电子标签在电力仓储的应用

电子标签在电力仓储的应用

党培林，林振科，杨家博，刘靓，阮永干

广东电网有限责任公司阳江供电局529599

摘要:近年来，基于射频识别技术(简称RPID)的电子标签在我国各领域得到了大量运用，而电力仓储的各类标签仍采用原始打印粘贴的形式，技术明显落后。基于此，本文旨在研制一款适用于电力仓储的智能电子标签系统。针对电力仓储标签的更新频次低，显示内容固定的特点，该标签系统利用短距离供电、近场通讯及微功耗技术，使得电子标签可以做到通用化与小型化，大大提高了标签的使用寿命与范围。另一方面，通过建立电子标签台帐系统，可实现电子标签的批量更新，不再需要原有繁琐的操作，极大的提高带标签填写及变更的工作效率。

关键词：电子标签；电力仓储；应用分析

现阶段,电力行业的发展速度非常快,电力企业也为保障国民的生产提供了相应的支撑。在企业进行发展的过程中。电力仓储管理直接影响着企业管理的整体水平。在新时期,各种比较先进的信息化管理技术在仓储管理中进行应用,也为管理效率的提升提供了保障。基于此,本文简要分析了电子标签在电力仓储的应用。

一、 电子标签概述

   电子标签又称射频标签、应答器、数据载体；阅读器又称为读出装置、扫描器、读头、通信器、读写器（取决于电子标签是否可以无线改写数据）。电子标签与阅读器之间通过耦合元件实现射频信号的空间（无接触）耦合；在耦合通道内，根据时序关系，实现能量的传递和数据交换。RFID(射频识别)系统由两部分组成：读/写单元和电子收发器。阅读器通过天线发出电磁脉冲，收发器接收这些脉冲并发送已存储的信息到阅读器作为响应。实际上，这就是对存储器的数据进行非接触读、写或删除处理。从技术上来说，“智能标签”包含了包括具有RFID射频部分和一个超薄天线环路的RFID芯片的RFID电路，这个天线与一个塑料薄片一起嵌入到标签内。通常，在这个标签上还粘一个纸标签，在纸标签上可以清晰地印上一些重要信息。当前的智能标签一般为信用卡大小，对于小的货物还有4.5×4.5cm尺寸的标签，也有CD和DVD上用的直径为4.7厘米的圆形标签。与像条形码或磁条等其他ID技术相比较而言，收发器技术的优势在于阅读器和收发器之间的无线链接：读/写单元不需要与收发器之间的可视接触，因此，收发器系统具有非常高的读可靠性、快速数据获取，最后一点也是重要的一点就是节省劳力和纸张。

二、电力电力仓储管理特点

与普通企业不同，电力企业经营规模大，对材料种类和数量要求高。这会给库存管理带来一些问题。一般来说，电力物资的库存管理具有以下特点。首先，存储容量大。电网建设从建设到运营必然需要各种电力物资，而大部分电力物资生产周期长，无法做到零库存管理，只能通过库存物资进行管理。物料量大是电力物料存储管理的标志之一。其次，变数比较多。在电力行业发展的过程中，电力仓储管理中有很多的不确定因素，同时，由于物资也非常容易受到客观市场以及供需的影响，因此需要大量的时间来存放，因为存在很多不确定因素。最后，对管理者的要求更高。电源本身有很多不同类型。正是由于这些电力物资的特殊性，电力仓储管理人员也需要具备一定的资质。电力电力仓储管理人员需要详细的了解不同环节所需的物资，同时结合物料的实际特点进行有序、合理的存储。

三、电力电力仓储管理存在的不足

（一）物资标准化水平需要提升

任何管理都需要标准化的管理模式，电力物资管理也需要标准化。规格通常被称为物料代码，用于对物料进行分类和管理。目前，中国大多数电力企业没有自己的材料标准，普遍将传统的材料管理模式与广义的材料管理模式混淆。虽然一些新的材料编码标准正在逐步建立，但并没有完全覆盖所有类型的材料，也没有详细区分材料的特性。此外，在信息时代，各种版本的材料代码不断更新和替换。通常，标准编码系统尚未形成，但出现了一套其他编码系统，无法达到材料管理的水平。此外，我国的仓储管理存在一个大问题，即大多数系统没有偏离纯手工管理模式。虽然人工管理模式的投入成本较低，但由于电力系统庞大，人工管理模式的效率低于效率标准，严重影响了仓储管理的质量。

