基于手机NFC的智能巡检系统解决方案APP1
基于手机NFC的智能巡检系统
解决方案
总经理：
副总经理：
总工程师：
生技部审核：
维护部审核：
起草：
维护部
2016年2月
目录
1 概述.................................................................... - 2 -1.1现状分析.. (2)
1.2解决方案的实现 (2)
1.3系统价值分析 (3)
2 系统功能................................................................ - 3 -2.1系统整体设计. (3)
2.2数据采集子系统 (4)
2.3中心服务器子系统 (5)
2.4系统业务流程 (6)
3 效益分析................................................................ - 6 -3.1系统所达到的效果 (6)
3.2投资分析 (7)
1概述
1.1现状分析
巡检系统主要应用在电厂运行巡检、维护点检等场所。巡检系统目前市场上主要有如下三种技术方案（三种方案的共同点是都要建立后台系统，不同点是前端设备不同。）：
1、手机+GPS：采用手机定位功能，实现到点的巡更巡检功能。优点是可以直接使用手机而不用另外购买设备。缺点是GPS能定位到地点，针对大楼内部、变电站这种同一范围内很多设施的场所不适合使用。
2、手机或者PDA+二维码：采用手机二维码方案，可以减少投资，缺点是二维码容易复制、损坏，而导致巡检管理的漏洞较多。
3、专用PDA+RFID：本方案避免了手机+二维码的弊端，缺点是需要另外增加专用PDA的投资。
目前，采用手机NFC（我公司统一配发的华为Mate7具备此功能）的技术方案，可以完全避免以上方案的缺点。不但能够实时联网，NFC标签避免二维码容易损坏和可以复制的缺点，而且使用手机降低了另外购买设备的成本浪费。并且能够降低巡检人员的劳动强度，在一定程度上减少管理上带来的问题。
1.2解决方案的实现
1、NFC技术原理
NFC（Near Field Communication的缩写），即近距离无线通讯技术，它是一种短距离的高频无线通信技术。允许电子设备之间进行非接触式的点对点数据传输交换数据。NFC基于无线电频率认证（RFID）技术。要求物理接触或很靠近（小于10cm）的情况下工作，由此获得安全性。
NFC的工作原理是，读取器（具有NFC功能的设备）
产生无线电频率（RF）的正弦波，将能量传递给标签，
然后再从标签中读取数据。NFC启动后，可持续产生中
心频率为13.56MHz的正弦波信号，如果有标签处在正
弦波产生的磁场扰动范围内，产生的磁场扰动范围内，
该标签将由磁场扰动获得能量，产生原正弦波反频率
或改变频率属性的波，读取器探测到这种改变，将可
以判断出附近有标签。RFID在很近的距离通信通常被
称为近配对系统，近配对系统的范围通常是小于10cm，这意味着标签必须挨近读取器或安装在读取器上。近距离靠近的好处是，标签的电磁场可以发出很大的能量，该能量足以支持标签通信，而不需要内置电源，近配对系统也利于高度保密的场合。如图演示了具有NFC功能的设备如何产生射频信号，标签天线如何获取能量，并与设备通讯的过程。
2、系统功能概述
巡检人员每人带支持NFC的智能手机，智能手机上安装NFC智能巡检客户端。在每个巡检地点或设备上（例如汽机、锅炉、电气设备等），放置适合的NFC标签。巡检人员按照巡检路线的设置，依次到每个地点进行巡检，并根据需求填写巡检的内容。
关于数据的上传，系统提供两种解决方案：
（1）电力系统等安全要求较高的场所：采用WIFI方案，巡检记录存在手机上，在中心设置WIFI路由器，定时把数据上传到平台。
（2）其它场所直接采用3G或者4G技术，实时上传即可。
1.3系统价值分析
1、经济效益：在解决巡检问题的前提下，降低了系统投资，减少资源浪费。
2、管理效益：系统为各管理部门提供了有效的监管手段，加强安全生产过程中的实时监管力度，防止事故发生。为公司设备安全提供了可靠的支持，树立了公司的良好形象。
2系统功能
2.1系统整体设计
本系统是以NFC和运营商网络为基础，采用开放式结构设计和模块化功能设计原则，提供开放接口协议，实现集NFC数据采集、巡检内容录入、数据实时上传、系统记录管理、故障分析等于一体的智能巡检系统。
