CN106023524A - 一种基于电力系统的多功能全方位安防装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于电力系统的多功能全方位安防装置，防护口罩设置了颗粒过滤层可以过滤大粒径颗粒的灰尘；纳米沸石层可以起到催化吸附作用，将空气中的细菌病毒有害气体进行吸附，达到高效果的净化。而且呼吸缓冲层可以起到透气的作用。外壳的外表面和内表面涂有超疏水薄膜层；这样用水冲一下外壳的外表面和内表面，就能清除表面灰尘和杂质。清洗后，很快能够自然晾干。海绵层，抗菌低层具有保暖、吸湿、透气、隔热和防止细菌滋生的效果。

Description

一种基于电力系统的多功能全方位安防装置

技术领域

本发明涉及电力防护领域，尤其涉及一种基于电力系统的多功能全方位安防装置。

背景技术

电力施工中，工作人员需要佩戴安全帽，电力安全帽对人体头部受坠落物及其他特定因素引起的伤害起防护作用，在空间相对较小的环境中施工时，头部很容易无意间接触到周围的带电设备，即使是有安全帽的防护，也会引发不安全因素，如果触电也不能及时的发现，错过救援时间，同时，在电力施工中，由于距离过远，很难与别人沟通，导致影响电力施工。

发明内容

为了克服上述现有技术中的不足，本发明的目的在于，提供一种基于电力系统的多功能全方位安防装置，包括：装置本体；

所述装置本体设有外壳和与人体头部接触的内网；

装置本体顶端设有电阻，所述装置本体的外部设有电场强度测试器、语音播报器、语音通信模块、警报器和触电感应器；

所述语音播报器分别与电场强度测试器和电阻电连接；

所述装置本体内还设有用于对装置本体进行位置定位，并将位置信息发送至上位机的监护单元，用于给监护单元供电的供电电池，与供电电池连接用于对供电电池进行充电管理的充电控制单元；

外壳的外表面涂有保护层；

保护层依次包括：耐磨层、树脂基层、中间层和低面层；所述树脂基层为环氧树脂基层；所述中间层为接枝有苯乙烯的二氧化硅纳米粒子；所述低面层为天然蜡质表层或石蜡表层；

所述装置本体设有防护口罩，防护口罩通过关节连杆与外壳连接；

防护口罩内部依次设有颗粒过滤层，呼吸缓冲层，纳米沸石层；

所述纳米沸石层包括：壳体和设置在壳体内部的纳米沸石群；纳米沸石群为一定数量的纳米沸石颗粒阵列形成；纳米沸石群中的纳米沸石颗粒之间设有空隙；所述呼吸缓冲层中嵌入粗纤维多孔材料；

关节连杆设有第一连杆和第二连杆；

第一连杆和第二连杆铰接，第一连杆一端连接外壳，另一端铰接第二连杆；第二连杆连接防护口罩；

在内网贴敷有抗菌层；抗菌层包括：皮革层，皮革层下表面粘贴有海绵层，海绵层下表面粘贴有用高温纤维布制成的隔热层，隔热层下表面粘贴有用由防辐射抗菌面料制成的抗菌低层；

监护单元包括：GPS定位模块、储存器、微控制器、红外接收模块、复位电路、信号滤波电路、红外发送模块、信号放大电路；

警报器、触电感应器、储存器、红外接收模块、红外发送模块、复位电路、信号滤波电路分别与微控制器电连接；

GPS定位模块用于对装置本体进行定位，并将定位信息传输至微控制器；

微控制器用于将定位信息经过信号放大电路、信号滤波电路后由红外发送模块发送至上位机；

红外接收模块用于接收上位机发送的控制信息以及数据信息，并传输至微控制器；储存器用于储存监护单元接收及发送的数据信息；

红外接收模块和红外发送模块还用于使语音通信模块通过红外传输语音信息；

所述红外接收模块包括：红外接收芯片、三极管(Q1)、三个电阻以及电容；

三极管(Q1)采用NPN三极管，红外接收芯片的输出端与三极管(Q1)的基极连接，三极管(Q1)用于将红外接收芯片接收的电信号，放大后发送至微控制器；

红外发送模块包括：红外发送芯片、反相器、三极管（Q2）、三极管（Q3）、电阻（R11）、电阻（R12）、电容（C1）、电容（C2）、发光二极管（D1）、发光二极管（D2）；

