CN104536318B - 一种电力现场作业可穿戴智能装备 - Google Patents

Abstract

本发明是一种电力现场作业可穿戴智能装备，包括智能安全帽、智能传感系统、智能穿戴主机、穿戴装备智能供电系统、便携式电力现场作业组合终端和智能装备工作服。智能安全帽用以基本防护及现场影音输入/输出智能管控；智能传感系统用以肢体可突出部分的近电传感和人体体征传感；智能穿戴主机用以全系统管控；穿戴装备智能供电系统用以穿戴式光伏电源智能接入、穿戴装备智能供电自愈；便携式电力现场作业组合终端用以电力作业信息的现场自动化输入/输出；智能装备工作服用以电力作业基本防护、穿戴装备的设备和一般个人工具的“穿戴式承载”。本发明系统设计充分、原理技术成熟、构架简单易实现，可有效解决电力现场作业中关键信息采集缺失、人机交互欠充分、欠便捷等重大技术手段问题。

Description

一种电力现场作业可穿戴智能装备

技术领域

本发明属于作业安全装备与作业质量监管装置智能化技术领域，涉及一种可穿戴智能装备，具体的说是一种电力现场作业可穿戴智能装备。

背景技术

众所周知，现场标准化作业的核心三要素是安全、质量及效率，有效的监管手段及机制，是三要素“落地”的根本保障。近年来，电力、煤矿等典型行业大力推行现场标准化作业，并积极引用现代科技辅助手段，对改善安全生产状况起到了一定的效果，但限于智能辅助手段体系欠充分、手段方式欠智能，导致作业现场三要素管控机制一直没能有效健全，严重制约了企业的可持续发展。

目前，应用智能装备技术手段推进现场标准化作业监管，供电企业生产现场管理方法具有典型的代表性。其方法要点是，依据《GB26859-2011电力安全工作规程(电力线路部分)》的工作监护制要求，设置现场监护人若干名，每位现场施工人员均在监护人监管下工作。现场监护人主要以人工方式，监视、监听现场信息，发布指令，部分单位采用专用PDA，辅助监管现场施工的安全、质量及效率。

检索发现，申请号为201220415314.4的中国专利申请公开了《信息化自动摄像安全帽及应用其的智能施工管理系统》，本实用新型公开了一种信息化自动摄像安全帽，包括安全帽本体，其帽沿上箍设有安装支架，安装支架的前部设有内装有无线信号发射电路的控制盒、与控制盒电联接的摄像头和可外接数据存储器的数据储存模块，安全帽本体的前部设有可拆装的主照明灯，控制盒和主照明灯上均设有电源接口。本实用新型还公开了应用了上述安全帽的智能施工管理系统。本实用新型的安全帽利用摄像头进行拍摄录像，控制盒将之处理成无线信号发射出去，与外界实时通信，并且储存数据。本实用新型的管理系统可与信息化自动摄像安全帽配套使用。本实用新型可广泛应用于现场工程中，提高监理质量。

检索发现，申请号为201020151732.8的中国专利申请公开了《多功能线路作业工作服套装》，本实用新型公开了一种多功能线路作业工作服套装，包括由绝缘布料制成的上衣和裤子，其特殊之处是：在上衣的衣袖上位于小臂位置外侧设有插裤，在插裤内插有安全警示卡，在上衣前面位于胸部下方两侧对称设有手套放置袋，在裤子上位于大腿外侧设有高压电笔放置袋，在裤子一侧位于腰部下方设有绝缘杆夹扣，在裤子后面位于臀部一侧设有工具连接带，工具连接带上穿有工具皮带。优点是：结构简单、使用方便，在保证美观的前提下，增强了安全性和实用性，能够方便携带各种安全工器具，不仅可大大节省施工作业的工作时间，提高工作效率，增加工作效益，还能有效的防止工器具误掉落等现象的发生；大大提高了作业的安全性，能有效的减少事故的发生。

检索发现，申请号为201310329478.4的中国专利申请公开了《可穿戴设备电源管理的方法和装置》，本发明公开了一种可穿戴设备电源管理的方法和装置。涉及通信技术领域。采用上述方案后，避免了开启未被使用的功能模块耐听浪费电量，增加了可穿戴设备的使用时间，进而增加了用户体验。本发明的方法可以包括：检测可穿戴设备的使用状态；根据可穿戴设备的使用状态确定其工作模式。可应用于可穿戴设备电源管理中。

以上现有专利和现有供电企业的现场作业管理主要存在如下关键问题：

⑴没有进行完整概念的电力现场作业可穿戴智能装备顶层设计。所有相关现有专利及现行应用，均未全面考虑可穿戴智能装备在电力生产、电力营销等业务现场作业的应用场景，未充分考虑可穿戴智能装备在现场标准化作业中的“全套智能”需求，对现场作业人员的智能支撑欠充分。

⑵监护人对关键信息的采集缺失。绝大多数情况下，检测、检修作业人员面对作业对象，监护人处于作业人员的背后且有一定距离，导致监护人难以直接、全面观察到施工人员面对的作业安全关键点和作业质量关键点，存在“监管盲区”重大隐患。

⑶普遍采用单一电源供电机制。所有相关现有专利涉及的可穿戴智能装备，普遍为单一的设备(装置)，且为其提供电能的种类及途径均为单一，更没有充分应用当代智能电池管理电子技术，没有设计穿戴式光伏电源智能接入，没有进行可穿戴智能装备供电系统的总体设计，可穿戴智能装备系统所必需的高可靠供电保障严重缺失。

⑷智能穿戴工作服设计制作时，因所有相关现有专利均为单一功能(如“防触电装置”)，未考虑“电力可穿戴智能装备”在服装本体上的综合布线，而完整的“电力可穿戴智能装备”是一套多设备系统，且按功能需要部署于工作服相关点，设备间的综合线缆布放设计制作，是关系到电力可穿戴智能装备应用安全性、实用性的一项不可或缺的关键技术。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种电力现场作业可穿戴智能装备，可以实现电力现场作业可穿戴智能装备的系统集成及完整业务应用系统(监管系统)设计，实现智能穿戴装备的各类设备智能、适时地融入电力现场标准化作业的全过程，作业人员全程与可穿戴智能装备系统语音交互，充分将双手从“辅助作业”中解放出来，“落地”实现电力勘察检修、电力检修施工、电力营销服务等现场标准化作业全面监管；可以实现激光标示成像角与摄像机视场角的智能同步，实现摄制图像的所得即所见，可有效消除监护人的“监护盲区”；可以实现穿戴装备的分布式电源调度智能管理和供电网络异动重构智能管理，切实保障穿戴装备的高可靠供电；可以实现智能装备工作服的完整制作设计，实现智能穿戴主机、戴智设备、柔性光伏电池、智能蓄电池、专用移动组合终端和一般个人工具的合理布局、便捷承载，实现综合线缆的合理、便捷布放。

本发明解决以上技术问题的技术方案是：

一种电力现场作业可穿戴智能装备，包括智能安全帽、智能传感系统、智能穿戴主机、穿戴装备智能供电系统、便携式电力现场作业组合终端和智能装备工作服；智能穿戴主机设有主机处理器，所述智能传感系统、便携式电力现场作业组合终端和智能安全帽都与所述智能穿戴主机通信连接；智能安全帽用以基本防护及现场影音输入和输出智能管控；智能传感系统用以肢体可突出部分的近电传感和人体体征传感；智能穿戴主机用以全系统管控；穿戴装备智能供电系统用以穿戴式光伏电源智能接入和穿戴装备智能供电自愈；便携式电力现场作业组合终端用以电力作业信息的现场自动化输入和输出；智能装备工作服用以电力作业基本防护、穿戴装备的设备和一般个人工具的穿戴式承载；其中：

智能安全帽包括帽本体、摄像机、激光标示器、照明灯、环境光传感器、麦克风、耳机、微控制器和电源，所述摄像机固定在所述帽本体的一侧，用以采集作业的视场影像；所述激光标示器平行固定在所述摄像机的附近，用以通过矩形激光标示摄像机的视场范围；所述麦克风和耳机固定在所述帽本体的另一侧，用以拾音和放音；所述照明灯固定在所述帽本体的前部，用以为摄像机视场提供辅助照明；所述环境光传感器固定在所述帽本体的前部，并通过所述微控制器与所述照明灯的开关连接，用以自动控制辅助照明灯的开启和关闭；所述微控制器固定在所述帽本体的后部，其具有集成的扩展存储器、卫星定位器和接口，用以智能管理摄像机、激光标示器、麦克风和耳机以及作业人员的现场地理位置信息；所述电源固定在所述帽本体的后部，用以为摄像机、激光标示器、照明灯、环境光传感器、麦克风、耳机和微控制器供电；

摄像机含有实现其变焦的第一变焦电机，用以在手动开关的驱动下改变所述摄像机的焦距；所述激光标示器含有实现其变焦的第二变焦电机，用以受控于所述微控制器改变其焦距，实现激光标示成像角与摄像机视场角成像同步拟合；所述第一变焦电机和第二变焦电机都与所述微控制器通信连接，所述微控制器用以将获取的摄像机变焦信号根据下式转成激光标示器的变焦信号发送给所述第二变焦电机：

其中V_a是摄像机透镜组与CCD之间的距离，单位为毫米；V_b是激光标识器透镜与激光灯的距离，单位为毫米；S_a是CCD对角线的长度，单位为毫米；S_b是矩形激光灯对角线的长度，单位为毫米；F_a是摄像机透镜组的等效焦距，单位为毫米；F_b是激光标识器透镜的焦距，单位为毫米；

