CN105929807B - 一种带电作业工器具智能库房管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带电作业工器具智能库房管理系统，包括库房监控系统和通信连接并控制库房监控系统的集中控制系统；库房管理系统包括工器具监测单元，工器具监测单元包括：用于存储工器具身份信息的电子标签和能够检测到电子标签并识别电子标签存储信息的探头，电子标签设置在工器具上，探头设置在工器具放置位处，电子标签与探头一一对应；探头通过外部通信接口通信连接集中控制系统。本发明管理系统，可以对某一个或多个电站或供电所的工具柜内的工器具进行单独、有效、精确地管理和监控，以及工具柜环境的智能检测、调节，智能化程度高，可靠性高，极大地减轻电力操作人员的工作负担，能够在实际使用中，保障工器具安全、规范管理，继而保证工作人员施工安全。

Description

一种带电作业工器具智能库房管理系统

技术领域

本发明涉及安全工器具安全柜的管理、监控或控制装置，特别涉及带电作业工器具智能库房管理系统。

背景技术

在我国电力行业中，广泛使用绝缘工具进行带电操作和作业，绝缘工具对存放环境有着严格的要求，它要求存放工具的库房相对湿度小于60％，最高温度不能超过40℃。如果存放环境条件下不能满足规定要求，极易造成工具受潮、性能下降等安全隐患，将严重危及检修操作人员的声明安全。国家质量技术监督总局也明确了对绝缘操作工具、带电作业工具和绝缘防护工具的配套管理、使用，提出了严格的要求，并相应的出台了GB/T 18037-2000《带电作业工具技术要求与设计导则》，以及电力部门出台了DL/T 974-2005《带电作业用工具库房》等指导性文件。因此，加强安全带电作业工器具贮存条件和管理，提供一个温湿度相对稳定、取用方便的小环境，以达到绝缘工具防潮、防损、防尘的效果，确保绝缘带电作业工器具的使用安全尤为重要。智能安全工器具柜以及智能库房系统等基本解决了上述问题，满足了上述规范化、标准化的应用要求。

然而，不管是智能工具柜还是智能库房，在工具智能识别上都存在很多问题，要么准确性差，实用性差，要么使用不便捷。例如，当前行业内使用的较多、较为成熟的是红外对射式检测方法，只能判断某一个固定设备存在位置是否有工具，而无法识别是什么设备。现有技术中也有通过在库房门口安装超高频读卡器，在工具上贴超高频电子标签，进出门时只需要通过检测接收电子标签的红外线进行管理，这种方案准确性较差，多个设备同时进出时容易出现问题，同时读卡器很难判断检测到的经过门口的工具是出库还是入库，因此实用性并不高。条码系统也有一定应用但是系统复杂，使用不便。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种带电作业工器具智能库房管理系统，能够唯一识别工器具身份，实现工器具库房内工器具离位、归位的精确检测。

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：

一种带电作业工器具智能库房管理系统，包括库房监控系统和通信连接并控制库房监控系统的集中控制系统；库房管理系统包括工器具监测单元，工器具监测单元包括：用于存储工器具身份信息的电子标签和能够检测到电子标签并识别电子标签存储信息的探头，电子标签设置在工器具上，探头设置在工器具放置位处，电子标签与探头一一对应；探头通过外部通信接口通信连接集中控制系统。

更进一步的，所述电子标签为RFID电子标签，所述探头为RFID读卡器；还包括夹子，夹子的夹柄内设有用于设置RFID读卡器的空腔，空腔口处设有可拆卸的扣盖，夹柄表面设有连通至空腔内的引线孔；夹子上还设有用于装置指示灯的安置孔。

更进一步的，还包括能够被所述探头识别的用户电子标签。

更进一步的，所述集中控制系统包括集中控制服务器以及通信连接集中控制服务器的操作台显示屏以及操作台电子标签读卡器，集中控制服务器连接有不间断电源；所述工器具监测单元的探头与集中控制服务器通信连接，集中控制服务器上接收的数据在集中控制服务器中的关系数据库中存储并进行处理。

