线槽10关键部位，所述母线槽10关键部位可以为任何需要测温的部位，比如母排连接部位，所述超高频射频标签1离型纸层13使用的粘贴背胶采用3M金属胶。由于固定式终端2b内已经包含了中继放大器，虽然包括集成温度传感芯片的超高频射频标签1读取距离有下降，但在节省成本的目标下仍然可以使用市场上通用的无源普通标签。即配套固定式终端2b的包括集成温度传感芯片的超高频射频标签1可以为无源普通标签，而配套手持式终端2a的包括集成温度传感芯片的超高频射频标签1需要使用特定芯片层11，所述特定芯片层11包括SOC测温芯片111、天线112和UHF RFID模块，其中SOC测温芯片111包含在后端的控制存储部分，天线112和UHF RFID模块包含在前端处理部分，所述天线112使用FPC柔性银浆线路并采用加大的天线规格以增强发送和接收数据的能力，当标签进去到RF场时，通过天线收集来自射频场的能量，前端处理部分还包括电源转换部分，电源转换部分将电磁场转化为直流电信号，整流后为芯片其他模块供电，电源转换部分采用如AMS1117等的低压差线性稳压器，所述UHF RFID模块采用无源芯片，如悦和的CTES IUS系列芯片，该系列芯片可以通过UHF波段的RF电磁波获得能量，还可以采用智能数字电容，在不同的能量和频点能够动态调节，从而满足电路信号和能量需求；实现频率偏移调整，能量收集的功能；同时通过搭配偶极子天线可以达到更高的读取灵敏度。该模块包括数字基带、RF前端、自动调谐模块113和时钟模块，所述自动调谐模块113用于自动调整天线112端口的输入阻抗，所述时钟模块根据不同的RF信号，同步对应的型号从而实现RF前端处理和后端控制单元的时钟同步；在能量充足时使能后端电路，无能量或者能量不足时存储数据关闭后端电路；本实施例后端的控制存储部分除了SOC测温芯片还包括核心控制模块及数据存储单元模块，所述SOC测温芯片采用带隙式数字温度传感器，如盛思锐公司的SHT系列数字温湿度传感器，所述SOC测温芯片的测温部分可以透过背胶层12紧贴母线槽10关键部位的测温区域，带隙式数字温度传感器灵敏度高、线性好、体积小、功耗低、易于集成，可以实现μA级低电压启动运行及μW级超低功耗，核心控制模块采用超低功耗32位ArmCortex微处理器，如ST公司的STM32G0系列，数据存储单元模块采用非易失性铁电存储器，如赛普拉斯FM25Vxx系列或富士通相关系列存储器。有些无源UHF RFID模块有些内置有非易失性存储器和温度传感器，比如本实施例采用的模块，在正常的应用领域也可以使用，但本实施例并未使用内置的非易失性存储器和温度传感器，而使用外挂的带隙式数字温度传感器和铁电存储器，从而达到更高的调谐功能、可读写要求，从而使射频接收距离更为延长并使RFID的在母线槽测温中的批量读写及管理更方便。
所述数据通讯终端3为交换机和通讯管理机的组合设备，所述通讯管理机把多路现场信号转成局域网信号，在现场部署过程中，数据通讯终端3可部署在通信箱中，将固定式终端2b接入通信箱中，需结合现场情况调整固定式终端2b和通信箱的放置位置，所述数据通讯终端3使用局域网网络将多路现场数据汇入服务器4中。
所述服务器4安装有母线温度监控平台41，所述母线温度监控平台41用于接收并管理收到的温度巡检信息并进行温度显示和记录、数据比较分析、射频标签管理，对异常数据发出实时报警信息，该平台对服务器中数据进行分析和展示，并生成和查看各个监测点安装位置、母线设备信息、最近一次温度数据和各个监测点的温度运行趋势等情况并根据设定的运行状况逻辑来做出判断，出现异常数据实时报警。
数据通过现场的局域网汇入母线测温监控平台41中，存入配置好的对应数据库中，数据由母线测温监控平台来统一解析和展示。
所述手持式终端2a带有防干扰装置，所述防干扰装置用于防止非RFID无线设备对本超高频射频芯片识别的干扰，或防止其他的不同标签和读写器对本超高频射频芯片识别的干扰，所述防干扰装置可以使用增加RFID***与其他设备之间的频率间隔及采用碰撞避免算法，如ALOHA算法等，来减少同频干扰的影响。
所述手持式终端2a还带有超限声光报警装置，所述超限声光报警装置用于将母线温度超限的情况进行声光报警，所述声光报警装置可采用扬声器结合二极管指示灯闪烁的方式对工作人员进行异常温度提醒。