红外发送模块的数据输入端通过反相器与红外发送芯片的四号端口连接，红外发送芯片的五号端口通过电容（C2）接地；

红外发送芯片的VCC端、电阻（R11）、电阻（R12）和电容（C1）串联接地；

红外发送芯片的七号端口连接至电阻（R11）和电阻（R12）之间；

红外发送芯片的三号端口分别与三极管（Q2）的基极以及三极管（Q3）的基极连接；三极管（Q2）的发射极以及三极管（Q3）的发射极分别接地，三极管（Q2）的集电极与发光二极管（D1）连接，三极管（Q3）的集电极与发光二极管（D2）连接；

复位电路所述复位电路包括：电阻Rf1、Rf2、Rf3，电容Cf1，电容Cf2，二极管VDf1、三级管Qf1 ；所述电阻Rf1的一端、电容Cf1的正极均与供电电源的正极连接；所述电容Cf1的负极与电阻Rf2的一端、二极管VDf1的阴极连接；所述电阻Rf2的另一端与电阻Rf3的一端、三级管Qf1的b极连接；所述三级管Qf1的c极与电容Cf1的一端连接；所述电阻Rf1的另一端、二极管VDf1的阳极、电阻Rf3的另一端、三级管Qf1的e 极、电容Cf1的另一端均与供电电源的负极连接；

警报器包括：集成电路IC1、电源、开关、电阻R11、电阻R12、三极管VT1、三极管VT2、发光二极管VD 和扬声器YD，所述集成电路IC1 上设置有七个引脚，分别为引脚一、引脚二、引脚三、引脚四、引脚五、引脚六、引脚七，所述电源的正端连接开关的一端，所述开关的另一端分别连接电阻R11的一端、三极管VT1的集电极、集成电路IC1的引脚三以及扬声器YD的一端，所述扬声器YD的另一端连接所述三极管VT2的集电极，所述电阻R11的另一端连接发光二极管VD的阴极和所述三极管VT1的基极，所述发光二极管VD的阳极连接电源的负端，所述三极管VT1的发射极连接所述集成电路IC1的引脚二，所述电阻R12的两端分别连接所述集成电路IC1的引脚四和引脚五，所述集成电路IC1的引脚七连接所述三极管VT2的基极，所述三极管VT2的发射极分别连接所述集成电路IC1的引脚一、引脚六以及电源的负端；

微控制器通过信号放大电路和滤波器与红外发送模块连接；

信号放大电路包括：电阻R21、电阻R22、电容C21、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、三极管Q5、电感L1；

二极管D1, D2用于钳位作用以及吸收低压电力线上的尖峰干扰；

电感L1、电容C21用于整形滤波，电阻R21、电阻R22、二极管D3、二极管D4、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、三极管Q5用于将通过电感L1、电容C21滤波，再通过二极管D1, D2作用后的采集信号进行放大整形，减少对电网的谐波污染；

充电控制单元包括：充电控制芯片、充电控制电阻Rcg1、充电控制电阻Rcg2、充电控制电阻Rcg3、充电控制电阻Rcg4、充电控制电阻Rcg5、充电控制电阻Rcg6、充电控制电容Ccg1、充电控制电容Ccg2、充电控制三极管Qcg2、充电控制二极管VD cg2；

充电控制芯片的六号脚接地，八号脚接地通过充电控制电容Ccg1接地，充电控制电容Ccg1用于滤波；三号脚和五号脚与充电电源连接，二号脚和四号脚通过充电控制电阻Rcg1与充电电源连接，充电控制电阻Rcg1用于调节充电电压；