更进一步的，所述库房监控系统还包括输入监测单元、控制输出单元、门禁识别单元、提示报警单元、视频监控单元以及辅助显示单元；工器具监测单元、输入监测单元、控制输出单元、门禁识别单元、提示报警单元、视频监控单元以及辅助显示单元均通过敷设的RS485总线连接串口服务器，经网络交换机连接所述集中控制服务器，使集中控制服务器通过TCP/IP网络连接控制库房监控系统各个单元部分。

更进一步的，所述输入监测单元包括设置在库房智能工具柜内部和/或外部的温度传感器和湿度传感器，还包括库房内的火灾传感器、车辆监控器以及电动卷门感应器，控制输出单元包括加热器、风扇和空调机；温度传感器、湿度传感器、火灾传感器、车辆监控器以及电动卷门感应器均通过RS485总线通信连接至集中控制服务器；加热器、风扇和空调机通过RS485总线通信连接至集中控制服务器。

更进一步的，提示报警单元包括光电报警模块、声音报警模块以及短信报警模块，光电报警模块包括通过RS485总线通信连接至集中控制服务器的指示灯，声音报警模块包括通过RS485总线通信连接至集中控制服务器的扬声器，短信报警模块通信连接至集中控制服务器。

更进一步的，门禁识别单元包括设置在智能工具柜库房和/或智能工具柜柜门上的电控锁，电控锁上连接有控制电控锁打开或关闭的门禁读卡器，门禁读卡器配置门禁卡。

更进一步的，所述辅助显示单元包括显示屏，显示屏提供TCP/IP方式接口与集中控制服务器通信连接，获取整个集中控制系统收发的信息。

更进一步的，还包括远程控制系统，远程控制系统包括远程服务器，远程服务器的一端通信连接到集中控制服务器，另一端设置防火墙后连接到局域网内电脑。

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

本发明管理系统，可以对某一个或多个电站或供电所的工具柜内的工器具进行单独、有效、精确地管理和监控，以及工具柜环境的智能检测、调节，智能化程度高，可靠性高，极大地减轻电力操作人员的工作负担，能够在实际使用中，保障工器具安全、规范管理，继而保证工作人员施工安全。并且远程控制安全性高，管理方便。

附图说明

图1是本发明带电作业工器具智能库房管理系统工器具监测单元结构图；

图2是本发明带电作业工器具智能库房管理系统结构示意图；

图3是本发明在识别工器具离位时的流程框图；

图4是本发明在识别工器具归位时的流程框图；

图5是本发明夹子的结构示意图；

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明，以助于理解本发明的内容。

如图1-2所示，一种带电作业工器具智能库房管理系统，包括库房监控系统和通信连接并控制库房监控系统的集中控制系统；库房管理系统包括设置在工具柜100或货架上的工器具监测单元，工器具监测单元包括：用于存储工器具身份信息的电子标签101和能够检测到电子标签101并识别电子标签101存储信息的探头102，电子标签101设置在工器具103上，探头102设置在工器具放置位104处，所述电子标签101为RFID电子标签，所述探头102为RFID读卡器，电子标签101与探头102一一对应；探头102通过外部通信接口通信连接集中控制系统，以将检测到的信息传送到集中控制系统存储并显示出来便于工作人员查询与了解工器具情况。

每个工器具103上设置一个存储该工器具身份信息的电子标签101，电子标签101中的芯片中存储有其对应的工器具103的名称(或编号)、规格、型号、投入使用日期、下次试验日期等等身份信息，每个工器具放置位104处设有一个探头102，可以使电子标签101位置尽量贴近探头102便于探头102感应电子标签101的准确性；如此工人借用工器具103时，只要拿起了某个工器具103，探头102就会检测到对应的电子标签101离位，并且从电子标签101本身储存的信息知道离位工器具103的类型、编号等，以实现对工器具全生命周期的跟踪和控制；工器具103归位时，探头102检测到电子标签101无线信号，并读取电子标签101上的信息，确定是否是该工器具放置位104处的工器具，其身份信息对应则确定该工器具归位，实现智能检测每件工具器是否在工具柜内。

