基于手机NFC的智能巡检系统解决方案

基于手机NFC的智能巡检系统
解决方案
安徽电科恒钛智能科技有限公司
2015年7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 (4)
2.1系统整体设计 (4)
2.2数据采集子系统功能 (5)
2.3中心服务器子系统 (6)
2.4系统业务流程 (7)
3 效益分析 (8)
3.1系统所达到的效果 (8)
3.2投资分析 (8)
4 系统主要应用场所说明 (10)
5 公司介绍 (11)
1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、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。

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。

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：
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。

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
一、系统报价
二、运营模式：可以采用一次性购买或者合作运营模式。

合作运营模式是由电信负责推广、提
供NFC手机，我公司提供系统平台、服务器以及技术服务，并收取客户功能费进行分成的方式运行。

1、用户量测算：以保安巡更和消防巡检两个典型应用为例进行简单测算。

●保安巡更：每个县级单位40个小区，每个小区8名保安；每个地级市有200个小区，
每个小区10名保安。

则总共400*8*61+200*10*16=195200+32000=227200名。

●消防巡检：每个县有500个单位（包含政府、企事业、小区、学校以及医院等等），每
个市有5000个单位。

每个单位配备2台巡检客户端。

则总共（1000**61+5000*16）*2=14万。

●总共潜在用户量：22.72+14=36.72万。

2、投入效益分析：每个用户每月收取20块钱功能费，电信和我公司分成比例为50%：50%。

如果按照两年合约期计算，电信的单用户潜在收益超过240块钱（通信费用除外）。

4系统主要应用场所说明
1、物业：小区、单位大楼、产业园、机场等的保安巡更。

2、电信：无人值守基站、电话线路、交接箱、机房等。

3、电力：主要应用在配电网中的线路、变压器、配电房、开闭所等。

4、消防：分布在全市各单位的各种消防设施，消防大队对这些单位的管理人员进行统一管理，
安排消防设施的定时巡检，并实时监控巡检状况。

5、铁路：铁路路况、路轨、信号灯、通讯线路、机车、库房、供水供电设施的巡检。

6、油田：石油管道，油井的巡检，设备定期维护检修管理。

7、邮政：信筒取信、邮政趟车、邮政储蓄款车、邮运的定时定点管理。

8、粮库：粮仓、库房的巡检。

9、军队：军火库、后勤军需库、哨所的巡检。

10、酒店、宾馆、超级市场、学校、边防、巡警、监狱等保安巡检管理。

11、大型工矿企业设备检修及生产流程监控管理。

12、博物馆、图书馆、文物保护区、动植物保护区、林业局定期巡检管理。

5公司介绍
电科恒钛（CETCHT）是中国电子科技集团投资、以物联网行业应用为核心的软硬件产品制造商。

公司产品和系统广泛应用在电力、电信、银行、铁路以及军事单位等高端行业，拥有近七千个基站，两千多个金库和网点、以及数百个变电站的成功案例。

电科恒钛总部位于首批国家科技创新试点的安徽省合肥市，公司下设研发中心、物联网实验室（联合发起）、电力事业部等核心部门以及深圳、北京、新疆等省级办事处，并在全国拥有近百家合作伙伴。

公司为国家级高新技术企业和双软企业，拥有机电一体化、物联网智能网关、物联网监控系统、指纹/人脸识别多功能智能终端、多模态门禁控制器、综合安保系统以及智能变电站辅助监控系统等近十项专利和软件著作权。

电科恒钛主要以控制器、物联网智能网关以及恒钛物联网辅助监控平台（Tip3000）为核心产品，应用级产品涵盖变电站物联网辅助监控系统、智能变电站辅助系统综合监控平台、变电站智能预警系统、变电站综合环境监控系统、变电站安防集成系统、变电站门禁、变电站视频语音门禁；基站门禁、基站动力环境监控系统、无人值守基站/电力配电房综合监控系统；智能校园物联网系统、RFID智能车辆管理系统、RFID部队请销假管理系统；核心客户包括中国电信、中国移动、国家电网、南方电网、中国农业银行、中国建设银行以及新疆建设兵团等大型高端用户。

企业将围绕物联网行业应用，打造自己的核心竞争力。

并充分利用中国电子科技集团的军工产品制造优势以及中国科学技术大学的基础研究优势，为客户提供一流的技术、产品、专业解决方案和服务。