物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)可以分為四個(gè)部分：識(shí)別、感知、處理和信息傳輸。其關(guān)鍵技術(shù)涵蓋無線通信、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息傳感、識(shí)別等領(lǐng)域。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是通過射頻識(shí)別(RFID)、無線傳感器、全球定位系統(tǒng)等信息傳感設(shè)備來實(shí)現(xiàn)事物之間的信息交互和通信。

電力設(shè)備智能巡檢系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)首先依賴于電力設(shè)備各環(huán)節(jié)運(yùn)行參數(shù)的在線監(jiān)測(cè)和實(shí)時(shí)信息控制。物聯(lián)網(wǎng)作為“智能信息傳感終端”，可以成為推動(dòng)智能電網(wǎng)發(fā)展的重要技術(shù)手段[2-4]。只有實(shí)現(xiàn)各種網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通，才能提高電力系統(tǒng)的信息化水平，實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備巡檢系統(tǒng)的綜合智能化..

本文首先分析了電力設(shè)備巡檢的現(xiàn)狀，然后針對(duì)某水電站巡檢的實(shí)際需要，設(shè)計(jì)了基于二維碼掃描識(shí)別的智能移動(dòng)巡檢系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了該系統(tǒng)的開發(fā)。智能手機(jī)平臺(tái)上的移動(dòng)巡邏服務(wù)系統(tǒng)。該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不僅具有"智能終端"方便通信的技術(shù)特點(diǎn)，而且與傳統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)相比，具有許多優(yōu)點(diǎn)，對(duì)促進(jìn)工業(yè)電力設(shè)備智能移動(dòng)檢測(cè)的推廣具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　1 電力巡檢系統(tǒng)現(xiàn)狀分析
目前，電力企業(yè)巡檢人員通常采用“看、聽、摸、問、測(cè)”六種方式進(jìn)行移動(dòng)巡檢，以保持電力生產(chǎn)設(shè)備的正常性能，或使用手持移動(dòng)計(jì)算設(shè)備（PDA）來獲取。n設(shè)備信息，并使用射頻技術(shù)（RFID）識(shí)別和協(xié)助定位智能電力。網(wǎng)絡(luò)中的電力設(shè)備[5-6]。然而，為了使檢測(cè)操作和統(tǒng)計(jì)管理更加智能化、普及率更高，國(guó)內(nèi)電力設(shè)備智能移動(dòng)檢測(cè)軟件仍有很大的改進(jìn)空間，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
（1）物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，它本質(zhì)上是一個(gè)高度集成的開放通信系統(tǒng)。因此，第四代智能移動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)結(jié)合3G移動(dòng)技術(shù)、智能移動(dòng)終端、QR碼信息技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)。
（2）常用的RFID設(shè)備[7]標(biāo)識(shí)必須配備相應(yīng)的手持PDA，才能讀取設(shè)備信息。然而，大多數(shù)PDA支持設(shè)備價(jià)格昂貴，使得智能檢測(cè)在電力系統(tǒng)中的復(fù)蓋率和普及率都較低，且檢測(cè)規(guī)模受到設(shè)備數(shù)量和業(yè)務(wù)復(fù)雜度的限制。
（3）巡檢的流動(dòng)性導(dǎo)致設(shè)備服務(wù)的位置和環(huán)境不斷變化。目前，掌上PDA系統(tǒng)的定位通常是以美國(guó)的GPS系統(tǒng)或我國(guó)的北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)[8-9]為基礎(chǔ)，而定位精度的提高也取決于我國(guó)北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)的完善和成熟，對(duì)非戶外動(dòng)力設(shè)備的檢測(cè)也不理想。此外，巡檢前的任務(wù)內(nèi)容必須通過RS232接口連接傳送到PDA。實(shí)時(shí)更新不好，個(gè)性化任務(wù)變更功能不可用。
(4)此外，RFID存在很大的缺點(diǎn)，它會(huì)不時(shí)地發(fā)送射頻信號(hào)，從而泄露用戶的地址，不利于用戶或?qū)Ｓ镁W(wǎng)絡(luò)的信息安全和隱私保護(hù)。
　　基于二維碼的移動(dòng)智能巡檢系統(tǒng)設(shè)計(jì)
　　 二維碼的技術(shù)特性
二維信息碼通過黑白圖像記錄信息，黑白圖像通過特定的幾何圖形規(guī)則地分布在二維平面上。在編碼中，使用了構(gòu)成計(jì)算機(jī)邏輯基礎(chǔ)的“0”、“1”位流的概念[10-11]。在識(shí)別中，利用智能手機(jī)的攝像頭功能對(duì)QR碼進(jìn)行掃描。在通過其內(nèi)置的QR代碼讀取引擎讀取條形碼之后，它可以自動(dòng)識(shí)別、處理和解釋隱含的信息。