并且，根据电力系统工器具相关要求，每种工具在工具柜或货架上存放方式都有严格要求，本发明可以根据实际使用情况，根据每种工器具103摆放情况在工器具放置处104的适合位置设置探头102，相应的电子标签101对应探头102位置来固定在工器具103上，使电子标签101在工器具103规范放置时候能够与探头102近距离无线通信接触，这样如果探头102能够检测到电子标签103，基本能够表示该工器具103在工器具放置位104的摆放符合规范标准；例如安全帽在柜体内正向放置帽舌正对柜门，则探头设置在安全帽放置位的后方，电子标签设置在安全帽的帽壳内后方位置与探头位置对应，则安全帽归位时要正确放置以使得探头检测到电子标签。

本发明进一步还包括用户电子标签(图中未标示)，用户电子标签内的芯片中存储有用户姓名、工作编号或岗位信息等用户身份信息；在工作人员借用库房内工具柜或货架上的工器具103时，探头102检测到工器具103上的电子标签101离位，会将离位信息发送到集中控制系统，此时需要工人在规定时间内将用户电子标签放置在探头102读卡位置识别，集中控制系统接收到信息则确定是何人借取该位置工器具103，集中控制系统可以将借取工器具信息，借取工作人员身份信息，日期等等存储并在相应的显示设备上显示出来；工器具103归位时，由于集中控制系统中有借取记录，则不需工作人员再次刷卡确认，只要探头102检测到工器具103上电子标签101身份信息则可确定工器具103归位，双重借取信息的检测确认，达到工器具智能、规范管理。如果规定时间内没有检测到用户电子标签，系统相应的提示报警单元会发处报警信息。

如图5所示的，本发明还包括夹子105，夹子105的夹柄106内设有空腔(图中未标示)，空腔口处设有可拆卸的扣盖107，空腔与扣盖类似于一般遥控器电池槽的结构，夹柄106表面设有连通至空腔内的引线孔108；夹子105上还设有用于装置指示灯的安置孔109；空腔内用于设置RFID读卡器，RFID读卡器的通信线路经引线孔108连接到集中控制系统，空腔的扣盖107设置在夹柄106的内表面，引线孔108设置在两夹柄106尾部内侧，这种隐蔽式的设计，美观且防护性好；RFID读卡器电连接检测指示灯用以显示RFID读卡器对电子标签的检测状态，检测指示灯装置在所述安置孔109中，安置孔109位于夹柄106外表面中部，显示位置明显且不妨碍夹子使用。

夹子夹柄106的末端外还可以设有预留孔110，预留孔110为辅助作用的安装孔，可以用来后期在某些设备上固定夹子105时使用，按照实际情况利用或不用。

对于一些不规则的工器具或者探头位置不适合固定的工器具，本发明提供上述夹子105，夹子空腔内装置RFID读卡器，RFID读卡器的通信线(通信弹簧线)一端固定在引线孔108，另一端连接至RS485总线网络，夹子105设置在工器具放置位104处，根据实际情况，夹子105可以通过弹簧线等固定使夹子105具有一定自由活动范围，这样对于例如绝缘杆或安全带等等工器具，尤其是安全带这类由于其形状原因导致放置时电子标签位置不固定的工器具，归位时候可以通过夹子105自由夹持在工器具电子标签101处，近距离检测，精确度高。

本发明电子标签采用13.56MHz高频RFID非接触式电子标签，其芯片内信息数据可以通过无线改写，修改和更新其身份信息，可重复使用，也方便管理。电子标签的样式可以根据工器具的类型不同适应性选择，达到方便管理的效果。

本发明申请人在专利号为“201220155011.3”的专利文件中公开了一种新型RFID身份识别电力工具柜，通过在工器具上设置电子标签并在柜体内设置一个RFID读卡器，如果工作人员取走工器具，RFID读卡器会检测到电子标签射频信号离开，确定有工器具离位；多个工器具同时离开或归位时易造成检测检测准确度降低，且无法得知是哪个工作人员取走的哪个工器具；现有技术中解决该问题的方法是在工具柜库房内设置摄像头检测，但是由于摄像头存在检测死角，且人员多时也难以做到清晰精确监控，最重要的是这种监控方法另需人工识别，不够智能化，可靠性也随之降低。

