便携式计量装置盘点设备研究

便携式计量装置盘点设备研究

窦荣政 谭守军 王楠

国网山东省电力公司聊城市茌平区供电公司 252100

目前社会的发展，发电厂发电、供电部门供电、用户用电这三个部门是连成了一个整体电力系统，连电量的销售、计算，都需要一个电能计量装置在三个部门之间进行测算，得出电能的数量。所以电能计量装置在发、供、用电的三个方面使用数量是很庞大的。随着人均生活水平的不断提高，居民用电量与日俱增，电能表已普遍成为千家万户不可缺少的电器仪表。与此同时，对电能计量装置的管理，更是重中之重。拆卸的电表很多存放杂乱，从哪里拆卸存放到哪个位置都无法查询，所以此问题亟待解决。

1 电能计量装置分类
  目前全国的城镇乡村电能表的拥有量直线上升，随着我国电力事业的飞速发展，电力部门本身的重要经济指标如发电量、供电量、售电量、线损等也离不开电能计量装置（以下称计量装置），因此计量装置日益增多。运行中的计量装置按其所计量电能多少和计量对象的重要性分为 5 类。

Ⅰ类：月平均用电量 500 万 kW及以上或受电变压器容量为 10MVA以上的高压计费用户；200MW 及以上的发电机（发电量）、跨省（市）高压电网经营企业之间的互馈电量交换点，省级电网经营与市（县）供电企业的供电关口计电量点的计量装置。

Ⅱ类：月平均用电量 100 万 kW 及以上或受电变压器容量为 2MVA 及以上高压计费用户，100MW 及以上发电机（发电量）供电企业之间的电量交换点的计量装 置。

Ⅲ类：月平均用电量 10 万 kW 及以上或受电变压器容量 315kVA 及以上计费 用户，100MW 以上发电机（发电量）、发电厂（大型变电所）厂用电、所用电和供电企业内部用于承包考核的计量点，考核有功电量平衡的 100kV 及以上的送电线路计量装置。

Ⅳ类：用电负荷容量为 315kVA 以下的计费用户，发供电企业内部经济指标分析，考核用的计量装置。

Ⅴ类：单相供电的电力用户计费用的计量装置（住宅小区照明用电）。

2、 电能计量装置的作用
虽然说从电能计量装置的基本结构来看是相对比较简单的，无外乎就是电表箱（或者电表柜）中所有的表计、元件、线路以及互感器等等。电能计量装置除了是用来统计用户用电量的装置，还具有一定抗破坏的作用。对于一些简单的电能计量装置来说，就是一个箱子里面装的一块电表，对于稍微高端的电能计量装置来说，不仅具有前者的好处，还能够对数据进行分析和传输等等。

对于电能计量装置来说，它是一种精密的计量设备，因此只有在精密的基础上才能确保统计到的数量误差最低，才能保证自身的精准，从而让国家和人民的利益得到保障，保证电费的准确查收。

3、电能计量表的存放

采购的每个合格的电能尽量表都会存在一个唯一的编码，采购后的电表会根据电表的种类不同进行分类存放，每个电表的编码会作为统计存档。但是现实中会存在几个实际问题：1、因购买的电表种类、数量繁多，存放时间一长，在仓库查找过程比较繁琐；

对于那种使用过拆卸下来的电表，会出现存放杂乱的现象，成对存放，或是那个地方拆卸的成堆存放，一旦需要查找检测或是使用，很难从中找出。

针对以上的问题，需要找到解决方案，对于区别电表的方式就是电表上自带的编码，每个电表的编码不同，所以可以根据此编码找到不同的电能表。

背景技术：无线射频识别即射频识别技术Radio Frequency Identification，RFID，是自动识别技术的一种，通过无线射频方式进行非接触双向数据通信，利用无线射频方式对记录媒体电子标签或射频卡进行读写，从而达到识别盘点目标和数据交换的目的，其被认为是21世纪最具发展潜力的信息技术之一。无线射频识别技术通过无线电波不接触快速信息交换和存储技术，通过无线通信结合数据访问技术，然后连接数据库系统，加以实现非接触式的双向通信，从而达到了识别的目的，用于数据交换，串联起一个极其复杂的系统。在识别系统中，通过电磁波实现电子标签的读写与通信。根据通信距离，可分为近场和远场，为此读/写设备和电子标签之间的数据交换方式也对应地被分为负载调制和反向散射调制。

RFID技术已经广泛应用于电网库存盘点作业之中，特别是无源射频标签，但现有RFID设备存在识别范围和精确定位互为矛盾的问题，同时，现有的RFID设备也难以发现损坏的RFID标签，尤其是在RFID设备识别范围较大的情况下，这就对盘点结果的准确性造成了挑战。

为了解决上述问题提出了便携式计量盘点装置，利用定向收发天线的方向性，以货架间隔单元为位置粒度对仓库货架进行盘点，兼顾了盘点速度和对盘点目标的定位。

研究的便携式计量盘点装置，包括机体和设于机体内的控制单元：机体，顶部端面设有显示屏，底部连接有手柄，前部设有第二伸缩机构；手柄顶部一侧设有扳机键，第二伸缩机构的伸缩轴连接第二旋转机构，第二旋转机构的旋转轴上套设有检测立方体，检测立方体的侧壁上设有定向收发天线，控制单元包括控制器和RFID阅读器，RFID阅读器和收发天线电连接，控制器与显示屏、第二伸缩机构、扳机键、第二旋转机构、RFID阅读器电连接；

控制器以货架的间隔单元为位置粒度对货架进行逐行扫描盘点。

逐行扫描盘点的具体方法为：

按排列顺序依次对同行间隔单元进行盘点，第二伸缩机构带动旋转机构从任一间隔单元横向末端伸入间隔内，旋转机构控制检测立方体旋转，使收发天线正朝向间隔单元起始端，RFID阅读器对所述间隔进行扫描并将扫描结果传输至控制器，控制器将本次扫描结果中的盘点目标信息与本行前部间隔单元扫描结果对比去重，生成本间隔单元盘点目标信息。

机器视觉传感器，设置于机体顶部前侧，用于采集货架图像并对图像进行图像识别，识别货架间隔单元和待盘点盘点目标，确定各间隔单元内的盘点目标数量，对间隔单元扫描结果进行校验。

导向夹持机构，设置于机体前部，包括夹持基座，所述夹持基座的前部端面开设有滑动槽，滑动槽一侧垂设有固定夹块，滑动槽内滑设有移动夹块，所述移动夹块通过嵌设于夹持基座内的驱动机构沿滑动槽移动，所述第二伸缩机构设置于夹持基座一侧。

与现有技术相比，本技术的有益效果为：

1. 本技术通过第二伸缩机构、第二旋转机构灵活控制定向收发天线的位置和朝向，便于以货架的间隔单元为位置粒度对货架进行逐行扫描盘点，兼顾扫描速度和盘点目标的定位。

2. 本技术通过机器视觉传感器识别各间隔单元内的盘点目标数量，便于对盘点结果进行校验，识别无法读取标签的盘点目标，提高了盘点结果的准确性和可控性。

3. 本技术通过导向夹持机构便于保持机体和定向天线的水平，节省用于手动操作误差并节省用户体力，并通过角位移传感器和制动机构计算机体位置和控制导向夹持机构的启停，以便于在合适位置对盘点目标进行扫描。

4. 本技术通过第一旋转电机、第二旋转机构、第一伸缩电缸、第二伸缩机构的配合，便于对以间隔单元为单位的位置粒度再进行细分盘点，提高盘点目标定位的精度。