充电控制三极管Qcg2的基极与十六号脚连接，集电极与充电控制电阻Rcg1连接，发射极、十五号脚、十一号脚通过充电控制电阻Rcg2、十号脚通过充电控制电阻Rcg3、充电控制电阻Rcg6、充电控制电阻Rcg4分别通过充电控制二极管VD cg2与供电电池连接；十四号脚通过充电控制电容Ccg2接地，十三号脚以及十号脚通过与充电控制电阻Rcg3接地；

所述滤波器包括：电阻Rb1、电阻Rb2、电阻Rb3、电阻Rb4、滤波放大器Db3、电容Cb1、第二电容Cb2、第三电容Cb3；

电阻Rb1第一端与滤波器输入端连接，电阻Rb1第二端分别与电容Cb1第一端、电阻Rb2第一端连接；电阻Rb2第二端通过第二电容Cb2接地，同时电阻Rb2第二端与滤波放大器Db3的正极输入端连接，滤波放大器Db3的负极输入端通过电阻Rb3接地，电阻Rb4一端通过电阻Rb3接地，另一端与滤波放大器Db3输出端连接，第三电容Cb3一端通过电阻Rb3接地，另一端与滤波器输出端连接，滤波器的输出端分别与电容Cb1第二端、滤波放大器Db3输出端、电阻Rb4、第三电容Cb3连接。

优选地，外壳和内网之间设有防震套。

优选地，所述语音通信模块为防爆语音通信模块或防水语音通信模块。

优选地，耐磨层含有的组份及各组份的重量份数如下：碳酸钙晶须25- 30 份、冰晶石10-15份、石墨10 ~ 15 份、胶黏剂9 ~ 11 份、季戊四醇油酸酯5-12份、硅藻土20 ~ 30份、吐温5-10份、棕榈酸钾5-10份、碳酸氢钠2-5份、纳米氧化镁9 ~ 13 份、氯化钠7-12份、聚乙二醇13-20份、三聚磷酸钠10-18份、十二烷基硫酸钠8-16份、硼砂5-10份。

优选地，监护单元还包括：沟通级别接收模块、沟通执行模块、身份验证模块、身份验证输入模块；

所述沟通级别接收模块用于接收上位机发送的加密信息码，根据接收的加密信息码，设置沟通权限级别，加密信息码与沟通权限相对应，每个沟通级别中均设置加密信息码，所接收到加密信息码启动装置本体所对应的沟通级别；

所述沟通执行模块用于根据接收到的加密信息码，确定沟通权限，并与具有同样的沟通权限及加密信息码的安防装置进行通信沟通；

身份验证输入模块用于通过密码输入装置、指纹识别装置、虹膜识别装置、声音识别装置中的至少一种获取使用者的身份信息，并将身份信息通过红外传输至上位机；储存器储存使用者的身份信息。

优选地，监护单元还包括：接收数据帧模块、数据监测模块、回复模块、差错甄别模块、数据帧分解模块；

接收数据帧模块用于接收上位机配置通过数据帧通信路径配置的数据发送接收数据帧；

数据监测模块用于根据配置的数据帧监测接收的数据信息中数据帧是否与配置的数据帧一致，以及在发送数据中配置设置的数据帧；

回复模块用于接收上位机配置的回复字符，回复字符经由红外接收发送至上位机，使监护单元保持与上位机互通；

差错甄别模块用于监测数据传输过程中帧是否是无差错的，响应于数据监测模块在所接收的数据中包含的数据帧是否有差错，如有差错冻结数据及数据帧，形成应答提示符来提示上位机的差错状况；