故而本发明的发明人摒弃上述需对工器具多方监控的技术方案，想到通过本发明技术方案实现工器具身份的唯一识别，以及全生命周期的检测和管理，探头一一对应工器具身份的电子标签，能够对不同类型的工器具单独、唯一、精确的监测管理，高标准、智能化地达到电力系统对工器具管理的规范。

进一步的，所述集中控制系统包括集中控制服务器200以及通信连接集中控制服务器200的操作台显示屏201以及操作台电子标签读卡器202，集中控制服务器200连接有不间断电源203；所述工器具监测单元的探头102与集中控制服务器200通信连接，集中控制服务器200上接收的数据在关系数据库204中存储并进行处理。

其中操作台电子标签读卡器202可以读取、识别工器具103上电子标签101以及用户电子标签内的信息，方便工器具103的借取、信息录入和查询；例如新的工器具103入库可以通过操作台电子标签读卡器202识别工器具103身份信息将其直接录入集中控制服务器200内工器具管理系统软件中；或者对工作人员的用户电子标签识别，查询其借取工器具记录等等，可大大降低人工录入出现的错误率，提高工作效率。

所述库房监控系统内的各监测单元(包括工器具监测单元)以及调控单元等均通过敷设的RS485总线207连接串口服务器206，经网络交换机205连接所述集中控制服务器200以实现库房监控系统各单元与集中控制服务器200的数据交换，使集中控制服务器200通过TCP/IP网络连接控制库房监控系统各个单元部分；本发明采用星型拓扑的TCP/IP结构，集中控制系统对控制库房监控系统各个单元部分灵活扩充和调整，速度快、稳定性高；库房监控系统采用RS485网络，兼容现有工业产品能力强，应用灵活。

如图3、4所示的，本发明系统在实施一个具体项目时，工器具数量是已知的，工器具摆放位置是已知的，给每个工器具放置位安装一个超高频RFID读卡器，并根据具体情况通过RS485总线把多个RFID读卡器连接起来，通过一个串口服务器连接到高速TCP/IP总线上，在通过一定的网络设备(如网络交换机、路由器以及网线等)把多个串口服务器与集中控制服务器通信连接。每个工器具粘贴或固定一个电子标签作为身份识别依据。针对每一个具体实施情况，这种基本信息是固定的。系统上电运行后，每个RFID读卡器实时读取其检测范围内工器具状态，而集中控制系统高速读取系统内每个RFID读卡器信息，从而综合判断工器具是否在位，位于哪个位置，什么时候离位的等等，还可以通过工器具管理软件或程序对离位、归位或归位失败的工器具信息进行标示。

所述库房监控系统的监测单元以及调控单元还包括：输入监测单元400、控制输出单元500、门禁识别单元600、提示报警单元700、视频监控单元800以及辅助显示单元900。其中：

所述输入监测单元400包括设置在库房智能工具柜内部和/或外部的温度传感器401和湿度传感器402，还包括库房内的火灾传感器403、车辆监控器404以及电动卷门感应器405，控制输出单元500包括加热器501、风扇502和空调机503等；温度传感器401、湿度传感器402、火灾传感器403、车辆监控器404以及电动卷门感应器405均通过输入控制器406经RS485总线207网络通信连接至集中控制服务器200；加热器501、风扇502和空调机503通过输出控制器504经RS485总线207网络通信连接至集中控制服务器200，其中，输出控制单元500设有连接空调的空调调控器模块(图中未标示)以保护控制，空调控制器模块根据空调型号或厂家不同有所调整。

集中控制服务器200根据设定的规则对柜体内部和/或外部的温湿度进行集中控制，温度传感器401和湿度传感器402将温湿度信息传送到集中控制服务器200中，依据设定规则启动或关闭智能工器具库房内的加热器501、风扇502或空调机503，从而实现温湿度控制。

例如集中控制服务器200收到检测信号表示湿度过高则发出除湿控制信号到空调机503和加热器501(辅助除湿)令其启动，防止柜体内工器具受潮而影响操作人员的安全使用，当集中控制服务器200收到检测信号表示湿度降至规定范围(预设定)内，则发出停止除湿信号到空调机503和加热器501令其关闭；同理，当集中控制服务器200接收到检测信号表示温度过高，则控制启动风扇502进行散热降温，当集中控制服务器200接收到检测信号表示温度过低则启动加热器适当升温。