穿戴装备智能供电系统包括光伏电源单元、主电池单元和智能电池单元，所述智能电池单元分为为各智能设备供电的相应智能电池单元以及为智能穿戴主机供电的智能电池单元；所述光伏电源单元的电能输入为光伏电能接入与市电电能接入，其电能输入出通过电力线与各智能电池单元的电能输入连接；所述主电池单元的电能输入为市电电能接入，其电能输出通过电力线与各智能电池单元的电能输入连接；所述光伏电源单元包括一个光伏电池组、一个稳压模块、一个输入开关、一个输出开关、一个电池开关、一个电池芯片处理器、一个蓄电池、一个调压模块和一个通信接口，所述输入开关、输出开关和电池开关都是场效应管，所述稳压模块为通用的二级管稳压电路，所述光伏电池产生的电能输出至所述稳压模块，经所述稳压模块稳压后与所述市电电能接入的电能一起连接至所述输入开关的源极，所述输入开关、输出开关和电池开关的漏极连接在一起，所述输入开关、输出开关和电池开关的栅极分别接至所述电池芯片处理器的3个开关控制指令输出端，所述输出开关的源极通过所述调压模块调压后接至各智能电池单元的电能输入端，所述电池开关的源极接所述蓄电池的电能输入端，所述蓄电池的电池状态数据输出端接所述电池芯片处理器的电池状态数据输入端，所述电池芯片处理器的电池状态数据输出端通过数据总线连接所述通信接口，由所述通信接口将电池状态数据输出至所述智能穿戴主机的主机处理器；所述主电池单元包括一个输入开关、一个输出开关、一个电池开关、一个电池芯片处理器、一个本地电池、一个调压模块和一个通信接口，所述输入开关、输出开关和电池开关都是场效应管，市电电能接入的电能连接至所述输入开关的源极，所述输入开关、输出开关和电池开关的漏极连接在一起，所述输入开关、输出开关和电池开关的栅极分别接至所述电池芯片处理器的3个开关控制指令输出端，所述输出开关的源极通过所述调压模块调压后接至各智能电池单元的电能输入端，所述电池开关的源极接所述本地电池的电能输入端，所述本地电池的电池状态数据输出端接所述电池芯片处理器的电池状态数据输入端，所述电池芯片处理器的电池状态数据输出端通过数据总线连接所述通信接口，由所述通信接口将电池状态数据输出至所述智能穿戴主机的主机处理器；所述智能电池单元包括一个输入开关、一个负载开关、一个电池开关、一个电池芯片处理器、一个本地电池和一个通信接口，所述输入开关、负载开关和电池开关都是场效应管，所述输入开关的源极连接所述光伏电源单元和所述主电池单元的电能输出，所述输入开关、负载开关和电池开关的漏极连接在一起，所述输入开关、负载开关和电池开关的栅极分别接至所述电池芯片处理器的3个开关控制指令输出端，所述负载开关的源极接相应智能设备的电能输入端，所述电池开关的源极接相应本地电池的电能输入端，所述本地电池的电池状态数据输出端接所述电池芯片处理器的电池状态数据输入端，所述电池芯片处理器的电池状态数据输出端通过数据总线连接所述通信接口，由所述通信接口将电池状态数据输出至所述智能穿戴主机的主机处理器；

智能装备工作服包括连体式结构服装本体以及设置在服装本体上的线缆通道、主机袋、智能电池袋、智能专用移动终端袋、个人工具袋、近电传感器袋、体征传感器锁扣和柔性太阳能电池(组)锁扣；所述线缆通道缝制于服装本体外表，呈星形布局，即线缆通道以主机袋为原点，呈星形拓扑结构布局，用以布放主机至各传感的线缆；所述线缆通道为全内埋式拉锁结构，宽度30±5mm，各段线缆通道的两端均为开放结构；所述线缆通道在服装双侧肩部、肘部、胯部及膝部均设有半径为25±5mm的半圆形线缆伸缩区；所述线缆通道内每隔100±5mm设置一个固线扣，所述半圆形线缆伸缩区的两个端点各设置一个固线扣；所述主机袋缝制于服装本体的上体后中部一侧，用于放置电力可穿戴智能装备主机；所述智能电池袋缝制于服装本体的上体后中部另一侧，用于放置主电池和光伏智能蓄电池或备用电池；所述智能专用移动终端袋缝制于服装本体的上体前下部一侧，用于放置智能专用移动终端；所述个人工具袋缝制于服装本体的上体前下部另一侧，用于放置常规个人工具；所述近电传感器袋缝制于服装本体的两衣袖的外肘部与袖口外侧以及两裤腿的膝部与裤脚口外侧，用于放置近电传感器；所述体征传感器锁扣缝制于服装本体的两衣袖的袖口内侧，用于固定体征传感器；所述柔性太阳能电池(组)锁扣缝制于服装本体的上体后上部，用于固定柔性太阳能电池(组)；

智能传感系统由智能体征传感器和智能近电传感器组成，所述智能体征传感器固定于所述智能装备工作服一侧袖口的传感器锁扣上，用以采集并发送心率等体征实时信息至所述主机处理器；所述智能近电传感器分别安装于所述智能装备工作服的两袖口、两肘部、两膝部及两裤脚口，用以实时感应电能并发送感应电能的实时量信息至所述主机处理器；

所述便携式电力现场作业组合终端由手持终端主机、电能质量测量分机、条码识读分机、RFID读写分机、远红外收发分机、IC卡读写分机和微型打印分机组成，各分机为有独立电源的单一输入或输出功能设备，通过近场通讯技术(如蓝牙)与所述主机处理器通信连接。

用于本发明电力现场作业可穿戴智能装备的穿戴装备智能供电系统的控制方法，智能穿戴主机按分布式电力调度方法和供电网络异动重构方法，实时分析判断各智能电池单元的运行状态，自动向相关智能电池单元发出开关控制指令，控制其电池芯片处理器中的输入开关、电池开关和负载开关的状态组合，智能实现下表所示的可穿戴智能装备供电系统的高可靠运行模式；

上表中，“●”—导通；“○”—断开；“-”—任意；

其中，分布式电力调度方法具体按以下步骤进行：

㈠采集光伏电源单元、主电池单元以及各智能电池单元的状态数据，包括电量、电压、电流和温度；

㈡判断光伏电源单元、主电池单元以及各智能电池单元是否正常工作，若是，则进入下一步骤，若否，则进入供电网络异动重构；

㈢主电池单元以及各智能电池单元的电量大于90％时，相应智能电池单元自身向本地负载供电；

㈣主电池单元以及各智能电池单元的电量低于90％时，主电池单元向电量低于90％的智能电池单元充电，若主电池单元电量低于10％时，切换由光伏电源单元向电量低于90％的智能电池单元充电；

㈤当光伏电源单元与主电池单元电量均低于10％时，则更换主电池单元或接入市电充电；

㈥当前唯一可向智能穿戴主机供电的电池的电量低于5％时，则智能穿戴主机自动关闭；

供电网络异动重构方法具体按以下步骤进行：

⑴采集光伏电源单元、主电池单元以及各智能电池单元的状态数据，包括电量、电压、电流和温度，判断光伏电源单元、主电池单元以及各智能电池单元是否存在供电异动，若是，则进入下一步骤，若否，则直接进入步骤⑷，所述供电异动包括各智能电池单元内部故障的自动开断以及主电池单元的热插拔更换；

⑵发出异动警告，并显示存在供电异动的电池的状态和实际电量值；

⑶当各智能电池单元向本地负载供电出现异动时，实时智能接通该电源点智能电池单元的“输入开关”以及断开“电池开关”，启动重构指令，并按下表进行分布电池异动状态及重构：

其中，“√”—正常；“×”—故障；“-”—任意；

⑷判断智能穿戴主机是否关机，若是，则结束，若否，则返回步骤⑴。

用于本发明电力现场作业可穿戴智能装备的智能安全帽的数据采集方法，按以下步骤进行，

㈠打开电源，接通摄像机、激光标示器、照明灯、环境光传感器、麦克风、耳机和微控制器，手动开关控制摄像机进行变焦，并将摄像机变焦数字信号发送至微控制器；

㈡设定摄像机与矩形激光标识器的宽高比相同，且平行排列，根据等效透镜通过透镜中心的光线方向不变原则，及等角直角三角形关系：

得到

式(1)中：

H_a为摄像机视场对角线的长度，单位：毫米；

U_a为物距，即被摄物体与摄像机透镜组之间的距离，单位：毫米；

S_a为CCD对角线的长度，单位：毫米；

V_a为像距，即摄像机透镜组与CCD之间的距离，单位：毫米；

根据透镜成像公式：

得到

式(2)中：

F_a为焦距，即摄像机透镜组的等效焦距，单位：毫米；

U_a为物距，即被摄物体与摄像机透镜组之间的距离，单位：毫米；

V_a为像距，即摄像机透镜组与CCD之间的距离，单位：毫米；

将式(2)代入式(1)，得

同理，得

式(3)和式(4)中：

H_b为激光标识成像对角线的长度，单位：毫米；

S_a是CCD对角线的长度，单位为毫米，S_b是矩形激光灯对角线的长度，单位为毫米，且设定矩形激光灯源高宽比与摄像机CCD的高宽比一致；

F_b为焦距，即激光标识器透镜的焦距，单位：毫米；

V_b为像距，即激光标识器透镜与激光灯的距离，单位：毫米；

由V_a变化后H_a与H_b应同步拟合，即H_a＝H_b，合并式(3)和式(4)，得：

变换上式，得

S_a*F_a*V_b-S_a*F_a*F_b＝S_b*F_b*V_a-S_b*F_b*Fa

㈢根据步骤㈡的计算结果，微控制器发出激光标示器变焦数字信号，驱动激光标示器变焦电机使激光标示器变焦，达到激光标示成像角与摄像机视场角的智能同步，实现光标成像与摄像机视场边缘拟合，摄制图像所得即所见；

㈣现场视频及音频信号进行实时编码存储在微控制器的存储器或扩展存储器中。

用于本发明电力现场作业可穿戴智能装备的工作服的综合布线方法，按以下步骤进行：

㈠打开线缆通道的拉锁，布设线缆，线缆包括具有屏蔽功能的电源线及信号线，在设有线缆伸缩区的位置，沿线缆伸缩区外侧弧布线，顺次扣好固线扣，关闭拉锁；其中，线缆布放的次序为：