如需接入云平台***中，可在后台侧部分部署边界控制器6，将局域网中的数据通过边界控制器6传输至对应的云服务器7中，云服务器7可以为对应的私有云或公有云，再由配套的AR运维81、移动终端82、PC终端83、大屏84中的APP将相关数据进行查询展示出来，其功能与母线测温监控平台41中功能一一匹配，若有相关报警信息可自动推送至相关人员手机中。
如需就地显示时，在现场部署就地显示单元9，将相关的信息配置至就地显示单元9中即可，可通过局域网将数据汇入人机界面设备即HMI设备后可进行显示和报警，本实施例的就地显示单元9中依次提供实时数据查询、历史数据查询、报警汇总、通信设置、HM I设置五大功能。
基于同一发明构思，本实施例还提供了一种技术方案：一种基于UHF RFID的母线温度监控方法，采用如下步骤：
S1.准备好需要安装的集成温度传感芯片的超高频射频标签1，所述超高频射频标签1中包含EPC码和用户自定义ID码；
S2.根据是否是预制式安装将已编码或未编码的集成温度传感芯片的超高频射频标签1使用离型纸层13粘贴在母线槽10关键部位，若为预制式安装，则在母线生产过程中先将超高频射频标签1结合母线设计走向图和安装施工图将用户自定义ID码写入超高频射频标签1，再结合安装施工图将已编码的超高频射频标签1一一对应粘贴安装在母线槽关键部位，再按照路径通过手持式终端2a对母线进行标签巡检；若为非预制式安装，则直接将未编码的超高频射频标签1无差别的粘贴安装在需要进行温度检测的母线槽10关键部位，根据是否需要在线监控设置不同种类的读写器2，若只需要离线监控，则也按照路径通过手持式终端2a对母线槽10进行标签巡检；
S3.按照路径通过手持式终端2a对母线进行标签巡检后，根据超高频射频标签1是否已经编码确定如何将超高频射频标签1与手持式终端2a中母线场景模拟平台里的点位匹配，若是预制式安装，超高频射频标签1已在母线生产过程中编码过，则只需要将超高频射频标签1在标签巡检过程中与手持式终端2a中的点位一一匹配即可，因为手持式终端2a已经将现场母线走向和分布情况集成在其中，即可以引导提示形式让巡检人员完成对母线产品射频标签的巡检过程；若超高频射频标签1是非预制式安装未经编码的，则使用手持式终端2a手工给超高频射频标签编码，并将该编码信息与手持式终端2a中的点位匹配后记录在手持式终端2a中，即使用手持式终端2a沿着母线安装路径将射频标签的各自用户自定义ID码录入其中，根据手持式终端2a中的信息来更新安装施工图的射频标签安装信息和母线设计走向图，手持式终端2a会将用户自定义ID码与母线走向图进行一一绑定。匹配完成后，使用手持式终端2a按照设定的周期对母线进行温度巡检；
若需要在线监控，则在合适的位置布置数据通讯终端3及服务器4，在服务器4上安装好母线温度监控平台41，按照在线监控需要连接的外设信息先配置母线测温监控平台41中的***功能，再按照安装施工图布置含有中继放大器的固定式终端2b，即在对应范围内布置固定式终端2b以接收其范围内的超高频射频标签1的信息，固定式终端2b通过固定式方式安装在母线槽10附近能提升其覆盖范围；
S4.将读写器2接入服务器4所在的局域网：按照搭建局域网的要求，搭建局域网网络，将现场使用的网关、路由器都接入此局域网中，同时也将对应的***后台设备服务器4也接入此局域网中，使手持式终端2a可以通过连接路由器接入到此局域网中，或使固定式终端2b通过有线网络接入到此局域网中。
S5.按照不同读写器2的类型将标签信息数据上传到母线测温监控平台41，配置数据库，并将标签信息数据映射到数据库中与母线测温监控平台41的母线设计走向图节点信息一一匹配，若为手持式终端2a上传，则完成设备初次巡检后，在手持式终端2a上设置巡检周期和WI F I网络设置等相关配置信息，在母线测温监控平台41相应选项处设置为已编码并直接映射，若为固定式终端2b上传，则先对超高频射频标签1进行编码再进行上传标签信息数据映射。