（二）物资分类不齐、摆放不规范

很多电力企业在发展的时候，都没有建立起一个合理的物资储备管理体系，也没有制定出一个合理的利用方案，而且对电力资源的管理也比较松散，导致物资的分类和摆放都是杂乱无章的。许多项目团队在实际的仓库中没有进行规划和管理，致使库存物料积压，造成了大量的资源浪费。许多电力公司在储存材料的时候，并没有考虑到公司的发展，导致库存的数量远远超过了市场的需求，这不仅导致了公司的资金周转不灵，而且还会增加公司的成本。电力材料与工业用的材料不一样，在储存的时候，必须要有特定的条件才能储存，这就导致了材料的长期存放，会导致材料的腐蚀，导致资源的浪费。所以，做好物资储备的规划和管理，是电力企业发展的关键。

三、电力仓储智能电子标签系统关键技术

（一）微功耗显示技术

通过使用只在信息更新时才需耗电的显示原件来实现二次电缆的起点、终点位置以及线缆编号等信息的永久显示，可方便二次运维人员直观查找线缆。显示模块由显示屏幕与驱动电路组成，其中显示屏幕的分辨率为250x122，每一个像素点只能显示一个像素值，其中1代表黑、0代表白，驱动电路采用1.8v电压进行工作。信息更新时，后台系统会将需要显示的内容转换为单色的位图信息并通过通讯模块进行下发，下发及校验完成后，驱动模块会逐位提取图片信息并进行像素点的点亮/熄灭操作，从而完成内容的刷新。

（二）无线通讯及控制技术

通过PCB线圈收集无线电磁信号，电磁信号经过三级管放大后输入负责信号解析的ST芯片，芯片的后级接入电容及MCU，其中电容负责电能的收集，收集到足够电量后会产生MCU、微功耗显示模块工作的电压。之后MCU进行上电复位操作，并解析ST芯片传递过来的比特流进行信息还原及校验，校验成功后会将比特信息转换为微功耗显示模块所需要的位图，并传递给显示模块从而完成信息的下载。

（三）封装固定技术

电力仓储标签使用类型众多，但是显示的内容及格式有很多相同的地方，通过设计几种典型的外壳进行封装固定即可实现电子标签的多场景使用。

四、电力仓储智能电子标签系统设计

（一）系统架构

本文旨在研制的智能电子标签系统集智能显示、批量更新以及台账管理功能于一体。可有效解决由于原有纸质/塑料标签不方便进行更换、管理缺失以及信息同步不及时等问题，同时可以实现标签信息批量更新及精确查找的功能。标签的监控后台还包含标签信息的完整操作变更记录，便于历史追溯。该电子标签系统具备安装简单、状态指示清晰，远方就地操作方便、信息同步及时等特点。其系统架构如图1所示。

图1 电子标签系统架构

（二）子系统设计

1.标签系统信息管理机设计

标签信息管理机相当于电子标签系统的大脑，采用模块化设计，负责标签信息电子台账创建、管理并以数据库的方式进行保存，当用户需要进行标签信息修改时，可通过管理页面快速查找所需修改的标签信息，并进行批量/单点修改。修改完成后，通过通讯模块与间隔内的标签进行同步。用户可方便的实现标签信息更新报表的生成及导出，可大大提高二次运维人员的工作效率，降低劳动强度。

2.标签系统通讯管理机设计

通讯管理机采用手持式可移动形式设计，负责信息管理机与电子标签牌之间的通讯转换，将有线信号转换为与智能电子标签通讯的无线信号，并提供电子标签信息更新时所需的电能。

3.电子标签设计

电子标签负责接收通讯管理机下发的标签参数信息，并与自身的标签编号进行校验，当校验成功后会驱动显示元件进行信息更新。

标签系统工作流程：

标签系统工作流程描述如下

建立电力仓储电子标签台帐系统

确认工作属性--新建标签还是修改标签

若是新增标签，则录入新的标签数据至台帐系统

若为修改标签，则根据间隔或屏柜查找需更新的电子标签

选择对应型号的标签模块，完成标签信息关联

电子标签牌信息预览，根据信息内容、标签尺寸调整文本格式

连接标签系统通讯管理机，一键下发电子标签

信息确认无误后点击下载按钮，将标签靠近管理机的感应区或者将管理机的感应区贴近标签

实时查看下载进度，下载完成后检查电子标签信息是否完整无误。

结束语

本文研制的电子标签系统是一款适用于电力仓储领域、可多场景使用的智能标签系统。通过系统架构设计，子系统模块开发、微功耗技术实现电子标签显示，该特点特别适合电力仓储的标签应用场景。电子标签信息管理系统的引入，可实现标签电子台账的创建与管理。运维人员可通过管理系统快速定位标签信息，并进行批量/单点修改。同时还支持标签信息更新报表的生成及导出，可大大提高运维人员的工作效率，降低劳动强度，具有广阔的应用前景。

参考文献：

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[2]杜永华.智能化仓储作业系统关键技术研究[D].东华大学，2021.

[3]伍约任.电力电力仓储管理存在的问题分析及优化策略[J].中外企业家，2016，20：94+96.