⑴主机袋至主智能电池袋；

⑵主机袋至光伏智能蓄电池或备用电池；

⑶主机袋至左肘部近电传感器袋、左袖口近电传感器袋及左袖口体征传感器扣锁；

⑷主机袋至右肘部近电传感器袋、右袖口近电传感器袋及右袖口体征传感器扣锁；

⑸主机袋至左膝部近电传感器袋及与左裤脚口近电传感器袋；

⑹主机袋至右膝部近电传感器袋及与右裤脚口近电传感器袋；

⑺主机袋至智能安全帽线缆接口；

㈡线缆头分别连接主机、电池、传感器和智能专用移动终端，各设备放入相应袋内，扣好袋盖。

本发明进一步限定的技术方案是：

前述的电力现场作业可穿戴智能装备，其中智能体征传感器为Nike公司的Fuelband SE产品或Fitbit公司的Force产品或Jawbone公司的UP2产品；智能近电传感器为在微软公司的yjm产品或特力康公司的TLKS-PLSB产品的基础上，加装设备ID编码发生模块。

前述的电力现场作业可穿戴智能装备，其中主机处理器为AMR系统处理器，电池芯片处理器为美国美信集成产品公司相应产品，具体为DS278x系列、MAX187x系列、MAX860x或MAX856x系列。

前述的电力现场作业可穿戴智能装备，其中摄像机采用微型高清CCD，激光标示器采用微型矩形激光灯，照明灯采用LED光源，环境光传感器采用基于IC的光电二极管、光敏电阻或光电晶体管；

帽本体的上下左右都固定有燕尾形安装插槽，摄像机、照明灯、麦克风、耳机和微控制器底部都固定有与安装插槽形状相配合的固定插板，摄像机通过固定插板与安装插槽的插接固定在帽本体一侧，照明灯通过固定插板与安装插槽的插接固定在帽本体的前部，麦克风和耳机通过固定插板与安装插槽的插接固定在所述帽本体的另一侧，微控制器通过固定插板与安装插槽的插接固定在帽本体的后部；

麦克风和耳机为一体式结构，麦克风和耳机的一体式结构通过固定插板与安装插槽的插接固定在帽本体上；

微控制器为ARM系列处理器，ARM系列处理器为TI的Cortex-A15处理器AM5K2Ex、TI的Cortex-A9处理器AM437x或SAMSUNG的Cortex-A8处理器S5PV210；

摄像机固定在所述帽本体的右侧，麦克风和耳机固定在帽本体的左侧。

前述的电力现场作业可穿戴智能装备，其中所述服装本体的袖口为双层设计，在距外层袖口120±2mm的内侧缝制内袖，所述内袖从外至内由长60±2mm弹力面料内袖与长40±2mm涤棉混纺面料内袖组成，在弹力面料内袖内侧对称缝制两个体征传感器锁扣；

主机袋为矩形立体结构，其上口通过尼龙搭扣的袋盖封闭，主机袋上边及左右两侧留空均大于主机外壳10mm～15mm，主机袋高度留空大于主机外壳10mm～15mm，主机袋与线缆通道接口处以及与智能电池袋接口处均预留10mm～15mm的穿线开口；

智能电池袋为并列双矩形立体结构，其上口通过双尼龙搭扣的袋盖封闭，智能电池袋上边及左右两侧留空均大于电池外壳10mm～15mm，高度留空大于电池外壳10mm～15mm，智能电池袋与线缆通道接口处以及与所述主机袋接口处均预留10mm～15mm的穿线开口；

智能专用移动终端袋为矩形立体结构，其上口通过尼龙搭扣的袋盖封闭，智能专用移动终端袋上边及左右两侧留空均大于智能专用移动终端外壳10mm～15mm，智能专用移动终端袋高度留空大于智能专用移动终端外壳10mm～15mm，智能专用移动终端袋与线缆通道接口处以及与个人工具袋接口处均预留10mm～15mm的穿线开口；

个人工具袋为矩形立体结构，其上口通过尼龙搭扣的袋盖封闭，个人工具袋与线缆通道接口处以及与智能专用移动终端袋接口处均预留10mm～15mm的穿线开口；

近电传感器袋为矩形立体结构，其上口通过尼龙搭扣的袋盖封闭，近电传感器袋上边及左右两侧留空均大于近电传感器外壳5mm～10mm，高度或厚度留空大于近电传感器外壳5mm～10mm，近电传感器袋与线缆通道接口处预留5mm～10mm的穿线开口。

前述的电力现场作业可穿戴智能装备，其中手持终端主机包括PDA处理器、电能质量测量单元、条码识读单元、RFID读写单元、远红外收发单元、IC卡读写单元、影像单元、语音单元、卫星定位单元、打印机单元、智能电池单元、PDA蓝牙单元和3G/4G单元；所述PDA处理器为Intel公司的XScale系列处理器，型号包括PXA260、PXA265或PXA310，用以PDA的数据输入与输出控制、数据处理、数据存储、设备协调及接口管理；所述PDA蓝牙单元主芯片为挪威Nordic Semiconductor公司的nRF51822或nRF51422，用以实现近程宽带通讯；所述3G/4G单元主芯片为美国Marvell公司的PXA1928或PXA1936，用以实现远程宽带通讯。

本发明的智能传感系统和便携式电力现场作业组合终端可采用现有产品，只需将其与本发明的其它设备连接在一起即可实现本发明的功能。

本发明的有益效果是：

本发明穿戴装备智能供电系统对比已有技术具有以下创新点：⑴基于本发明述及的电力可穿戴智能装备系统的完整架构，从可穿戴智能装备的顶层设计供电系统，形成了电力可穿戴智能装备系统的智能供电网络设计方案；⑵本发明将现代电力智能配电网的可靠运行、自动化调度、智能维护等成熟原理方法，充分应用于电力可穿戴智能装备的供电系统，开发智能电池芯片处理器功能，实现了供电系统的分布式电源自动化调度、供电网络异动智能重构等供电智能自愈功能；⑶本发明的光伏电源单元的蓄电池(组)，在穿戴装备智能供电系统的统一调度下，实现了光伏电能智能接入，并巧妙地为可穿戴智能装备增加了一个大容量后备电池。

本发明的智能安全帽对比已有技术具有以下创新点：⑴使用施工人员头戴摄像机，并实时传输，弥补了监护人的关键监控盲点；⑵使用激光标示器、环境光传感器、辅助照明灯，增强了摄像机的采集精度和准确度；⑶安全帽本体上，模块化集成部署摄像机、激光标示器、照明灯、环境光传感器、麦克风、耳机、智能安全帽微控制器及集成的卫星定位器、电源，极大提升了安全帽的综合功效；⑷辅助照明灯的开启、关闭，由环境光传感器自动控制。

本发明对比已有技术具有以下创新点：⑴基于电力可穿戴智能装备系统及核心业务应用的顶层设计，完整给出了涵盖智能安全帽、智能装备工作服、智能穿戴主机、穿戴装备智能供电系统及便携式电力现场作业组合终端的一种电力可穿戴智能装备系统设计，“落地”实现了可穿戴智能装备对电力现场标准化作业的充分技术支撑；⑵使用作业人员头戴摄像机，并实时传输，弥补了监护人的关键监控盲点；⑶使用激光标示器、环境光传感器、辅助照明灯，增强了摄像机的采集精度和准确度；⑷安全帽本体上，模块化集成部署摄像机、激光标示器、照明灯、环境光传感器、麦克风、耳机、智能安全帽微控制器及集成的卫星定位器、电源，极大提升了安全帽的综合功效；⑸本发明将现代电力智能配电网的可靠运行、自动化调度、智能维护等成熟原理方法，充分应用于电力可穿戴智能装备的供电系统，开发智能电池芯片处理器功能，实现了供电系统的分布式电源自动化调度、供电网络异动智能重构等供电智能自愈功能；⑹本发明的光伏电源单元的蓄电池(组)，在智能供电系统的统一调度下，实现了光伏电能智能接入，并巧妙地为可穿戴智能装备增加了一个大容量后备电池；⑺可穿戴智能装备及线缆，在服装上为可全脱卸装配部署(包括全部穿戴的设备及线缆)，维护装配便捷；⑻工作服上的线缆通道，为全内埋式拉锁结构，通道内适度装设固线扣，防护严密、走线牢靠、外观整洁、维护便捷；⑼工作服上的线缆通道转角处均设计有线缆伸缩弧区，可有效预防服装面料与线缆拉伸率不一致，造成线缆拉断的重大隐患。

附图说明

图1是本发明的总体结构图。

图2是本发明的智能穿戴主机架构图。

图3是本发明的便携式电力现场作业组合终端架构图。

图4本发明穿戴装备智能供电系统的总体连接示意图。

图5是本发明穿戴装备智能供电系统光伏电源单元的电路连接示意图。

图6是本发明穿戴装备智能供电系统主电池单元的电路连接示意图。

图7是本发明穿戴装备智能供电系统智能电池单元的电路连接示意图。

图8是本发明穿戴装备智能供电系统的分布式电力调度流程图。

图9是本发明穿戴装备智能供电系统的供电网络异动重构流程图。

图10是本发明智能安全帽的结构俯视图。

图11是本发明智能安全帽的结构主视图。

图12是本发明智能安全帽的结构后视图。

图13是本发明激光标示器与摄像头的智能同步连动系统结构示意图。

图14是本发明激光标示器与摄像头的工作原理图。

图15是本发明激光标示器与摄像头的成像原理图。

图16是本发明工作服本体的主视图。

图17是本发明工作服本体的后视图。

图18是本发明工作服内埋式拉锁结构示意图。

图19是本发明工作服的伸缩区结构示意图。

图20是本发明工作服的主机袋或近电传感器袋的结构示意图。

图21是本发明工作服的智能电池袋结构示意图。

图22是本发明工作服的双层袖口结构示意图。

具体实施方式

实施例1

本实施例是一种电力现场作业可穿戴智能装备，图1是本发明的总体结构图，包括智能安全帽、智能穿戴主机、穿戴装备智能供电系统、智能装备工作服、智能传感系统和便携式电力现场作业组合终端；智能穿戴主机设有主机处理器，所述智能传感系统、便携式电力现场作业组合终端和智能安全帽都与所述智能穿戴主机通信连接。