根据母线槽10在现场实际的安装位置生成对应母线走向图，同时将各个需监测的节点信息按照数据库数据存储格式要求统一存储入数据库中，当***首次上电时，通过固定式终端2b激活现场所有超高频射频标签1后进行编码，将更新安装在母线槽10上的各个超高频射频标签1中的用户自定义ID码，这样就可以将现场的超高频射频标签1与母线走向图一一自动匹配起来，尽可能减少人为的参与，一方面可大大降低人工录入的工作量，另一方面还能有效降低由于人为操作而造成的录入错误。
当现场所有超高频射频标签1录入完毕后，待母线测温监控平台41配置完成后，将能在监控电脑51、集控中心52或其它终端上实时不间断的查看母线槽10运行状态，并能以母线槽10实际三维走向的方式展示在对应的显示终端上。在对应交互终端5中，按照母线温度监控平台41设定的权限，可具有母线槽10设备管理功能，按照情况可添加、删除和更新母线槽10数量等相关信息；还可具有数据管理功能，可通过各个节点来查询其按照日、月或自定义几种时间轴区间运行的历史数据，同时还可选择不同节点来进行历史运行数据的对比；还可具有报警事件提醒和推送功能，按照报警级别高低进行报警信息展示和推送。通过服务器4将母线实时运行的温度数据进行存储和解析，由配套的母线测温监控平台41来将监控结果展示出来，实现多点温度远程实时监测功能。
若为离线方式，当手持式终端2a与服务器4处于同一网络时会自动将每次巡检信息上传至母线测温监控***41中，当到达设置的巡检周期时，手持式终端2a会发出声光报警提醒巡检人员对母线产品进行巡检；在巡检人员对母线产品进行巡检过程中，如果发现母线温升超标时手持式终端2a会通过声光报警的形式通知巡检人员。若联网出现故障时，也可以使用USB等有线接口将数据传书到服务器4的母线测温监控***41中。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于UHF RFID的母线温度监控***，其特征在于：包括集成温度传感芯片的超高频射频标签(1)、读写器(2)、数据通讯终端(3)、服务器(4)，所述读写器(2)包括手持式终端(2a)或/和安装在母线槽(10)附近的固定式终端(2b)，所述固定式终端(2b)包含含有中继放大器的射频模块，所述固定式终端(2b)用于对母线温度实现在线监控，按照设定的时间周期查询的对应区域的超高频射频标签(1)信息通过数据通讯终端(3)传回到服务器(4)，所述手持式终端(2a)安装有母线场景模拟平台，用于对母线温度实现离线监控，所述母线场景模拟平台包含现场母线走向和分布情况信息，并利用路径自主学***台与巡检人员的交互，所述射频模块采用远场椭圆式极化天线(2a2)，所述混合定位装置使用GPS/北斗+基站+WIFI的混合定位将手持式终端(2a)的当前位置提供给母线场景模拟平台，用于确认所操作超高频射频标签(1)的实际位置，所述超高频射频标签(1)包括特定芯片层(11)，所述特定芯片层(11)顶部为背胶层(12)，底部为离型纸层(13)，所述超高频射频标签(1)使用离型纸层(13)粘贴在母线槽(10)关键部位，所述数据通讯终端(3)用于将多路现场数据汇入服务器(4)中，所述服务器(4)安装有母线温度监控平台(41)，所述母线温度监控平台(41)用于接收并管理收到的温度巡检信息并进行温度显示和记录、数据比较分析、标签管理，对异常数据发出实时报警信息。
2.根据权利要求1所述的基于UHF RFID的母线温度监控***，其特征在于：配套固定式终端(2b)的超高频射频标签(1)为无源普通标签。
3.根据权利要求1所述的基于UHF RFID的母线温度监控***，其特征在于：配套手持式终端(2a)的超高频射频标签(1)的特定芯片层(11)包括SOC测温芯片(111)、天线(112)和UHF RFID模块，所述SOC测温芯片采用带隙式数字温度传感器，所述UHF RFID模块包括自动调谐模块(113)，所述自动调谐模块(113)用于自动调整天线(112)端口的输入阻抗。
4.根据权利要求1所述的基于UHF RFID的母线温度监控***，其特征在于：所述母线槽(10)关键部位为母排连接部位。
5.根据权利要求1所述的基于UHF RFID的母线温度监控***，其特征在于：所述超高频射频标签(1)的离型纸层(13)使用的粘贴背胶采用3M金属胶。