数据帧分解模块用于对给定的数据帧形成数据字符段，

对数据字符段进行分解，判断是否传递数据信息或者数据字符段是传递控制指令；如有控制指令，对接收的数据字符段确定为控制帧。

从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

防护口罩设置了颗粒过滤层可以过滤大粒径颗粒的灰尘；纳米沸石层可以起到催化吸附作用，将空气中的细菌病毒有害气体进行吸附，达到高效果的净化。而且呼吸缓冲层可以起到透气的作用。外壳的外表面和内表面涂有超疏水薄膜层；这样用水冲一下外壳的外表面和内表面，就能清除表面灰尘和杂质。清洗后，很快能够自然晾干。

海绵层，抗菌低层具有保暖、吸湿、透气、隔热和防止细菌滋生的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为基于电力系统的多功能全方位安防装置整体示意图；

图2为保护层示意图；

图3为防护口罩结构图；

图4为抗菌层示意图；

图5为红外接收模块电路图；

图6为红外发送模块电路图；

图7为复位电路电路图；

图8为警报器电路图；

图9为信号放大电路电路图；

图10为充电控制单元电路图；

图11为滤波器电路图。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将运用具体的实施例及附图，对本发明保护的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。

本实施例提供一种基于电力系统的多功能全方位安防装置，如图1至图11所示，包括：装置本体1；

所述装置本体1设有外壳2和与人体头部接触的内网3；

装置本体1顶端设有电阻21，所述装置本体1的外部设有电场强度测试器22、语音播报器23、语音通信模块24、警报器25和触电感应器26；

所述语音播报器23分别与电场强度测试器22和电阻21电连接，所述装置本体1的内腔设有绝缘套；所述警报器25与触电感应器26电连接；

所述装置本体内还设有用于对装置本体进行位置定位，并将位置信息发送至上位机的监护单元11，供电电路；

所述装置本体1内还设有用于对装置本体1进行位置定位，并将位置信息发送至上位机的监护单元，用于给监护单元供电的供电电池10，与供电电池10连接用于对供电电池10进行充电管理的充电控制单元；

外壳的外表面涂有保护层；保护层依次包括：耐磨层41、树脂基层42、中间层43和低面层44；所述树脂基层42为环氧树脂基层；所述中间层43为接枝有苯乙烯的二氧化硅纳米粒子；所述低面层44为天然蜡质表层或石蜡表层；

这样很好的将有机高分子树脂和无机材料相结合，高分子树脂的引入提高了保护层的机械性能，疏水性纳米二氧化硅的引入增加了保护层的表面微观粗糙度，而低表面能物质的引入降低了保护层的表面能，最终得到了机械性能良好的保护层，呈现出良好的耐磨、耐腐蚀性能。

通过语音通信模块24可以随时随意与他人沟通，语音通信模块24为防爆语音通信模块。当工作人员，戴着电力安全护具，进入施工地带时，如果是高压地带，电场强度测试器22通过语音播报器23提示工作人员己进入高压地区，如果电阻21触碰到带电设备时，语音播报器23会及时播报提醒工作人员注意。

如果触电感应器26感应到工作人员不小心触电，会通过警报器25发出警报的声音，提醒周围人员救援。从而有效地保证人身安全，减少人身伤害。而且通过监护单元11可以获取佩戴电力安全护具人员的具体位置。装置本体的内部设有防震套。

所述装置本体1设有防护口罩5，防护口罩5通过关节连杆6与外壳2连接；

防护口罩5内部依次设有颗粒过滤层7，呼吸缓冲层8，纳米沸石层9；

所述纳米沸石层9包括：壳体和设置在壳体内部的纳米沸石群；纳米沸石群为一定数量的纳米沸石颗粒阵列形成；纳米沸石群中的纳米沸石颗粒之间设有空隙；所述呼吸缓冲层8中嵌入粗纤维多孔材料；

关节连杆6设有第一连杆和第二连杆；第一连杆和第二连杆铰接，第一连杆一端连接外壳，另一端铰接第二连杆；第二连杆连接防护口罩。

防护口罩设置了颗粒过滤层可以过滤大粒径颗粒的灰尘；纳米沸石层可以起到催化吸附作用，将空气中的细菌病毒有害气体进行吸附，达到高效果的净化。而且呼吸缓冲层可以起到透气的作用。