智能穿戴主机架构如附图2所示，由主机处理器、供电自愈单元、传感处理单元、电力现场作业信息备份管理单元和智能电池单元(包括在穿戴装备智能供电系统中)构成，主机处理器具有通用的数据输入与输出控制、数据处理、数据存储、设备协调、接口管理等功能，用以电力可穿戴智能装备主机的基本管理；供电自愈单元具有穿戴装备的分布式电源调度管理和供电网络异动重构管理功能，用以智能化管理可穿戴智能装备的供电系统；传感处理单元具有近电、体征、光照、地理定位等传感信息分类调度处理功能；电力现场作业信息备份管理单元具有现场作业信息备份策略管理、作业信息实时备份等功能，用以实现按作业分类配置现场作业海量信息的备存路径、备存周期等，并管理信息备存过程；智能电池单元(包括在穿戴装备智能供电系统中)具有电池状态(电量、电压、电流、温度、充电次数、剩余寿命)数据采集、电能调度执行、电池运行方式执行等功能，用以电力可穿戴智能装备分布电池的智能化执行模块。

智能传感系统由智能体征传感器和智能近电传感器组成，智能体征传感器(智能手环)为Nike公司的Fuelband SE、Fitbit公司的Force及Jawbone的UP2等，固定于一侧袖口的传感器锁扣上，用以采集并发送心率等体征实时信息。智能近电传感器为在咨软公司的yjm、特力康公司的TLKS-PLSB等产品的基础上，加装设备ID编码发生模块，分别安装于智能装备工作服的两袖口、两肘部、两膝部及两裤脚口，用以实时感应电能并发送感应电能的实时量信息。

便携式电力现场作业组合终端架构如附图3所示，由手持终端主机(即PDA)、电能质量测量分机、条码(二维码)识读分机、RFID读写分机、远红外收发分机、IC卡读写分机、微型打印分机及电力现场标准化作业监管系统(以下简称“监管系统”)组成。各分机为有独立电源的单一输入/输出功能设备，通过近场通讯技术(如蓝牙)与主机分类组合，在监管系统的统一管控下，实现多种电力作业现场信息交互、现场实时数据处理及现场工作表单打印，进而全面实现可穿戴智能装备在电力现场作业的业务应用；PDA由PDA处理器、电能质量测量单元、条码(二维码)识读单元、RFID读写单元、远红外收发单元、IC卡读写单元、影像单元、语音单元、卫星定位单元、打印机单元、智能电池单元、PDA蓝牙单元、3G/4G单元和电力现场标准化作业监管单元等组成。PDA处理器为Intel公司的XScale系列处理器，型号包括PXA260、PXA265、PXA310等，用以PDA的数据输入与输出控制、数据处理、数据存储、设备协调及接口管理。PDA蓝牙单元(4.0)主芯片为挪威Nordic Semiconductor公司的nRF51822、nRF51422等，用以实现近程宽带通讯。3G/4G单元主芯片为美国Marvell公司的PXA1928、PXA1936等，用以实现远程宽带通讯。电能质量测量单元、条码(二维码)识读单元、RFID读写单元、远红外收发单元、IC卡读写单元、影像单元、语音单元、卫星定位单元、打印机单元，均为一般的人机交互界面管理软件，用以相应功能的人机交互界面提供。电力现场标准化作业监管单元为监管系统的移动终端子系统，包括勘察管理、作业执行管理、作业过程监管、作业人员安全监管、综合查询等模块，用以全面实现基于电力现场作业可穿戴智能装备的电力勘察检测、电力检修施工、电力营销服务等核心业务技术支持。

电力现场标准化作业监管单元为监管系统的移动终端子系统，包括勘察管理、作业执行管理、作业过程监管、作业人员安全监管、综合查询等模块，用以全面实现基于电力现场作业可穿戴智能装备的电力勘察检测、电力检修施工、电力营销服务等核心业务技术支持。基于可穿戴智能装备的电力核心业务流程如下：

㈠电力勘察检测类现场标准化作业监管流程:

⑴作业人员和监护人分别使用可穿戴智能装备；

⑵作业人员与监护人在作业现场开工、作业环节开始、作业环节安全监管、作业环节质量监管、作业环节结束、作业现场收工等全作业过程项目中，可适时使用可穿戴装备智能提供的多种信息技术支撑手段，真正将电力勘察检测类现场标准化作业监管落到实处；

⑶其它信息交互装置包括电能质量测量分机、条码(二维码)识读分机、RFID读写分机、远红外收发分机、IC卡读写分机，可按具体作业要求选用；

⑷电力勘察检测类现场标准化作业监管；

㈡电力检修施工类现场标准化作业监管流程：

⑴作业人员和监护人分别使用可穿戴智能装备；

⑵作业人员与监护人在作业现场开工、作业环节开始、作业环节安全监管、作业环节质量监管、作业环节结束、作业现场收工等全作业过程项目中，可适时使用可穿戴装备智能提供的多种信息技术支撑手段，真正将电力检修施工类现场标准化作业监管落到实处；

⑶其它信息交互装置包括电能质量测量分机、条码(二维码)识读分机、RFID读写分机、远红外收发分机、IC卡读写分机，可按具体作业要求选用；

⑷电力检修施工类现场标准化作业监管；

㈢电力营销服务类现场标准化作业监管流程：

⑴服务人员使用可穿戴智能装备；

⑵服务人员在服务现场开工、服务环节开始、服务环节质量监管、服务环节安全监管、服务环节结束、服务现场收工等全服务过程项目中，可适时使用可穿戴装备智能提供的多种信息技术支撑手段，真正将电力营销服务类现场标准化作业监管落到实处；

⑶其它信息交互装置包括电能质量测量分机、条码(二维码)识读分机、RFID读写分机、远红外收发分机、IC卡读写分机，可按具体作业要求选用；

⑷电力营销服务类现场标准化作业监管。

条码(二维码)识读分机、RFID读写分机、远红外收发分机、IC卡读写分机的“分机蓝牙单元”主芯片为挪威Nordic Semiconductor公司的nRF51822、nRF51422等，用以实现近程宽带通讯。条码(二维码)识读分机、RFID读写分机、远红外收发分机、IC卡读写分机的“分机处理器”为ARM系列处理器，所述ARM系列处理器为TI的Cortex-A15处理器AM5K2Ex、TI的Cortex-A9处理器AM437x或SAMSUNG的Cortex-A8处理器S5PV210。电能质量测量分机为美国FLUKE公司的Fluke 1750、Fluke 1740、Fluke VR1710等。微型打印分机为爱普生公司的TM-U128、北京思普瑞特公司的SP-T9等。条码(二维码)识读分机的条码(二维码)识读(解码)芯片为新大陆公司独创的EM3000。RFID读写分机的RFID读写主要芯片为NXP公司的MRC663，复旦微电子公司的FM1702等。远红外收发分机的远红外收发主要芯片为ZiLOG公司的ZHX223、SHARP公司的GPSW0112YP等。IC卡读写分机的IC卡读写主要芯片为Phi lips公司的MFRC5000、国芯科技公司的CCM3310S等。

穿戴装备智能供电系统，连接如图4所示，图中，“→”为电能传输线路，“一”为信道传输线路，本实施例的系统包括设有主机处理器的智能穿戴主机、光伏电源单元、主电池单元和智能电池单元，智能电池单元分为为各智能设备供电的相应智能电池单元以及为智能穿戴主机供电的智能电池单元；光伏电源单元的电能输入为光伏电能接入与市电电能接入，其电能输入出通过电力线与各智能电池单元的电能输入连接；主电池单元的电能输入为市电电能接入(电池容量相对较大)，其电能输出通过电力线与各智能电池单元的电能输入连接。

主机处理器为AMR系统处理器，具有通用的数据输入与输出控制、数据处理、数据存储、设备协调、接口控制等功能，用以电力可穿戴智能装备系统的基本管理(包括智能电池管控支持和供电自愈管控支持)；

光伏电源单元具有光伏电能接入与市电电能接入、蓄电池状态监测、蓄电池调度控制、蓄电池充电、蓄电池休眠等功能，用以电力可穿戴智能装备光伏电能接入、市电电能接入、蓄电池电能调度的自动化管控；主电池单元和智能电池单元均具有电池状态(电量、电压、电流、温度、充电次数、剩余寿命)监测、电能调度控制、电池充电、电池休眠等功能，用以电力可穿戴智能装备分布电池的运行自动化管控，主电池单元与智能电池单元区别在于主电池单元的电能输入为市电电能、没有直接本地负载、电池容量相对较大。

本实施例的光伏电源单元电路如图5所示，图中“SCI”为“开关控制指令”，“BSD”为“电池状态数据(含：电量、电压、电流和温度)”，光伏电源单元包括一个光伏电池组、一个稳压模块和一个主电池管理单元，主电池管理单元包括一个输入开关、一个输出开关、一个电池开关、一个电池芯片处理器、一个蓄电池、一个调压模块和一个通信接口，蓄电池采用锂电池，输入开关、输出开关和电池开关都是场效应管，稳压模块为通用的二级管稳压电路，光伏电池产生的电能输出至稳压模块，经稳压模块稳压后与市电电能接入的电能一起连接至输入开关的源极，输入开关、输出开关和电池开关的漏极连接在一起，输入开关、输出开关和电池开关的栅极分别接至电池芯片处理器的3个开关控制指令输出端，输出开关的源极通过调压模块调压后接至各智能电池单元的电能输入端，调压模块为现有技术中的常用调压模块，电池开关的源极接蓄电池的电能输入端，蓄电池的电池状态数据输出端接电池芯片处理器的电池状态数据输入端，电池芯片处理器的电池状态数据输出端通过数据总线连接通信接口，由通信接口将电池状态数据输出至智能穿戴主机的主机处理器。光伏电池产生的电能或市电转换的直流电能，经稳压模块稳压后，输出电能，在接收到智能穿戴主机的电能调度指令时，可自动控制电能输出的开/闭。