温湿度控制规则可以是以下三种：

1、手动控制；通过电器控制柜旋钮控制，人工启动过关闭控制输出单元设备；2、智能控制；系统根据预设柜体内外参数值进行智能化控制，保持柜体内外温度相对稳定，无论春夏冬夏，控制系统智能化，不需人为管理；

3、区间控制；系统预先自由设定温湿度控制区间，自动启、闭控制输出单元，方便灵活。

集中控制服务器将全部监测点的温湿度数据存储在关系数据中，保证数据的安全和稳定，并随时读取，完成历史曲线绘制或报表。

库房内设有火灾传感器403用以监控房间内的火灾险情的发生，例如采用光电感烟探测器或红外光束感烟探测器等。

本发明还包括对施工车辆的监控，在施工车辆停放车库中适合位置安装所述车辆监控器404，本发明车辆监控器优选采用3对红外探头安装在车库适合位置多方位监控，可灵活拓展，用于监测车辆；当车辆进出库时都可以通过辅助显示单元显示一段时间的车辆进出库状态。同时车库等门口安装的电动卷门处设有电动卷门感应器405，进一步加强库房进出记录。

进一步的，库房监控系统还包括提示报警单元700，提示报警单元700包括光电报警模块701、声音报警模块702以及短信报警模块703，光电报警模块701包括通过输出控制器704经RS485总线207通信连接至集中控制服务器200的指示灯，声音报警模块702包括通过输出控制器704经RS485总线通信连接至集中控制服务器200的扬声器，短信报警模块703通信连接至集中控制服务器200；当集中控制服务器200收到关于工器具103离位、归位或试验日期到期以及温湿度信息等等均可通过扬声器或指示灯进行声光示警，并通过短信示警模块703发送短信至管理人员的手机等通信终端。

本发明还包括门禁识别单元600，门禁识别单元600包括设置在智能工具柜库房和/或智能工具柜柜门上的电控锁601，电控锁601上连接有控制电控锁打开或关闭的门禁读卡器602，门禁读卡器602配置门禁卡(图中未标示)作为钥匙，门禁卡可以为用户电子标签，在用户电子标签内的芯片中存储用户姓名等用户身份信息的同时存储开锁密，门禁读卡器602读取门禁卡信息合法后发送控制信号打开电控锁601；门禁读卡器602通过门禁控制器603通信连接集中控制服务器200，工作人员取拿工器具103时需要通过门禁卡打开库房电控锁和/或柜门电控锁601，相应的集中控制服务器200中会存储该用户电子标签打开柜门的记录用于查询管理；如果借取工具柜内的工器具103，则拿取工器具103后在工器具放置位探头102刷用户电子标签，如果规定时间内没有检测到用户电子标签，提示报警单元600会发处声光、短信等报警信息。

还包括视频监控单元800，视频监控系统800包括视频监控设备801，集中控制服务器提供TCP/IP接口或RS485接口与视频监控设备801连接，从而实现对视频监控单元的控制，在特殊状态，如库房开门、借用工具、火灾传感器403动作等事件点上抓图留存，以便日后查看。

所述辅助显示单元900包括显示屏，显示屏提供TCP/IP方式与集中控制服务器200通信连接，获取整个集中控制系统收发的信息，根据用户要求显示相应的内容，可使用触摸工控屏901、触摸串口屏902以及LCD屏等，直接在显示屏上进行数据的显示和查询，还能够实现多屏并存，分别放置在库房或监控室等不同房间内，方便远程监控。

进一步的，本发明还包括远程控制系统，远程控制系统包括远程服务器1001，远程服务器1001的一端通信连接到集中控制服务器200，另一端提供防火墙1002连接到局域网1003内电脑1004，从而在保证远程访问的前提下把远程控制系统保护起来；操作人员1005通过局域网1003内的电脑1004与集中控制服务器200数据交换，进行对库房监控系统的远程控制。

