智能巡检系统解决方案
一、概述
1.1 现状分析
巡检系统主要应用在保安巡更、运营商无人值守基站巡检、电力的变电和配网设备巡检、广电系统机房设备巡检、消防设施巡检等几种场所。巡检系统目前市场上主要有如下四种技术方案（四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、巡更棒：采用巡更棒+巡更点的方式，保安人手一个巡更棒，记录保存在巡更棒里，定时导入记录到电脑。缺点是不能实时更新数据，并且由于需要另外购买巡更棒而增加了成本。
2、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。
3、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。
4、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，我公司采用手机NFC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
1.2.1 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，标签的电池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。图1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。
1.2.2 系统功能概述
巡更或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。在每个巡更地点或者巡检设备上（例如变压器、铁塔、基站、消防栓等），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，减少社会浪费。
2. 社会效益：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。为广大人民群众生命财产安全提供了可靠的支持，树立了相关管理部门的良好形象。
二、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：
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（如果是保安巡更则不需要），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，界面如下图所示。
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。中心服务器子系统
2.2 数据采集子系统功能
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。
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SQL Server 2000)。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。