本实施例的主电池单元电路如图6所示，图中“SCI”为“开关控制指令”，“BSD”为“电池状态数据(含：电量、电压、电流和温度)”，主电池单元包括一个输入开关、一个输出开关、一个电池开关、一个电池芯片处理器、一个本地电池、一个调压模块和一个通信接口，输入开关、输出开关和电池开关都是场效应管，市电电能接入的电能连接至所述输入开关的源极，所述输入开关、输出开关和电池开关的漏极连接在一起，输入开关、输出开关和电池开关的栅极分别接至所述电池芯片处理器的3个开关控制指令输出端，输出开关的源极通过调压模块调压后接至各智能电池单元的电能输入端，调压模块为现有技术中的常用调压模块，电池开关的源极接本地电池的电能输入端，本地电池的电池状态数据输出端接所述电池芯片处理器的电池状态数据输入端，电池芯片处理器的电池状态数据输出端通过数据总线连接通信接口，由通信接口将电池状态数据输出至智能穿戴主机的主机处理器。

本实施例的智能电池单元电路如图7所示，图中“SCI”为“开关控制指令”，“BSD”为“电池状态数据(含：电量、电压、电流和温度)”，智能电池单元包括一个输入开关、一个负载开关、一个电池开关、一个电池芯片处理器、一个本地电池和一个通信接口，输入开关、负载开关和电池开关都是场效应管，输入开关的源极连接所述光伏电源单元和主电池单元的电能输出，输入开关、负载开关和电池开关的漏极连接在一起，输入开关、负载开关和电池开关的栅极分别接至所述电池芯片处理器的3个开关控制指令输出端，负载开关的源极接相应智能设备的电能输入端，电池开关的源极接相应本地电池的电能输入端，本地电池的电池状态数据输出端接电池芯片处理器的电池状态数据输入端，电池芯片处理器的电池状态数据输出端通过数据总线连接通信接口，由通信接口将电池状态数据输出至智能穿戴主机的处理器。电池芯片处理器可订制基于美国美信集成产品公司(Maxim IntegratedProducts,Inc)相应产品，通信接口、综合接口为通用线排插件，连接电池状态数据、开关控制指令、电能输入、电能输出、电池、负载、地线。

智能穿戴主机设有供电自愈单元，供电自愈单元具有分布式电源互备互充调度、供电网络异动重构等自动化管理功能，用以结合光伏电源单元、主电池单元和智能电池单元自动均衡调度电力可穿戴智能装备分布式电源电量、自动排除/隔离电源点故障。可穿戴智能装备系统的电源调度是将系统中的所有分布智能电源点，通过电力线及通信线，以星形拓扑结构联为一个总逻辑电源，可穿戴智能装备系统中的各分布智能设备(装置)在智能穿戴主机的电力调度管理下，共享总逻辑电源；可穿戴智能装备系统供电实行统一调度、分级管理的策略，以确保供电系统的高可靠运行。所述统一调度，指可穿戴智能装备系统中的分布式智能电源点，在主机的统筹管控下，整体协同地向各智能设备(装置)供电。所述分级管理，指可穿戴智能装备系统中，智能电源点分为三级，第一级是光伏智能电源，第二级是主电池电源，第三级是其他分布式智能电池电源，可各分布式穿戴智能设备(装置)用电与系统电量欠缺告警及自动充电的优先次序均为“第一级电源”、“第二级电源”、“第三级电源”。

本实施的电力可穿戴智能装备中的穿戴装备智能供电系统的控制方法，电池芯片处理器实时向智能穿戴主机提供电池状态数据(电量、电压、电流、温度、充电次数、剩余寿命)，由智能穿戴主机按分布式电力调度方法和供电网络异动重构方法，实时分析判断各智能电池单元的运行状态，自动向相关智能电池单元发出开关控制指令，控制其电池芯片处理器中的输入开关、电池开关和负载开关的状态组合，智能实现下表所示的可穿戴智能装备供电系统的高可靠运行模式；

上表中，“●”—导通；“○”—断开；“-”—任意；

其中，本地供电工作模式为：本地负载用电完全依赖本地的电池提供，本地电源不对外供电，本模式适用于各智能电池单元；充电模式为：本地电源点的电池电量低于阀值时，实时接入可穿戴智能装备其他电源点的冗余电能或市电电能，本地电池充电，无论本地负载是否处于“休眠”，本模式适用于除光伏电源单元外的各智能电池单元和主电池单元，所述阀值取电池额定容量的10％～20％；充满模式为：本地电池电量已充达标称电量，断开电池开关，防止本地电池过充电，若负载开关接通，则直接由外部输入电能供电，本模式适用光伏电源单元、主电池单元及各智能电池单元；工作异动模式为：本地电池出现内部故障或异动离线，本地负载用电完全依赖可穿戴智能装备其他电源点的冗余电能接入，本模式适用于智能主电池单元和各智能电池单元。

可穿戴智能装备系统电力调度的基础是，将系统中的所有分布智能电源点，通过电力线及通信线，以星形拓扑结构联为一个总逻辑电源，可穿戴智能装备系统中的各分布智能设备(装置)在智能穿戴主机的电力调度管理下，最大化可靠共享总逻辑电源；可穿戴智能装备系统供电实行统一调度、分级管理的策略，以动态确保可穿戴智能装备总逻辑电源的供电效益最大化。所述统一调度，指可穿戴智能装备系统中的分布式智能电源点，在主机的统筹管控下，整体协同地向包括主机在内的各智能设备(装置)供电。所述分级管理，指可穿戴智能装备系统中，智能电源点按所接本地负载的重要程度分为三级，第一级是光伏智能电源与主电池电源，第二级是主机智能电源，第三级是其他分布式智能电源。本实施例的分布式电力调度方法如图8所示，具体按以下步骤进行：

㈠采集光伏电源单元、主电池单元以及各智能电池单元的状态数据，包括电量、电压、电流和温度；智能电池状态分析，测算并通过智能穿戴主机周期发布当前可穿戴智能装备系统负荷最大供电时间，发布周期可根据需要设置；

㈡判断光伏电源单元、主电池单元以及各智能电池单元是否正常工作，若是，则进入下一步骤，若否，则进入供电网络异动重构；调度管控的前提是光伏智能电源、主电池电源、主机智能电源及其他分布式智能电源均正常工作，若有异动，则进行供电网络异动重构；

㈢主电池单元以及各智能电池单元的电量大于90％(可设置)时，相应智能电池单元自身向本地负载供电；

㈣主电池单元以及各智能电池单元的电量低于90％(可设置)时，主电池单元向电量低于90％(可设置)的智能电池单元充电，若主电池单元电量低于10％(可设置)时，切换由光伏电源单元向电量低于90％(可设置)的智能电池单元充电；

㈤当光伏电源单元与主电池单元电量均低于10％(可设置)时，则更换主电池单元或接入市电充电，且警示“光伏蓄电池与主电池电量均低于10％，更换主电池或接入市电充电”；

㈥当前唯一可向智能穿戴主机供电的电池的电量低于5％时，则智能穿戴主机自动关闭，且警示“唯一可供主机的电池电量低于5％，将自动保护关机”。

本实施例的供电网络异动重构方法流程如图9所示，图中，Sc：智能穿戴主机电池状态，Sp：光伏电源单元电池状态，Sm：主电池单元电池状态，So：各智能电池单元电池状态，“√”：正常状态，“×”：异动状态，“-”：任意状态，供电网络异动重构方法具体按以下步骤进行：

⑴采集光伏电源单元、主电池单元以及各智能电池单元的状态数据，包括电量、电压、电流和温度，判断光伏电源单元、主电池单元以及各智能电池单元是否存在供电异动，若是，则进入下一步骤，若否，则直接进入步骤⑷，所述供电异动包括各智能电池单元内部故障的自动开断以及主电池单元的热插拔更换；

⑵发出异动警告，并显示存在供电异动的电池的状态和实际电量值；

⑶当各智能电池单元向本地负载供电出现异动时，实时智能接通该电源点智能电池单元的“输入开关”以及断开“电池开关”，启动重构指令，并按下表进行分布电池异动状态及重构：

其中，“√”—正常；“×”—故障；“-”—任意；

⑷判断智能穿戴主机是否关机，若是，则结束，若否，则返回步骤⑴。

本实施例的智能安全帽，结构如图10-12所示，包括帽本体1、摄像机、激光标示器、照明灯2、环境光传感器、麦克风、耳机、微控制器3和电源，安全帽本体结构及功能，完全符合《安全帽标准(GB2811-2007)》的要求；摄像机固定在帽本体的一侧，用以采集作业的视场影像；激光标示器平行固定在摄像机的上方，用以通过矩形激光标示摄像机的视场范围；照明灯固定在帽本体的前部，用以为摄像机视场提供辅助照明；环境光传感器固定在帽本体的前部，并与照明灯的开关连接，用以自动控制辅助照明灯的开和关；麦克风和耳机为一体式结构，固定在帽本体的另一侧，用以拾音和放音；微控制器固定在帽本体的后部，其具有集成的扩展存储器、卫星定位器和接口，用以自动控制摄像机、激光标示器、麦克风和耳机以及采集作业人员的现场地理位置信息；电源固定在所述帽本体的后部，用以为摄像机、激光标示器、照明灯、环境光传感器、麦克风、耳机和微控制器供电。

摄像机采用微型高清CCD，插接于智能安全帽本体一侧，采集作业的视场影像；激光标示器采用微型矩形激光灯，可与摄像机一体化设计,以矩形激光标示摄像机的视场范围；辅助照明灯采用LED光源，插接于智能安全帽本体前部，为摄像机视场提供辅助照明；环境光传感器可采用基于IC的单片光电二极管、光敏电阻或光电晶体管等光敏元件，封装插接于智能安全帽本体前部，自动控制辅助照明灯开和关；麦克风、耳机为一体式结构，插接于智能安全帽本体另一侧，高灵敏、定向拾音和放音；智能安全帽微控制器，插接于智能安全帽本体后部，支持智能安全帽系统的自动控制、作业人员的现场地理位置信息采集；微控制器为ARM处理器，如TI的Cortex-A15处理器AM5K2Ex，TI的Cortex-A9处理器AM437x，SAMSUNG的Cortex-A8处理器S5PV210。；电源采用可充电锂电池组，可与智能安全帽微控制器一体化设计，为智能安全帽系统供电。本实施例中，帽本体的上下左右都固定有燕尾形安装插槽4，摄像机、照明灯、麦克风、耳机和微控制器底部都固定有与安装插槽形状相配合的固定插板，摄像机通过固定插板与安装插槽的插接固定在帽本体一侧，照明灯通过固定插板与安装插槽的插接固定在帽本体的前部，麦克风和耳机的一体式结构通过固定插板与安装插槽的插接固定在帽本体上，微控制器通过固定插板与安装插槽的插接固定在所述帽本体的后部。现场视频及音频信号实时编码存储，通过开关实现启、停，开关具备手动和语音控制智能动作，开关的智能动作，通过智能安全帽微控制器控制实现；现场视频及音频信号，可按智能安全帽微控制器的程控预置，智能分段循环存储于安全帽微控制器的扩展存储器中；卫星定位器可支持GPS(Global Positioning System，全球定位系统)或BDS(BeiDouNavigation Satellite System，北斗卫星导航系统)。