NFC智能巡检系统由NFC标签、数据采集子系统和中心服务器子系统三大部分组成，网络拓扑图如下：
客户管理电脑
1、NFC 标签：不同的设备和场所采用不同形式的标签，以保证标签的可靠使用。
2、数据采集子系统：数据采集子系统由智能手机（带有NFC ）以及NFC 巡检客户端组成。系统人员采用手机号为账号，登录系统后，才能读取NFC 标签。当巡检人员记录完巡检内容之后点击“提交”按钮，该巡检点的巡检内容便实时通过3G 网络传送到数据库服务器。完成一个巡检点的巡检工作之后，巡检客户端会提示进入下一个巡检点进行巡检。
3、中心服务器子系统由通信服务器、数据库服务器以及WEB 服务器组成，实现数据的接收、存储、分析以及用户管理、报表分析等功能。 2.2 数据采集子系统
1、NFC 读取功能：巡检人员采用手机号为账号，登录系统后，直接读取NFC 标签。
2、设备巡检记录功能：巡检人员可以根据不同的需求，填写设备实际情况，是否故障、故障内容等，上传至中心。
3、巡检提示功能：巡视提示功能通过建立巡检路线表，实现对新建工作起到一个提示、复核、监督的作用。巡视提示功能，对每个需要巡视设备的巡检路线以及巡视点都进行了详细的标注，
巡检人员可以根据提示以最短的巡检路线完成巡检工作。巡视提示功能与数据库服务器进行实时通讯，可以实时下载巡检路线表，即时反映巡检点对应设备的工作状态。
4、设备工作状态可分为以下几种：
（1）当巡检点显示为黄色时，表明该巡检点未被巡检；
（2）当巡检点显示为绿色时，表明该巡检点已经巡检，并且该巡检点上所对应的设备工作状态都正常；
（3）当巡检点显示为红色时，表明该巡检点已经巡检，但是该巡检点所对应的设备工作状态有不正常的内容，这时在巡视提示系统的下方就会有提示。显示为哪个巡检点的哪一项内容不正常．值班人员就可以根据提示，对设备的相应故障进行及时处理。这样，就可以做到设备出现异态，及时发现，及时处理，确保设备安全稳定的运行。巡视提示还提供了巡检工作周期设置和提示系统，巡视人员可以根据需要对巡检点的巡检周期进行设定，这样巡检提示系统就会对巡检时间进行自动检测，定时进行语音或报警提示。
2.3中心服务器子系统
中心服务器子系统采用B/S结构，在J2EE平台上进行开发，它包含相应的通信软件、管理软件和后台管理数据库（数据库开发采用Oracle）。后台管理系统配置在应用管理服务器中。该系统可实现对巡视部门的集中管理包括增减巡检人员、人员权限分配、巡检点设置、巡检点内容设置、巡检记录查询等功能。用户可以通过互联网访问Web站点，客户端可远程实现对后台管理系统的操作。为了提高系统的安全性，在操作时，用户必须要通过用户身份确认。系统功能简介如下：
1、按指定条件（线路、地点、班次、结果、日期和时间等）浏览查询数据。
2、按指定条件（线路、地点、班次、结果、日期和时间等）打印相关的数据统计报表；对一个或全部巡检工作人员漏检情况进行查询、汇总、打印漏检记录统计报告。
3、对岗位、班组、班次、时间、人员等情况进行调查，如：修改、添加、删除等，权限设置与管理。
4、对NFC标签编号、地点、时间等进行设置和调整。
5、历史记录管理、巡检报表管理。
6、故障分析功能。
7、提供MIS/OA系统接口。
2.4系统业务流程
NFC智能巡检系统将具有不同编号NFC标签卡安
装在需要巡检的作业地点上。巡检人员按照巡视提示
系统提示的巡检路线来到巡检现场。巡检人员手持智
能手机与作业地点的NFC标签卡通信，在手机上立即
显示出该巡检点对应的设备巡检内容，巡检人员可对
设备工作状态进行检查，并将检查结果上传至中心服
务器。这时系统界面上就会有相应巡视点设备工作状
态的显示，其业务流程如右图所示。
3效益分析
3.1系统所达到的效果
基于NFC技术的无线智能巡检系统，利用NFC技术以及智能手机对设备工作状态进行巡检。系统能够极大地提高了巡检质量。规范了统一的巡检标准，彻底消除了巡检跳项、漏项、标准不一、责任不明等问题，符合巡检人员实际工作的需要；加强了运行巡检工作的过程控制与监督，加快了运行管理手段的信息化进程，进一步促进了巡检工作管理的规范化；减轻了巡视人员的工作负担，提高了工作效率，为设备安全运行打下了坚实的基础，并为进一步实现“巡检智能化、管理规范化”开辟了一条新的途径。
3.2投资分析