颗粒过滤层起到了阻挡悬浮在空气中的颗粒物，花粉，大小螨虫，动物的毛发等物质的作用。颗粒过滤层可以采用HEPA滤膜（High efficiency particulate air Filter，高效空气过滤膜），而且颗粒过滤层内部的滤膜采用可拆卸的方式，这样便于日常清理。

具体的，纳米沸石群为一定数量的纳米沸石颗粒阵列形成，纳米沸石颗粒之间设有空隙。壳体装有纳米沸石颗粒，纳米沸石颗粒之间是存在很多细小的空隙，空气流过这些细小的空隙，吸附空气中的有机化合物VOCs（volatile organic compounds，挥发性有机化合物）、气体氨、异味、甲醛、丙酮、烟草气味及其颗粒物、苯、氢硫。

在内网贴敷有抗菌层；抗菌层包括：皮革层31，皮革层31下表面粘贴有海绵层32，海绵层32下表面粘贴有用高温纤维布制成的隔热层33，隔热层33下表面粘贴有用由防辐射抗菌面料制成的抗菌低层34。

由防辐射抗菌面料制成的抗菌低层，具有良好的抗菌作用，能够消除因细菌而产生的异味，保持整洁，同时避免细菌的繁殖能够起到降低再次传播的风险。

目前抗菌测试标准有美标、国标等不同标准，目前主要分为两类一类是监测出具具体数值，例如抗菌率达到99.9%；另一种是出具对数值，例如对数值为2.2、3.8等。通常对数值达到2.2以上即为检测合格。检测菌种主要有：金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌MRSA、肺炎克雷伯氏菌，真菌有白色念珠菌，霉菌有黑曲霉、球毛壳、出芽短梗霉等。

根据产品性质的不同来决定检测的菌种要求。主要检测标准：AATCC 100、AATCC 147（美标），AATCC100 是纺织品抗菌性能检测（定性），这个标准相对来说较严格一些，24小时评测的结果是以细菌减少率评估的，类似于杀菌标准。而日标和欧标的检测方法基本是抑菌检测即24小时之后细菌不增长或是微弱减少的评估。AATCC147是平行线测定法，即检测抑菌圈，这个标准主要试用与于有机的抗菌剂。国标：GB/T 20944、FZ/T73023；日标：JIS L 1902；欧标：ISO 20743。

抗菌低层即为抗菌面料，抗菌面料在高温时上染现有技术中常有的涤纶和尼龙纤维，固定于纤维内部且受到纤维的保护,故具有耐洗性和可靠的广谱抗菌效果。其抗菌原理是它破坏细菌的细胞壁，由于胞内渗透压是胞外渗透压的20-30倍，因此细胞膜破裂，胞浆物外泄，这样也就终止了微生物的代谢过程，使微生物无法生长和繁殖。

高温纤维布是由耐高温无机纤维，经特殊的纺织工艺，精细而成。具有良好的电绝缘性能，低导热率，良好的抗热震性，超薄，高抗拉性能，良好的抗磨损性能。

监护单元27包括：GPS定位模块、储存器、微控制器、红外接收模块、复位电路、信号滤波电路、红外发送模块、信号放大电路；

警报器、触电感应器、储存器、红外接收模块、红外发送模块、复位电路、信号滤波电路分别与微控制器电连接；

GPS定位模块用于对装置本体进行定位，并将定位信息传输至微控制器；

微控制器用于将定位信息经过信号放大电路、信号滤波电路后由红外发送模块发送至上位机；

红外接收模块用于接收上位机发送的控制信息以及数据信息，并传输至微控制器；储存器用于储存监护单元接收及发送的数据信息；红外接收模块和红外发送模块还用于使语音通信模块通过红外传输语音信息；