6.根据权利要求1所述的基于UHF RFID的母线温度监控***，其特征在于：所述手持式终端(2a)带有防干扰装置，所述防干扰装置用于防止非RFID无线设备或不同标签和读写器对本超高频射频芯片识别的干扰。
7.根据权利要求1所述的基于UHF RFID的母线温度监控***，其特征在于：所述手持式终端(2a)带有超限声光报警装置，所述超限声光报警装置用于将母线温度超限的情况进行声光报警。
8.根据权利要求1所述的基于UHF RFID的母线温度监控***，其特征在于：所述数据通讯终端(3)还连接有边界控制器(6)，所述边界控制器(6)通过有线或无线方式接入云服务器(7)，所述边界控制器(6)用于对送往云服务器(7)的数据进行预处理，所述云服务器(7)用于实现与母线测温监控平台(41)一一匹配的功能。
9.根据权利要求1所述的基于UHF RFID的母线温度监控***，其特征在于：所述数据通讯终端(3)还连接有就地显示单元(9)，所述就地显示单元(9)用于就地将数据汇入人机界面设备进行显示和报警。
10.一种基于UHF RFID的母线温度监控方法，其特征在于采用如下步骤：
S1.准备好需要安装的集成温度传感芯片的超高频射频标签(1)；
S2.根据是否是预制式安装将已编码或未编码的集成温度传感芯片的超高频射频标签(1)使用离型纸层(13)粘贴在母线槽(10)关键部位，若为预制式安装，则在母线生产过程中先将超高频射频标签(1)结合母线设计走向图和安装施工图将用户自定义ID码写入超高频射频标签(1)，再结合安装施工图将已编码的超高频射频标签(1)一一对应粘贴安装在母线槽(10)关键部位，再按照路径通过手持式终端(2a)对母线进行标签巡检；若为非预制式安装，则直接将未编码的超高频射频标签(1)无差别的粘贴安装在需要进行温度检测的母线槽(10)关键部位，根据是否需要在线监控设置不同种类的读写器(2)，若只需要离线监控，则也按照路径通过手持式终端(2a)对母线槽(10)进行标签巡检；
S3.按照路径通过手持式终端(2a)对母线进行标签巡检后，根据超高频射频标签(1)是否已经编码确定如何将超高频射频标签(1)与手持式终端(2a)中母线场景模拟平台里的点位匹配，若是预制式安装，超高频射频标签(1)已在母线生产过程中编码过，则只需要将超高频射频标签(1)在标签巡检过程中与手持式终端(2a)中的点位一一匹配即可，若超高频射频标签(1)是非预制式安装未经编码的，则使用手持式终端(2a)手工给超高频射频标签(1)编码，并将该编码信息与手持式终端(2a)中的点位匹配后记录在手持式终端(2a)中，匹配完成后，使用手持式终端(2a)按照设定的周期对母线进行温度巡检；
若需要在线监控，则按照在线监控需要连接的外设信息先配置母线测温监控平台(41)中的***功能，再按照安装施工图布置含有中继放大器的固定式终端(2b)；
S4.将读写器(2)接入服务器(4)所在的局域网；
S5.按照不同读写器(2)的类型将标签信息数据上传到母线测温监控平台(41)，配置数据库，并将标签信息数据映射到数据库中与母线测温监控平台(41)的母线设计走向图节点信息一一匹配，若为手持式终端(2a)上传，则在母线测温监控平台(41)相应选项处设置为已编码并直接映射，若为固定式终端(2b)上传，则先对超高频射频标签(1)进行编码再进行上传标签信息数据映射。
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| CN202311112307.6A CN117213650A (zh) | 2023-08-31 | 2023-08-31 | 一种基于uhf rfid的母线温度监控***及方法 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN117990221A (zh) * | 2024-04-07 | 2024-05-07 | 镇江西门子母线有限公司 | 一种基于rfid的母线测温自动巡检方法及*** |
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