变电站安全工器具智能管理云签系统设计分析

变 电站安全工器具智能管理云签系统设计分析

杨正好，仲政，赵磊

国网马鞍山供电公司， 243000

摘要：变电站安全工器具智能管理云签系统的实施有利于安全工器具的全寿命、全过程智能管理，对安全工器具绑定无源智能云签，纳入平台数据管理，实现工器具的信息化管理。实现从源头可追溯，达到安全工器具管理的安全性，可靠性、时效性以及可控性的管理要求，大大提高了安监部对工器具智能监管的工作效率，实现了设备静态信息和动态运维信息的在线记录与多部门互通共享，促进了工器具智能化的管理。

关键词：电站安全工器具；智能管理云签系统；NFC产品；智能管理平台

智能云签作为工器具的身份证，采用无源NFC技术存储工器具设备的所有静态与动态信息，可与手机实现信息互通。智能云签作为工器具的身份证，采用无源NFC技术存储工器具设备的所有静态与动态信息，可与手机实现信息互通，对安全工器具设备厂家供应商评价及监管。可应用于供电企业的工器具及所有安全设备的监管上，也可应用于外部施工单的各种安全设备的监管上。该平台可大大促进安监部对安全工器具设备管理水平的提升和提高工作效率。

1.变电站安全工器具智能管理云签系统概述

变电站安全工器具智能管理云签系统是将工器具管理平台、手机APP和无源NFC智能云签相结合实现工器具数字化和信息化管理。通过管理平台对每件工器具上的防伪防撕智能云签的近距离碰触后形成的电子记录资料进行数字化的分析管理，提高工作效率^[1]。

智能安全工器具管理平台的开发基于安全工器具实物ID和设备身份编码设计，从采购源头到工器具报废等流程实现自动化管理，做到安全工器具设备信息、试验报告、使用记录等各个节点均有历史记录，为安全工器具的全寿命、全流程管理提供基础信息，并为后续的统计报表提供数据支撑。通过智能云签与工器具的一一绑定，独创的云签芯片防伪防撕功能的研发可以让每件工器具有了唯一身份证。通过图文的智能化界面对工器具所有静态与动态信息的录入，实现管理员、使用人及检测部门信息互通。智能平台可以提前通知使用部门和监管部门需要送检设备的种类、送检的时间等信息。使用人员及监管人员也通过手机APP碰触工器具上的智能云签现场获取设备信息，提高运维及监管质量^[2]。

2.变电站安全工器具智能管理云签系统关键技术

2.1硬件设计及与NFC产品的融合

智能云签自身具备一定的信息资料存储功能，存储容量满足要求，可存储设备的基础信息和简单记录。云签具备读取终端高兼容的特性，方便运维人员、检测机构人员、监管人员随时随地通过碰触工器具绑定的云签得到有关的设备信息。智能云签自身具备一定的信息资料存储功能，存储容量满足要求，智能云签芯片需采用无源设计，方便运维。

自主研发的NFC芯片做为系统的硬件终端，芯片内置金融通用3DES安全算法自动产生动态认证码，完全支持NFC Forum Type2协议和ISO14443 TypeA协议，芯片内置金融通用3DES安全算法自动产生动态认证码。硬件底层平台采用区块链技术安全加密，支持市面上所有NFC手机、终端设备进行碰触读签、远程防伪验证等操作，优化后的智能NFC芯片成本仅为普通芯片的三分之一，降低的使用成本同时增加系统推广实施^[3]。

以无线的方式传输数据和能量，完全符合ISO14443 TYPE A传输协议，通信速率：106Kbps。数据完整性：16位CRC校验及奇偶检验，7字节UID，两级防冲突功能，存储器结构，总容量996个字节，分为249个页，每页4个字节，7个字节的唯一UID，32位的OTP区域，出厂时已做好NDEF格式数据的初始化，3DES认证算法，真随机数三重认证，密钥暴力攻击失效次数设置功能，16个字节的密钥，数据保持时间可达10年，读写次数可达10万次。见图1。