如图13所示，摄像机5含有实现其变焦的第一变焦电机6，用以在手动开关的驱动下改变摄像机的焦距；激光标示器7含有实现其变焦的第二变焦电机8，用以受控于微控制器改变其焦距，实现激光标示成像角与摄像机视场角成像同步拟合；第一变焦电机6和第二变焦电机8都与微控制器通信连接，微控制器用以将获取的摄像机变焦信号根据下式转成激光标示器的变焦信号发送给第二变焦电机，如图14所示，驱动第二变焦电机实现激光标示成像角与摄像机视场角的智能同步，即摄像视场与光标成像同步拟合，达到摄制图像所得即所见的目的。

其中V_a是摄像机透镜组9与CCD之间的距离，单位为毫米；V_b是激光标识器透镜10与激光灯的距离，单位为毫米；S_a是CCD对角线的长度，单位为毫米；S_b是矩形激光灯对角线的长度，单位为毫米；F_a是摄像机透镜组9的等效焦距，单位为毫米；F_b是激光标识器透镜10的焦距，单位为毫米。

本发明在实施时，现场监护人及施工人员均配备智能安全帽，开启各模块后，监护人可以通过PDA全面监察施工人员的作业，并通过智能安全帽的对讲系统，实时管控施工人员的标准化作业过程；施工人员可以，(1)摄取并传送作业视场的实时清晰图像；(2)通过卫星定位及后台电力GIS，获得预先安全告警；(3)通过智能安全帽的对讲系统，获得监护人对当前作业步骤的安全提示和关键工艺提示；从而充分保障了现场标准化作业“安全、质量、效率”三要素管控的“落地”。

本实施例智能安全帽的数据采集方法，按以下步骤进行，

㈠打开电源，接通摄像机、激光标示器、照明灯、环境光传感器、麦克风、耳机和微控制器，手动开关控制摄像机进行变焦，并将摄像机变焦数字信号发送至微控制器；

㈡如图15所示，设定摄像机与矩形激光标识器的宽高比相同，且平行排列，根据等效透镜通过透镜中心的光线方向不变原则，及等角直角三角形关系：

得到

式(1)中：

H_a为摄像机视场对角线的长度，单位：毫米；

U_a为物距，即被摄物体与摄像机透镜组之间的距离，单位：毫米；

S_a为CCD对角线的长度，单位：毫米；

V_a为像距，即摄像机透镜组与CCD之间的距离，单位：毫米；

根据透镜成像公式：

得到

式(2)中：

F_a为焦距，即摄像机透镜组的等效焦距，单位：毫米；

U_a为物距，即被摄物体与摄像机透镜组之间的距离，单位：毫米；

V_a为像距，即摄像机透镜组与CCD之间的距离，单位：毫米；

将式(2)代入式(1)，得

同理，得

式(3)和式(4)中：

H_b为激光标识成像对角线的长度，单位：毫米；

S_a是CCD对角线的长度，单位为毫米，S_b是矩形激光灯对角线的长度，单位为毫米，且设定矩形激光灯源高宽比与摄像机CCD的高宽比一致；

F_b为焦距，即激光标识器透镜的焦距，单位：毫米；

V_b为像距，即激光标识器透镜与激光灯的距离，单位：毫米；

由V_a变化后H_a与H_b应同步拟合，即H_a＝H_b，合并式(3)和式(4)，得：

变换上式，得

S_a*F_a*V_b-S_a*F_a*F_b＝S_b*F_b*V_a-S_b*F_b*Fa

㈢根据步骤㈡的计算结果，微控制器发出激光标示器变焦数字信号，驱动激光标示器变焦电机使激光标示器变焦，达到激光标示成像角与摄像机视场角的智能同步，实现光标成像与摄像机视场边缘拟合，摄制图像所得即所见；

㈣现场视频及音频信号进行实时编码存储在微控制器的存储器或扩展存储器中。

本实施例的工作服，如图16和图17所示，包括连体式结构服装本体以及设置在服装本体上的线缆通道、主机袋3A、智能电池袋4A、智能专用移动终端袋1A、个人工具袋2A、近电传感器袋12A、体征传感器锁扣和和柔性太阳能电池(组)锁扣13A，服装本体，为连体式结构，服装号型参照国家标准《服装号型男子(GB/T 1335.1-2008)》和《服装号型女子(GB/T1335.2-2008)》标准执行；线缆通道缝制于服装本体外表，呈星形布局，用以布放主机至各传感的线缆；所述线缆通道为全内埋式拉锁结构，如图18所示，宽度30±5mm，各段线缆通道的两端均为开放结构；线缆通道在服装双侧肩部、肘部、胯部及膝部均设有半径为25±5mm的半圆形线缆伸缩区5A，如图19所示，线缆6A可通过半圆形线缆伸缩区5A伸缩；在线缆通道内每隔100±5mm设置一个固线扣，半圆形线缆伸缩区5A的两个端点各设置一个固线扣。

主机袋3A的结构如图20所示，主机袋3A缝制于服装本体的上体后中部一侧，用于放置电力可穿戴智能装备主机；主机袋3A为矩形立体结构，其上口通过尼龙搭扣的袋盖封闭，尼龙搭扣包括尼龙搭扣钩面7A和尼龙搭扣环面8A；主机袋3A上边及左右两侧留空均大于主机外壳10mm～15mm，主机袋高度(厚度)留空大于主机外壳10mm～15mm，主机袋与线缆通道接口处以及与智能电池袋接口处均预留10mm～15mm的穿线开口。柔性太阳能电池(组)锁扣13A缝制于服装本体的上体后上部，用于固定柔性太阳能电池(组)。

智能电池袋4A的结构如图21所示，智能电池袋4A缝制于服装本体的上体后中部另一侧，用于放置主电池和光伏智能蓄电池或备用电池；智能电池袋为并列双矩形立体结构，智能电池袋上口通过双尼龙搭扣的袋盖封闭，尼龙搭扣包括尼龙搭扣钩面7A和尼龙搭扣环面8A；智能电池袋4A上边及左右两侧留空均大于电池外壳10mm～15mm，高度(厚度)留空大于电池外壳10mm～15mm，智能电池袋与线缆通道接口处以及与主机袋接口处均预留10mm～15mm的穿线开口。

智能专用移动终端袋缝制于服装本体的上体前下部一侧，用于放置智能专用移动终端；智能专用移动终端袋为矩形立体结构，其上口通过尼龙搭扣的袋盖封闭，智能专用移动终端袋上边及左右两侧留空均大于智能专用移动终端外壳10mm～15mm，智能专用移动终端袋高度留空大于智能专用移动终端外壳10mm～15mm，智能专用移动终端袋与线缆通道接口处以及与个人工具袋接口处均预留10mm～15mm的穿线开口。

个人工具袋缝制于服装本体的上体前下部另一侧，用于放置常规个人工具；个人工具袋为矩形立体结构，其上口通过尼龙搭扣的袋盖封闭，个人工具袋与线缆通道接口处以及与智能专用移动终端袋接口处均预留10mm～15mm的穿线开口。

近电传感器袋12A缝制于服装本体的两衣袖的外肘部与袖口外侧以及两裤腿的膝部与裤脚口外侧，用于放置近电传感器；近电传感器袋为矩形立体结构，其上口通过尼龙搭扣的袋盖封闭，近电传感器袋上边及左右两侧留空均大于近电传感器外壳5mm～10mm，高度(厚度)留空大于近电传感器外壳5mm～10mm，近电传感器袋与线缆通道接口处预留5mm～10mm的穿线开口。

服装本体的袖口结构如图22所示，袖口为双层设计，在距外层袖口120±2mm的内侧缝制内袖，所述内袖从外至内由长60±2mm弹力面料内袖9A与长40±2mm涤棉混纺面料内袖10A组成，在弹力面料内袖内侧对称缝制两个体征传感器锁扣。

本发明在实施时，

㈠服装面料选择：

非带电工作服装面料可选用全棉纱卡，其特点：

⑴纹路清晰，布面光洁厚实，不易褪色、抗起球、尺寸稳定、抗磨耐洗、吸湿透气，不易产生静电，对皮肤亲和力佳。

⑵成份：100％棉。

⑶工艺：丝光烧毛，防缩大机轧染、全工艺环保染色。

带电工作服装面料，可选用EVA(乙烯—醋酸乙烯酯)，满足《10kV带电作业用绝缘服装(DL/T 1125-2009)》标准。

㈡服装号型划：

工作服装号型划分，参照《服装号型男子(GB/T 1335.1-2008)》和《服装号型女子(GB/T 1335.2-2008)》标准执行。

㈢工艺及成型：

服装本体的各裁剪片应平整、均匀、无小孔、局部隆起、夹杂异物、折缝、空隙等，接合部位应采取无缝制作方式；

㈣通道及智能设备袋(扣)缝制。

工作服的综合布线方法，按以下步骤进行：

㈠打开线缆通道的拉锁，布设线缆，线缆包括具有屏蔽功能的电源线及信号线，在设有线缆伸缩区的位置，沿线缆伸缩区外侧弧布线，顺次扣好固线扣，关闭拉锁；其中，线缆布放的次序为：