所述红外接收模块包括：红外接收芯片、三极管Q1、三个电阻以及电容；三极管Q1采用NPN三极管，红外接收芯片的输出端与三极管(Q1)的基极连接，三极管Q1用于将红外接收芯片接收的电信号，放大后发送至微控制器；

红外发送模块包括：红外发送芯片、反相器、三极管Q2、三极管Q3、电阻R11、电阻R12、电容C1、电容C2、发光二极管D1、发光二极管D2；

红外发送模块的数据输入端通过反相器与红外发送芯片的四号端口连接，红外发送芯片的五号端口通过电容C2接地；红外发送芯片的VCC端、电阻R11、电阻R12和电容C1串联接地；

红外发送芯片的七号端口连接至电阻R11和电阻R12之间；红外发送芯片的三号端口分别与三极管Q2的基极以及三极管Q3的基极连接；三极管Q2的发射极以及三极管Q3的发射极分别接地，三极管Q2的集电极与发光二极管D1连接，三极管Q3的集电极与发光二极管D2连接。红外发送芯片为NE555时基芯片，利用NE555时基芯片，结合很少的外围电容和电阻就可以实现一个振荡器。可以获取一个载波频率，并且通过调整其外围电阻和电容可以得到所需要的载波频率。

复位电路所述复位电路包括：电阻Rf1、Rf2、Rf3，电容Cf1，电容Cf2，二极管VDf1、三级管Qf1 ；所述电阻Rf1的一端、电容Cf1的正极均与供电电源的正极连接；所述电容Cf1的负极与电阻Rf2的一端、二极管VDf1的阴极连接；所述电阻Rf2的另一端与电阻Rf3的一端、三级管Qf1的b极连接；所述三级管Qf1的c极与电容Cf1的一端连接；所述电阻Rf1的另一端、二极管VDf1的阳极、电阻Rf3的另一端、三级管Qf1的e极、电容Cf1的另一端均与供电电源的负极连接；

复位电路采用电容Cf1作复位延时，也加上了二极管VDf1与电容Cf1构成回路，加快电容的电荷释放，从而保证了能够在极短的时间能进行下一次复位，进而使得该复位电路的工作可靠性较高。

当电源上电时，VDD就会给电容CE1充电，在给电容Cf1充电的过程中，电路中的电流是可以通过电容Cf1，三级管Qf1的b极是有瞬间电压，而且这个电压大于0.5V，从而三级管Qf1瞬间导通，与微控制器9连接的复位端电位也瞬间被拉低，当微控制器9检测到复位端电位被拉成低电平的状态时，会做出一个复位响应。当电容Cf1充满电之后，电容Cf1相当于一个开路，这时候三级管Qf1被截止，复位过程结束。

警报器包括：集成电路IC1、电源、开关、电阻R11、电阻R12、三极管VT1、三极管VT2、发光二极管VD 和扬声器YD，所述集成电路IC1 上设置有七个引脚，分别为引脚一、引脚二、引脚三、引脚四、引脚五、引脚六、引脚七，所述电源的正端连接开关的一端，所述开关的另一端分别连接电阻R11的一端、三极管VT1的集电极、集成电路IC1的引脚三以及扬声器YD的一端，所述扬声器YD的另一端连接所述三极管VT2的集电极，所述电阻R11的另一端连接发光二极管VD的阴极和所述三极管VT1的基极，所述发光二极管VD的阳极连接电源的负端，所述三极管VT1的发射极连接所述集成电路IC1的引脚二，所述电阻R12的两端分别连接所述集成电路IC1的引脚四和引脚五，所述集成电路IC1的引脚七连接所述三极管VT2的基极，所述三极管VT2的发射极分别连接所述集成电路IC1的引脚一、引脚六以及电源的负端；