远程服务器1001为WEB服务器，局域网用户可提供浏览器输入网址登录到WEB服务器上，可提供用户权限控制，不同用户查看不同信息资源。

本发明管理系统，可以对某一个或多个电站或供电所的工具柜内的工器具进行单独、有效、精确地管理和监控，以及工具柜环境的智能检测、调节，智能化程度高，可靠性高，极大地减轻电力操作人员的工作负担，能够在实际使用中，保障工器具安全、规范管理，继而保证工作人员施工安全。并且远程控制安全性高，管理方便。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种带电作业工器具智能库房管理系统，其特征在于：包括库房监控系统和通信连接并控制库房监控系统的集中控制系统；库房管理系统包括工器具监测单元，工器具监测单元包括：用于存储工器具身份信息的电子标签和能够检测到电子标签并识别电子标签存储信息的探头，电子标签设置在工器具上，探头设置在工器具放置位处，电子标签与探头一一对应；探头通过外部通信接口通信连接集中控制系统；

所述电子标签为RFID电子标签，所述探头为RFID读卡器；还包括夹子，夹子的夹柄内设有用于设置RFID读卡器的空腔，空腔口处设有可拆卸的扣盖，夹柄表面设有连通至空腔内的引线孔；夹子上还设有用于装置指示灯的安置孔；

夹子通过弹簧线固定使夹子具有自由活动范围。

2.根据权利要求1所述的带电作业工器具智能库房管理系统，其特征在于：还包括能够被所述探头识别的用户电子标签。

3.根据权利要求1所述的带电作业工器具智能库房管理系统，其特征在于：所述集中控制系统包括集中控制服务器以及通信连接集中控制服务器的操作台显示屏以及操作台电子标签读卡器，集中控制服务器连接有不间断电源；所述工器具监测单元的探头与集中控制服务器通信连接，集中控制服务器上接收的数据在集中控制服务器中的关系数据库中存储并进行处理。

4.根据权利要求3所述的带电作业工器具智能库房管理系统，其特征在于：所述库房监控系统还包括输入监测单元、控制输出单元、门禁识别单元、提示报警单元、视频监控单元以及辅助显示单元；工器具监测单元、输入监测单元、控制输出单元、门禁识别单元、提示报警单元、视频监控单元以及辅助显示单元均通过敷设的RS485总线连接串口服务器，经网络交换机连接所述集中控制服务器，使集中控制服务器通过TCP/IP网络连接控制库房监控系统各个单元部分。

5.根据权利要求4所述的带电作业工器具智能库房管理系统，其特征在于：所述输入监测单元包括设置在库房智能工具柜内部和/或外部的温度传感器和湿度传感器，所述输入监测单元还包括库房内的火灾传感器、车辆监控器以及电动卷门感应器，控制输出单元包括加热器、风扇和空调机；温度传感器、湿度传感器、火灾传感器、车辆监控器以及电动卷门感应器均通过RS485总线通信连接至集中控制服务器；加热器、风扇和空调机通过RS485总线通信连接至集中控制服务器。

6.根据权利要求4所述的带电作业工器具智能库房管理系统，其特征在于：提示报警单元包括光电报警模块、声音报警模块以及短信报警模块，光电报警模块包括通过RS485总线通信连接至集中控制服务器的指示灯，声音报警模块包括通过RS485总线通信连接至集中控制服务器的扬声器，短信报警模块通信连接至集中控制服务器。

7.根据权利要求4所述的带电作业工器具智能库房管理系统，其特征在于：门禁识别单元包括设置在智能工具柜库房和/或智能工具柜柜门上的电控锁，电控锁上连接有控制电控锁打开或关闭的门禁读卡器，门禁读卡器配置门禁卡。

8.根据权利要求7所述的带电作业工器具智能库房管理系统，其特征在于：所述辅助显示单元包括显示屏，显示屏提供TCP/IP方式接口与集中控制服务器通信连接，获取整个集中控制系统收发的信息；库房监控系统还包括视频监控单元，视频监控系统包括视频监控设备，集中控制服务器提供TCP/IP接口或RS485接口与视频监控设备连接。

9.根据权利要求1-8任一项所述的带电作业工器具智能库房管理系统，其特征在于：还包括远程控制系统，远程控制系统包括远程服务器，远程服务器的一端通信连接到集中控制服务器，另一端设置防火墙后连接到局域网内电脑。

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