⑴主机袋至主智能电池袋；

⑵主机袋至光伏智能蓄电池或备用电池；

⑶主机袋至左肘部近电传感器袋、左袖口近电传感器袋及左袖口体征传感器扣锁；

⑷主机袋至右肘部近电传感器袋、右袖口近电传感器袋及右袖口体征传感器扣锁；

⑸主机袋至左膝部近电传感器袋及与左裤脚口近电传感器袋；

⑹主机袋至右膝部近电传感器袋及与右裤脚口近电传感器袋；

⑺主机袋至智能安全帽线缆接口；

㈡线缆头分别连接主机、电池、传感器和智能专用移动终端，各设备放入相应袋内，扣好袋盖。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种电力现场作业可穿戴智能装备，包括智能安全帽、智能传感系统、智能穿戴主机、穿戴装备智能供电系统、便携式电力现场作业组合终端和智能装备工作服；所述智能穿戴主机设有主机处理器，所述智能传感系统、便携式电力现场作业组合终端和智能安全帽都与所述智能穿戴主机通信连接；所述智能安全帽用以基本防护及现场影音输入和输出智能管控；所述智能传感系统用以肢体可突出部分的近电传感和人体体征传感；所述智能穿戴主机用以全系统管控；所述穿戴装备智能供电系统用以穿戴式光伏电源智能接入和穿戴装备智能供电自愈；所述便携式电力现场作业组合终端用以电力作业信息的现场自动化输入和输出；所述智能装备工作服用以电力作业基本防护、穿戴装备的设备和一般个人工具的穿戴式承载；其特征在于：

所述智能安全帽包括帽本体、摄像机、激光标示器、照明灯、环境光传感器、麦克风、耳机、微控制器和电源，所述摄像机固定在所述帽本体的一侧，用以采集作业的视场影像；所述激光标示器平行固定在所述摄像机的附近，用以通过矩形激光标示摄像机的视场范围；所述麦克风和耳机固定在所述帽本体的另一侧，用以拾音和放音；所述照明灯固定在所述帽本体的前部，用以为摄像机视场提供辅助照明；所述环境光传感器固定在所述帽本体的前部，并通过所述微控制器与所述照明灯的开关连接，用以自动控制辅助照明灯的开启和关闭；所述微控制器固定在所述帽本体的后部，其具有集成的扩展存储器、卫星定位器和接口，用以智能管理摄像机、激光标示器、麦克风和耳机以及作业人员的现场地理位置信息；所述电源固定在所述帽本体的后部，用以为摄像机、激光标示器、照明灯、环境光传感器、麦克风、耳机和微控制器供电；

所述摄像机含有实现其变焦的第一变焦电机，用以在手动开关的驱动下改变所述摄像机的焦距；所述激光标示器含有实现其变焦的第二变焦电机，用以受控于所述微控制器改变其焦距，实现激光标示成像角与摄像机视场角成像同步拟合；所述第一变焦电机和第二变焦电机都与所述微控制器通信连接，所述微控制器用以将获取的摄像机变焦信号根据下式转成激光标示器的变焦信号发送给所述第二变焦电机：

其中V_a是摄像机透镜组与CCD之间的距离，单位为毫米；V_b是激光标识器透镜与激光灯的距离，单位为毫米；S_a是CCD对角线的长度，单位为毫米；S_b是矩形激光灯对角线的长度，单位为毫米；F_a是摄像机透镜组的等效焦距，单位为毫米；F_b是激光标识器透镜的焦距，单位为毫米；

所述穿戴装备智能供电系统包括光伏电源单元、主电池单元和智能电池单元，所述智能电池单元分为为各智能设备供电的相应智能电池单元以及为智能穿戴主机供电的智能电池单元；所述光伏电源单元的电能输入为光伏电能接入与市电电能接入，其电能输出通过电力线与各智能电池单元的电能输入连接；所述主电池单元的电能输入为市电电能接入，其电能输出通过电力线与各智能电池单元的电能输入连接；所述光伏电源单元包括一个光伏电池组、一个稳压模块、一个输入开关、一个输出开关、一个电池开关、一个电池芯片处理器、一个蓄电池、一个调压模块和一个通信接口，所述输入开关、输出开关和电池开关都是场效应管，所述稳压模块为通用的二级管稳压电路，所述光伏电池产生的电能输出至所述稳压模块，经所述稳压模块稳压后与所述市电电能接入的电能一起连接至所述输入开关的源极，所述输入开关、输出开关和电池开关的漏极连接在一起，所述输入开关、输出开关和电池开关的栅极分别接至所述电池芯片处理器的3个开关控制指令输出端，所述输出开关的源极通过所述调压模块调压后接至各智能电池单元的电能输入端，所述电池开关的源极接所述蓄电池的电能输入端，所述蓄电池的电池状态数据输出端接所述电池芯片处理器的电池状态数据输入端，所述电池芯片处理器的电池状态数据输出端通过数据总线连接所述通信接口，由所述通信接口将电池状态数据输出至所述智能穿戴主机的主机处理器；所述主电池单元包括一个输入开关、一个输出开关、一个电池开关、一个电池芯片处理器、一个本地电池、一个调压模块和一个通信接口，所述输入开关、输出开关和电池开关都是场效应管，市电电能接入的电能连接至所述输入开关的源极，所述输入开关、输出开关和电池开关的漏极连接在一起，所述输入开关、输出开关和电池开关的栅极分别接至所述电池芯片处理器的3个开关控制指令输出端，所述输出开关的源极通过所述调压模块调压后接至各智能电池单元的电能输入端，所述电池开关的源极接所述本地电池的电能输入端，所述本地电池的电池状态数据输出端接所述电池芯片处理器的电池状态数据输入端，所述电池芯片处理器的电池状态数据输出端通过数据总线连接所述通信接口，由所述通信接口将电池状态数据输出至所述智能穿戴主机的主机处理器；所述智能电池单元包括一个输入开关、一个负载开关、一个电池开关、一个电池芯片处理器、一个本地电池和一个通信接口，所述输入开关、负载开关和电池开关都是场效应管，所述输入开关的源极连接所述光伏电源单元和所述主电池单元的电能输出，所述输入开关、负载开关和电池开关的漏极连接在一起，所述输入开关、负载开关和电池开关的栅极分别接至所述电池芯片处理器的3个开关控制指令输出端，所述负载开关的源极接相应智能设备的电能输入端，所述电池开关的源极接相应本地电池的电能输入端，所述本地电池的电池状态数据输出端接所述电池芯片处理器的电池状态数据输入端，所述电池芯片处理器的电池状态数据输出端通过数据总线连接所述通信接口，由所述通信接口将电池状态数据输出至所述智能穿戴主机的主机处理器；

所述智能装备工作服包括连体式结构服装本体以及设置在服装本体上的线缆通道、主机袋、智能电池袋、智能专用移动终端袋、个人工具袋、近电传感器袋、体征传感器锁扣和柔性太阳能电池锁扣；所述线缆通道缝制于服装本体外表，呈星形布局，即线缆通道以主机袋为原点，呈星形拓扑结构布局，用以布放主机至各传感的线缆；所述线缆通道为全内埋式拉锁结构，宽度30±5mm，各段线缆通道的两端均为开放结构；所述线缆通道在服装双侧肩部、肘部、胯部及膝部均设有半径为25±5mm的半圆形线缆伸缩区；所述线缆通道内每隔100±5mm设置一个固线扣，所述半圆形线缆伸缩区的两个端点各设置一个固线扣；所述主机袋缝制于服装本体的上体后中部一侧，用于放置电力可穿戴智能装备主机；所述智能电池袋缝制于服装本体的上体后中部另一侧，用于放置主电池和光伏智能蓄电池或备用电池；所述智能专用移动终端袋缝制于服装本体的上体前下部一侧，用于放置智能专用移动终端；所述个人工具袋缝制于服装本体的上体前下部另一侧，用于放置常规个人工具；所述近电传感器袋缝制于服装本体的两衣袖的外肘部与袖口外侧以及两裤腿的膝部与裤脚口外侧，用于放置近电传感器；所述体征传感器锁扣缝制于服装本体的两衣袖的袖口内侧，用于固定体征传感器；所述柔性太阳能电池锁扣缝制于服装本体的上体后上部，用于固定柔性太阳能电池；

所述智能传感系统由智能体征传感器和智能近电传感器组成，所述智能体征传感器固定于所述智能装备工作服一侧袖口的传感器锁扣上，用以采集并发送心率体征实时信息至所述主机处理器；所述智能近电传感器分别安装于所述智能装备工作服的两袖口、两肘部、两膝部及两裤脚口，用以实时感应电能并发送感应电能的实时量信息至所述主机处理器；

所述便携式电力现场作业组合终端由手持终端主机、电能质量测量分机、条码识读分机、RFID读写分机、远红外收发分机、IC卡读写分机和微型打印分机组成，各分机为有独立电源的单一输入或输出功能设备，通过近场通讯技术与所述主机处理器通信连接。

2.如权利要求1所述的电力现场作业可穿戴智能装备，其特征在于：所述智能体征传感器为Nike公司的Fuelband SE产品或Fitbit公司的Force产品或Jawbone公司的UP2产品；所述智能近电传感器为在微软公司的yjm产品或特力康公司的TLKS-PLSB产品的基础上，加装设备ID编码发生模块。

3.如权利要求1所述的电力现场作业可穿戴智能装备，其特征在于：所述主机处理器为AMR系统处理器；所述电池芯片处理器为美国美信集成产品公司相应产品，具体为DS278x系列、MAX187x系列、MAX860x或MAX856x系列。

4.如权利要求1所述的电力现场作业可穿戴智能装备，其特征在于：所述摄像机采用微型高清CCD，所述激光标示器采用微型矩形激光灯，所述照明灯采用LED光源，所述环境光传感器采用基于IC的光电二极管、光敏电阻或光电晶体管；