发光二极管VD、三极管VT1 和电阻R1 组成光控开关，集成电路IC1、三极管VT2和扬声器YD组成报警电路，触电感应器26未感应到工作人员触电时，微控制器9不发送控制信号。如果触电感应器26感应到工作人员不小心触电，微控制器9发送控制信号，三极管VT1获得合适的偏流而导通，集成电路IC1 得到工作电压，报警电路即工作，其输出报警音频信号，并经三极管VT2放大后，推动扬声器YD 发出报警声。

微控制器9通过信号放大电路和滤波器与红外发送模块连接；

信号放大电路包括：电阻R21、电阻R22、电容C21、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、三极管Q5、电感L1；

二极管D1, D2用于钳位作用以及吸收低压电力线上的尖峰干扰；电感L1、电容C21用于整形滤波，电阻R21、电阻R22、二极管D3、二极管D4、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、三极管Q5用于将通过电感L1、电容C21滤波，再通过二极管D1, D2作用后的采集信号进行放大整形，减少对电网的谐波污染；

充电控制单元包括：充电控制芯片、充电控制电阻Rcg1、充电控制电阻Rcg2、充电控制电阻Rcg3、充电控制电阻Rcg4、充电控制电阻Rcg5、充电控制电阻Rcg6、充电控制电容Ccg1、充电控制电容Ccg2、充电控制三极管Qcg2、充电控制二极管VD cg2；

充电控制芯片的六号脚接地，八号脚接地通过充电控制电容Ccg1接地，充电控制电容Ccg1用于滤波；三号脚和五号脚与充电电源连接，二号脚和四号脚通过充电控制电阻Rcg1与充电电源连接，充电控制电阻Rcg1用于调节充电电压；

充电控制三极管Qcg2的基极与十六号脚连接，集电极与充电控制电阻Rcg1连接，发射极、十五号脚、十一号脚通过充电控制电阻Rcg2、十号脚通过充电控制电阻Rcg3、充电控制电阻Rcg6、充电控制电阻Rcg4分别通过充电控制二极管VD cg2与供电电池连接；十四号脚通过充电控制电容Ccg2接地，十三号脚以及十号脚通过与充电控制电阻Rcg3接地；

所述滤波器包括：电阻Rb1、电阻Rb2、电阻Rb3、电阻Rb4、滤波放大器Db3、电容Cb1、第二电容Cb2、第三电容Cb3；

电阻Rb1第一端与滤波器输入端连接，电阻Rb1第二端分别与电容Cb1第一端、电阻Rb2第一端连接；电阻Rb2第二端通过第二电容Cb2接地，同时电阻Rb2第二端与滤波放大器Db3的正极输入端连接，滤波放大器Db3的负极输入端通过电阻Rb3接地，电阻Rb4一端通过电阻Rb3接地，另一端与滤波放大器Db3输出端连接，第三电容Cb3一端通过电阻Rb3接地，另一端与滤波器输出端连接，滤波器的输出端分别与电容Cb1第二端、滤波放大器Db3输出端、电阻Rb4、第三电容Cb3连接。

本实施例中，外壳和内网之间设有防震套。所述语音通信模块为防爆语音通信模块或防水语音通信模块。

本实施例中，在电力系统施工或者检修过程中，由于参与人员多且人员从事工种多样，而且还包括上下级关系。为了能区别沟通对象，使每个沟通对象更有针对性，避免杂乱无章的沟通和联络。

监护单元还包括：沟通级别接收模块、沟通执行模块、身份验证模块、身份验证输入模块；

所述沟通级别接收模块用于接收上位机发送的加密信息码，根据接收的加密信息码，设置沟通权限级别，加密信息码与沟通权限相对应，每个沟通级别中均设置加密信息码，所接收到加密信息码启动装置本体所对应的沟通级别；

所述沟通执行模块用于根据接收到的加密信息码，确定沟通权限，并与具有同样的沟通权限及加密信息码的安防装置进行通信沟通；

身份验证输入模块用于通过密码输入装置、指纹识别装置、虹膜识别装置、声音识别装置中的至少一种获取使用者的身份信息，并将身份信息通过红外传输至上位机；储存器储存使用者的身份信息。