图1 结构框图

考虑工器具使用中会遇到各种环境，为其做了防水、高低温、防腐蚀、防干扰等性能封装，增加了云签的使用寿命，降低成本。

2.2变电站安全工器具智能管理云签系统软件

可实现安全工器具电子化台账管理，包括编码、类型、厂家、生产日期、有效期、试验报告、检测机构、存放位置、领用记录等活动。变电站安全工器具配置标准，及时掌握变电站工器具的配备是否完善，对每年的安全工器具采购提供准确的需求指导；基于安全工器具实物ID、身份编码进行安全工器具出入库自动登记、信息自动维护；安全工器具试验到期自动提醒、试验日期自动更新，使用过程中所有的试验报告完整记录留存^[4]。

2.3智能云签研发

智能云签与工器具绑定使用，要求体积小，防水、防腐蚀、抗高低温、及防伪特性。天线完全损坏而使得智能云签无法读取任何数据，最大程度的保证了云签与各种工器具的一一匹配对应，杜绝了人为撕扯更换造成的数据失真。同时也考虑了工器具使用中会遇到各种环境，为其做了防水、高低温、防腐蚀、防干扰等性能封装，最大程度的增加了云签的使用寿命，降低成本。智能云签自身具备一定的信息资料存储功能，存储容量满足要求，可存储设备的基础信息和寿命周期相关的简单记录。云签具备读取终端高兼容的特性，方便运维人员、检测机构人员、监管人员随时随地在有授权时能通过碰触工器具绑定的云签得到有关的设备信息。智能云签芯片需采用无源设计，方便运维。

2.4智能管理平台开发

安全工器具电子化台账管理，包括编码、类型、厂家、生产日期、有效期、试验报告、检测机构、存放位置、领用记录；建立变电站安全工器具配置标准，及时掌握变电站工器具的配备是否完善，对每年的安全工器具采购提供准确的需求指导；安全工器具出入库自动登记、信息自动维护；安全工器具试验到期自动提醒、试验日期自动更新，基于试验合格卡片照片自动识别、更新，使用过程中所有的试验报告完整记录留存；安全工器具报废管理；通过平台大数据分析可提供安全工器具设备厂家供应商评价管理^[5]。

2.5手机APP功能开发

手机APP可供运维人员、监管人员、检测中心人员等使用，其功能应包含工器具智能管理相关功能。手机APP具备与管理平台及智能支签信息互通的功能。在分别完成了工器具智能管理平台、NFC手机APP端和无源防伪云签的研发与开模之后，将对该系统进行小范围试验。通过实际运行，查漏补缺，并对软件及硬件做进一步的改进完善。

2.6流程类别管理

仓库所有工器具进出库数据存储到服务器上，随时查看。PC随时查看工器具的进出记录.可根据公司、仓库查看工器具库存。当工器具低于库存值时产生报警。PC实时查看工器具最新库存。手机查看工器具数量位置，无纸化领取提高效率，节省成本。手机APP可供运维人员、监管人员、检测中心人员等使用，其功能应包含工器具智能管理相关功能。手机APP具备与管理平台及智能支签信息互通的功能。工器具智能管理平台、NFC手机APP端和无源防伪云签的研发与开模，将对该系统进行小范围试验。通过实际运行，查漏补缺，并对软件及硬件做进一步的改进完善。

3.结束语

变电站安全工器具智能管理云签系统设计中，实现了智能化数据统计平台与NFC芯片的完美结合，系统过程中力求技术方案的独创性，电站安全工器具智能管理云签系统设计的运用可提升安全工器具的全寿命、全过程智能管理，实现从源头可追溯，符合安全工器具管理安全性的要求，运用具有较强的可靠性、时效性以及可控性。

参考文献：

[1]张金, 张朔, 张庆华. 安全工器具库房全智能管控系统的研究及应用[J]. 电力系统装备, 2019, 000(019):225-226.

[2]王华学, 谢嗣寿, 李忠磊,等. 基于RFID射频技术的安全工器具管理系统设计与应用[J]. 百科论坛电子杂志, 2019, 000(002):562.

[3]吴长彬. 基于二维码的变电站安全工器具管理研究[J]. 电工技术, 2019(15):156-158.

[4]陈戈, 马骞. 智能型工器具安全管理装置的设计与开发[J]. 自动化技术与应用, 2020, 039(005):151-153,159.

[5]张专专, 范高丽, 张志栋. 电力安全工器具管理中"互联网+"技术的运用分析[J]. 华东科技(综合), 2018(10):275-275.