所述帽本体的上下左右都固定有燕尾形安装插槽，所述摄像机、照明灯、麦克风、耳机和微控制器底部都固定有与所述安装插槽形状相配合的固定插板，所述摄像机通过固定插板与安装插槽的插接固定在帽本体一侧，所述照明灯通过固定插板与安装插槽的插接固定在帽本体的前部，所述麦克风和耳机通过固定插板与安装插槽的插接固定在所述帽本体的另一侧，所述微控制器通过固定插板与安装插槽的插接固定在所述帽本体的后部；

所述麦克风和耳机为一体式结构，所述麦克风和耳机的一体式结构通过所述固定插板与安装插槽的插接固定在所述帽本体上；

所述微控制器为ARM系列处理器，所述ARM系列处理器为TI的Cortex-A15处理器AM5K2Ex、TI的Cortex-A9处理器AM437x或SAMSUNG的Cortex-A8处理器S5PV210；

所述摄像机固定在所述帽本体的右侧，所述麦克风和耳机固定在所述帽本体的左侧。

5.如权利要求1所述的电力现场作业可穿戴智能装备，其特征在于：所述服装本体的袖口为双层设计，在距外层袖口120±2mm的内侧缝制内袖，所述内袖从外至内由长60±2mm弹力面料内袖与长40±2mm涤棉混纺面料内袖组成，在弹力面料内袖内侧对称缝制两个体征传感器锁扣；

所述主机袋为矩形立体结构，其上口通过尼龙搭扣的袋盖封闭，主机袋上边及左右两侧留空均大于主机外壳10mm～15mm，主机袋高度留空大于主机外壳10mm～15mm，主机袋与线缆通道接口处以及与智能电池袋接口处均预留10mm～15mm的穿线开口；

所述智能电池袋为并列双矩形立体结构，其上口通过双尼龙搭扣的袋盖封闭，智能电池袋上边及左右两侧留空均大于电池外壳10mm～15mm，高度留空大于电池外壳10mm～15mm，智能电池袋与线缆通道接口处以及与所述主机袋接口处均预留10mm～15mm的穿线开口；

所述智能专用移动终端袋为矩形立体结构，其上口通过尼龙搭扣的袋盖封闭，智能专用移动终端袋上边及左右两侧留空均大于智能专用移动终端外壳10mm～15mm，智能专用移动终端袋高度留空大于智能专用移动终端外壳10mm～15mm，智能专用移动终端袋与线缆通道接口处以及与个人工具袋接口处均预留10mm～15mm的穿线开口；

所述个人工具袋为矩形立体结构，其上口通过尼龙搭扣的袋盖封闭，个人工具袋与线缆通道接口处以及与智能专用移动终端袋接口处均预留10mm～15mm的穿线开口；

所述近电传感器袋为矩形立体结构，其上口通过尼龙搭扣的袋盖封闭，近电传感器袋上边及左右两侧留空均大于近电传感器外壳5mm～10mm，高度或厚度留空大于近电传感器外壳5mm～10mm，近电传感器袋与线缆通道接口处预留5mm～10mm的穿线开口。

6.如权利要求1所述的电力现场作业可穿戴智能装备，其特征在于：所述手持终端主机包括PDA处理器、电能质量测量单元、条码识读单元、RFID读写单元、远红外收发单元、IC卡读写单元、影像单元、语音单元、卫星定位单元、打印机单元、智能电池单元、PDA蓝牙单元和3G/4G单元；所述PDA处理器为Intel公司的XScale系列处理器，型号包括PXA260、PXA265或PXA310，用以PDA的数据输入与输出控制、数据处理、数据存储、设备协调及接口管理；所述PDA蓝牙单元主芯片为挪威Nordic Semiconductor公司的nRF51822或nRF51422，用以实现近程宽带通讯；所述3G/4G单元主芯片为美国Marvell公司的PXA1928或PXA1936，用以实现远程宽带通讯。

7.用于权利要求1所述电力现场作业可穿戴智能装备的穿戴装备智能供电系统的控制方法，其特征在于：所述智能穿戴主机按分布式电力调度方法和供电网络异动重构方法，实时分析判断各智能电池单元的运行状态，自动向相关智能电池单元发出开关控制指令，控制其电池芯片处理器中的输入开关、电池开关和负载开关的状态组合，智能实现下表所示的可穿戴智能装备供电系统的高可靠运行模式；

上表中，“●”—导通；“○”—断开；“-”—任意；

其中，所述分布式电力调度方法具体按以下步骤进行：

㈠采集光伏电源单元、主电池单元以及各智能电池单元的状态数据，包括电量、电压、电流和温度；

㈡判断光伏电源单元、主电池单元以及各智能电池单元是否正常工作，若是，则进入下一步骤，若否，则进入供电网络异动重构；

㈢主电池单元以及各智能电池单元的电量大于90％时，相应智能电池单元自身向本地负载供电；

㈣主电池单元以及各智能电池单元的电量低于90％时，主电池单元向电量低于90％的智能电池单元充电，若主电池单元电量低于10％时，切换由光伏电源单元向电量低于90％的智能电池单元充电；

㈤当光伏电源单元与主电池单元电量均低于10％时，则更换主电池单元或接入市电充电；

㈥当前唯一可向智能穿戴主机供电的电池的电量低于5％时，则智能穿戴主机自动关闭；

所述供电网络异动重构方法具体按以下步骤进行：

⑴采集光伏电源单元、主电池单元以及各智能电池单元的状态数据，包括电量、电压、电流和温度，判断光伏电源单元、主电池单元以及各智能电池单元是否存在供电异动，若是，则进入下一步骤，若否，则直接进入步骤⑷，所述供电异动包括各智能电池单元内部故障的自动开断以及主电池单元的热插拔更换；

⑵发出异动警告，并显示存在供电异动的电池的状态和实际电量值；

⑶当各智能电池单元向本地负载供电出现异动时，实时智能接通该电源点智能电池单元的“输入开关”以及断开“电池开关”，启动重构指令，并按下表进行分布电池异动状态及重构：

其中，“√”—正常；“×”—故障；“━”—任意；

⑷判断智能穿戴主机是否关机，若是，则结束，若否，则返回步骤⑴；

所述本地供电工作模式为：本地负载用电完全依赖本地的电池提供，本地电源不对外供电，本模式适用于各智能电池单元；

所述充电模式为：本地电源点的电池电量低于阀值时，实时接入可穿戴智能装备其他电源点的冗余电能或市电电能，本地电池充电，无论本地负载是否处于“休眠”，本模式适用于除光伏电源单元外的各智能电池单元和主电池单元，所述阀值取电池额定容量的10％～20％；

所述充满模式为：本地电池电量已充达标称电量，断开电池开关，防止本地电池过充电，若负载开关接通，则直接由外部输入电能供电，本模式适用光伏电源单元、主电池单元及各智能电池单元；

所述工作异动模式为：本地电池出现内部故障或异动离线，本地负载用电完全依赖可穿戴智能装备其他电源点的冗余电能接入，本模式适用于智能主电池单元和各智能电池单元。

8.用于权利要求1所述电力现场作业可穿戴智能装备的智能安全帽的数据采集方法，其特征在于：按以下步骤进行，

㈠打开电源，接通摄像机、激光标示器、照明灯、环境光传感器、麦克风、耳机和微控制器，手动开关控制摄像机进行变焦，并将摄像机变焦数字信号发送至微控制器；

㈡设定摄像机与矩形激光标识器的宽高比相同，且平行排列，根据等效透镜通过透镜中心的光线方向不变原则，及等角直角三角形关系：

得到

式(1)中：

H_a为摄像机视场对角线的长度，单位：毫米；

U_a为物距，即被摄物体与摄像机透镜组之间的距离，单位：毫米；

S_a为CCD对角线的长度，单位：毫米；

V_a为像距，即摄像机透镜组与CCD之间的距离，单位：毫米；

根据透镜成像公式：

得到

式(2)中：

F_a为焦距，即摄像机透镜组的等效焦距，单位：毫米；

U_a为物距，即被摄物体与摄像机透镜组之间的距离，单位：毫米；

V_a为像距，即摄像机透镜组与CCD之间的距离，单位：毫米；

将式(2)代入式(1)，得

同理，得

式(3)和式(4)中：

H_b为激光标识成像对角线的长度，单位：毫米；

S_a是CCD对角线的长度，单位为毫米，S_b是矩形激光灯对角线的长度，单位为毫米，且设定矩形激光灯源高宽比与摄像机CCD的高宽比一致；

F_b为焦距，即激光标识器透镜的焦距，单位：毫米；

V_b为像距，即激光标识器透镜与激光灯的距离，单位：毫米；

由V_a变化后H_a与H_b应同步拟合，即H_a＝H_b，合并式(3)和式(4)，得：

变换上式，得

S_a*F_a*V_b-S_a*F_a*F_b＝S_b*F_b*V_a-S_b*F_b*F_a

㈢根据步骤㈡的计算结果，微控制器发出激光标示器变焦数字信号，驱动激光标示器变焦电机使激光标示器变焦，达到激光标示成像角与摄像机视场角的智能同步，实现激光标示成像与摄像机视场边缘拟合，摄制图像所得即所见；

㈣现场视频及音频信号进行实时编码存储在微控制器的存储器或扩展存储器中。

9.用于权利要求1所述电力现场作业可穿戴智能装备的工作服的综合布线方法，其特征在于：按以下步骤进行：

㈠打开线缆通道的拉锁，布设线缆，线缆包括具有屏蔽功能的电源线及信号线，在设有线缆伸缩区的位置，沿线缆伸缩区外侧弧布线，顺次扣好固线扣，关闭拉锁；其中，线缆布放的次序为：

⑴主机袋至主电池袋；

⑵主机袋至光伏智能蓄电池或备用电池；

⑶主机袋至左肘部近电传感器袋、左袖口近电传感器袋及左袖口体征传感器扣锁；

⑷主机袋至右肘部近电传感器袋、右袖口近电传感器袋及右袖口体征传感器扣锁；

⑸主机袋至左膝部近电传感器袋及与左裤脚口近电传感器袋；

⑹主机袋至右膝部近电传感器袋及与右裤脚口近电传感器袋；

⑺主机袋至智能安全帽线缆接口；

㈡线缆头分别连接主机、电池、传感器和智能专用移动终端，各设备放入相应袋内，扣好袋盖。