由于上述射頻識(shí)別技術(shù)的局限性，本設(shè)計(jì)分析了環(huán)境的可擴(kuò)展性、有限的資源、實(shí)時(shí)安全性和動(dòng)態(tài)變化。在智能手機(jī)平臺(tái)上設(shè)計(jì)開發(fā)了一種新型的智能手機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是：
（1）以前的巡更系統(tǒng)只是單向的數(shù)據(jù)采集，但是配備智能巡更系統(tǒng)客戶端的移動(dòng)終端是基于3G網(wǎng)絡(luò)和無線通信網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)時(shí)接收系統(tǒng)推送的業(yè)務(wù)通知，也可以發(fā)布大量為用戶提供實(shí)時(shí)雙向的信息，快捷方便。
(2)QR碼具有密度高、信息容量大、編碼范圍寬、譯碼可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。可采用加密措施，制作方便，成本低，易于推廣。
（3）系統(tǒng)的服務(wù)器端可以根據(jù)企業(yè)的特殊要求部署各種服務(wù)。還可以建立服務(wù)質(zhì)量評(píng)價(jià)模型，用于后期數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)，并進(jìn)行科學(xué)的統(tǒng)計(jì)分析和預(yù)測(cè)，更有利于后期的服務(wù)選擇和服務(wù)組合。
(4)系統(tǒng)真正結(jié)合了3G移動(dòng)通信技術(shù)和智能手機(jī)終端技術(shù)，不僅可以減少資源消耗，而且保證了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性，真正實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)檢測(cè)的7/24小時(shí)。這是所有傳統(tǒng)的巡邏系統(tǒng)所不能做到的。
基于QR碼的移動(dòng)巡檢系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
通過以上分析，與現(xiàn)有的電力通信網(wǎng)絡(luò)相比，基于智能終端的物聯(lián)網(wǎng)在環(huán)境動(dòng)態(tài)變化、實(shí)時(shí)安全性和資源可擴(kuò)展性方面具有很大的優(yōu)勢(shì)。因此，本文根據(jù)企業(yè)電力設(shè)備檢測(cè)的現(xiàn)狀和具體的任務(wù)要求，設(shè)計(jì)了一種基于QR碼掃描識(shí)別的智能手機(jī)移動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)。采用帶有攝像頭的智能手機(jī)終端作為讀取QR碼的工具。通過客戶端軟件，讀取設(shè)備上的QR代碼，進(jìn)行局部分析，執(zhí)行業(yè)務(wù)，并與應(yīng)用服務(wù)器進(jìn)行在線交互。然后獲取各種檢測(cè)任務(wù)和檢測(cè)設(shè)備的信息，實(shí)現(xiàn)各種檢查功能。
系統(tǒng)主要由客戶端、網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器三部分組成。網(wǎng)絡(luò)主要由互聯(lián)網(wǎng)、3G和WLAN組成。下面對(duì)軟件設(shè)計(jì)和功能實(shí)現(xiàn)的三個(gè)部分進(jìn)行詳細(xì)描述..
　　系統(tǒng)客戶端設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)的客戶端軟件界面采用C++編程技術(shù)。在智能手機(jī)的Android操作系統(tǒng)平臺(tái)上，基于qt-quick（qt用戶界面工具包）編寫應(yīng)用程序。同時(shí)，采用了基于Java語言開發(fā)和構(gòu)建的移動(dòng)檢測(cè)服務(wù)平臺(tái)的概念和框架。
功能界面有9個(gè)模塊，智能移動(dòng)巡更客戶端有5個(gè)用戶登錄權(quán)限，分為系統(tǒng)管理、領(lǐng)導(dǎo)、維護(hù)組長(zhǎng)、維護(hù)人員和操作人員。從上述九個(gè)模塊中選擇不同的功能模塊，將系統(tǒng)設(shè)計(jì)的五項(xiàng)權(quán)利結(jié)合在一起，以完成各自的工作任務(wù)。
其中，二維碼掃描模塊的實(shí)現(xiàn)采用ZZON開源庫和各種格式的1D/2D條形碼圖像處理庫，用Java實(shí)現(xiàn)。只要智能手機(jī)終端設(shè)置有系統(tǒng)的客戶端軟件，支持近景功能，移動(dòng)終端和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)可以通過掃描電力設(shè)備上的二維碼作為路由檢查項(xiàng)的內(nèi)容信息的存儲(chǔ)和解釋，通過處理和通信渠道實(shí)現(xiàn)巡檢客戶端的操作服務(wù)。
巡檢人員（有5個(gè)權(quán)限）使用手持系統(tǒng)軟件的智能手機(jī)終端執(zhí)行日常巡檢任務(wù)，如圖2所示。
首先根據(jù)檢查路徑的所有設(shè)備的順序依次向中央服務(wù)器生成加密的二維碼，并將相應(yīng)設(shè)備的二維碼條碼粘貼在檢查設(shè)備上。當(dāng)檢查員執(zhí)行日常任務(wù)時(shí)，他們使用智能手機(jī)終端軟件掃描設(shè)備的二維代碼，并從服務(wù)器檢索要檢查的項(xiàng)目。如果發(fā)現(xiàn)問題，可以詳細(xì)記錄問題，拍攝圖片，并將圖像和文本發(fā)送到服務(wù)器；如果設(shè)備沒有問題，則標(biāo)記通過，而要檢測(cè)的下一個(gè)設(shè)備將根據(jù)提示進(jìn)行掃描。檢查所有設(shè)備時(shí)，可由手機(jī)客戶端在線或離線保存檢查結(jié)果，并上傳至服務(wù)器。
　　系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互設(shè)計(jì)
系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互層的設(shè)計(jì)包括手機(jī)智能終端的數(shù)據(jù)上傳[6]、服務(wù)器端的數(shù)據(jù)顯示等。Web服務(wù)技術(shù)和SOAP協(xié)議用于實(shí)現(xiàn)智能終端與服務(wù)器端之間的實(shí)時(shí)高效交互。同時(shí)，優(yōu)化了交互界面，降低了3G條件下的流量消耗。
Web服務(wù)體系結(jié)構(gòu)[12]是面向?qū)ο蠓治龊驮O(shè)計(jì)的合理發(fā)展，包括SOA、UDDI和WSDL中的三個(gè)角色和操作，而面向服務(wù)體系結(jié)構(gòu)（SOA）是一個(gè)組件模型。因此，基于SOA的巡邏網(wǎng)絡(luò)核心價(jià)值在于通過對(duì)數(shù)據(jù)和信息的分析和處理，在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和信息感知的基礎(chǔ)上，基于位置信息實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)感知、實(shí)時(shí)跟蹤和定位以及服務(wù)發(fā)現(xiàn)和部署。服務(wù)器與智能終端數(shù)據(jù)交互的詳細(xì)設(shè)計(jì)如圖3所示。
基于二維碼的移動(dòng)檢測(cè)新系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
在整個(gè)巡更系統(tǒng)中，巡更人員依靠數(shù)據(jù)交互網(wǎng)絡(luò)，通過安卓智能終端的Web服務(wù)交互模塊，將巡更任務(wù)內(nèi)容、巡更位置跟蹤和巡更設(shè)備數(shù)據(jù)持續(xù)上傳到服務(wù)器上；終端數(shù)據(jù)上傳到智能巡更系統(tǒng)Web服務(wù)服務(wù)器端的ND下載模塊接收巡更任務(wù)內(nèi)容、巡更位置跟蹤和巡更設(shè)備數(shù)據(jù)。之后，客戶端將立即確認(rèn)巡檢點(diǎn)數(shù)據(jù)的上傳，然后巡檢數(shù)據(jù)將存儲(chǔ)在服務(wù)器端模塊中。
系統(tǒng)服務(wù)器端設(shè)計(jì)
該系統(tǒng)是智能移動(dòng)巡檢系統(tǒng)的服務(wù)器端，主要包括系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。管理服務(wù)器軟件采用B/S體系結(jié)構(gòu)，從技術(shù)上引入層次結(jié)構(gòu)，即用戶應(yīng)用層、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)訪問層。
系統(tǒng)服務(wù)器利用遺傳力框架收集特定信息數(shù)據(jù)，并結(jié)合基于Web服務(wù)的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)獲取信息。為多客戶端類型（包括智能終端和PC終端）提供統(tǒng)一的用戶訪問接口。業(yè)務(wù)功能模塊化設(shè)計(jì)，重點(diǎn)支持移動(dòng)檢測(cè)設(shè)備、數(shù)據(jù)分析和信息挖掘。
數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)包括五種信息管理模塊：“基本數(shù)據(jù)管理”、“平臺(tái)管理”、“檢驗(yàn)數(shù)據(jù)管理”、“設(shè)備數(shù)據(jù)管理”和“用戶數(shù)據(jù)管理”。同時(shí)，可以使用不同的導(dǎo)出結(jié)果生成相應(yīng)的圖表或保存數(shù)據(jù)內(nèi)容。具體查詢結(jié)果如圖5所示。
系統(tǒng)的服務(wù)器端具有很大的可擴(kuò)展性和跨平臺(tái)特性，可以根據(jù)訪問的大小靈活配置服務(wù)器端的部署。在安全性方面，采用加密的Https協(xié)議對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，以滿足信息安全的要求。
　　系統(tǒng)應(yīng)用
通過仿真調(diào)試和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，整個(gè)智能移動(dòng)巡更系統(tǒng)運(yùn)行良好，在實(shí)時(shí)信息安全、智能服務(wù)、靈活部署等方面完全滿足了企業(yè)巡更的要求。該系統(tǒng)的具體測(cè)試結(jié)果如下：
（1）響應(yīng)能力：當(dāng)用戶數(shù)小于200時(shí)，登錄系統(tǒng)和登錄系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間保持在0.5s以內(nèi)；管理員信息修改和保存功能的響應(yīng)時(shí)間小于1s；顯示界面的響應(yīng)時(shí)間為les。s大于2 s。
(2)可靠性：經(jīng)過測(cè)試，發(fā)現(xiàn)服務(wù)器系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行30天，沒有程序崩潰、服務(wù)中斷或功能異常。
（3）負(fù)荷能力：受條件限制，機(jī)組進(jìn)行了簡(jiǎn)單試驗(yàn)，當(dāng)用戶在線最大負(fù)荷不超過200時(shí)，響應(yīng)延時(shí)在系統(tǒng)正常響應(yīng)時(shí)間范圍內(nèi)。