本实施例中，监护单元还包括：接收数据帧模块、数据监测模块、回复模块、差错甄别模块、数据帧分解模块；

接收数据帧模块用于接收上位机配置通过数据帧通信路径配置的数据发送接收数据帧；

数据监测模块用于根据配置的数据帧监测接收的数据信息中数据帧是否与配置的数据帧一致，以及在发送数据中配置设置的数据帧；

回复模块用于接收上位机配置的回复字符，回复字符经由红外接收发送至上位机，使监护单元保持与上位机互通；

差错甄别模块用于监测数据传输过程中帧是否是无差错的，响应于数据监测模块在所接收的数据中包含的数据帧是否有差错，如有差错冻结数据及数据帧，形成应答提示符来提示上位机的差错状况；

数据帧分解模块用于对给定的数据帧形成数据字符段，

对数据字符段进行分解，判断是否传递数据信息或者数据字符段是传递控制指令；如有控制指令，对接收的数据字符段确定为控制帧。

本实施例中，耐磨层31含有的组份及各组份的重量份数如下：碳酸钙晶须25- 30 份、冰晶石10-15份、石墨10 ~ 15 份、胶黏剂9 ~ 11 份、季戊四醇油酸酯5-12份、硅藻土20 ~ 30份、吐温5-10份、棕榈酸钾5-10份、碳酸氢钠2-5份、纳米氧化镁9 ~ 13 份、氯化钠7-12份、聚乙二醇13-20份、三聚磷酸钠10-18份、十二烷基硫酸钠8-16份、硼砂5-10份。

碳酸钙晶须、硅藻土、聚乙二醇、纳米氧化镁硼砂作为承载其它材料的骨架材料，具有综合性能高的机械强度，并在使用过程中能减振、阳滑、降噪、吸波。摩擦性能稳定，热衰退与热恢复性能较好。

石墨、氯化钠、季戊四醇油酸酯与碳酸钙晶结合具有降低摩擦材料摩擦系数的作用，还具有良好的导热性能和耐高温性能，导热性超过大部分金属材料，根据摩擦材料通常的磨损规律，当材料表面温度达到有机粘结剂的热分解温度范围时，有机粘结剂产生分解、碳化和失重现象，减轻或避免磨损现象。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参考即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种基于电力系统的多功能全方位安防装置，其特征在于，包括：装置本体；

所述装置本体设有外壳和与人体头部接触的内网；

装置本体顶端设有电阻，所述装置本体的外部设有电场强度测试器、语音播报器、语音通信模块、警报器和触电感应器；

所述语音播报器分别与电场强度测试器和电阻电连接；

所述装置本体内还设有用于对装置本体进行位置定位，并将位置信息发送至上位机的监护单元，用于给监护单元供电的供电电池，与供电电池连接用于对供电电池进行充电管理的充电控制单元；

外壳的外表面涂有保护层；

保护层依次包括：耐磨层、树脂基层、中间层和低面层；所述树脂基层为环氧树脂基层；所述中间层为接枝有苯乙烯的二氧化硅纳米粒子；所述低面层为天然蜡质表层或石蜡表层；

所述装置本体设有防护口罩，防护口罩通过关节连杆与外壳连接；

防护口罩内部依次设有颗粒过滤层，呼吸缓冲层，纳米沸石层；

所述纳米沸石层包括：壳体和设置在壳体内部的纳米沸石群；纳米沸石群为一定数量的纳米沸石颗粒阵列形成；纳米沸石群中的纳米沸石颗粒之间设有空隙；所述呼吸缓冲层中嵌入粗纤维多孔材料；

关节连杆设有第一连杆和第二连杆；

第一连杆和第二连杆铰接，第一连杆一端连接外壳，另一端铰接第二连杆；第二连杆连接防护口罩；

在内网贴敷有抗菌层；抗菌层包括：皮革层，皮革层下表面粘贴有海绵层，海绵层下表面粘贴有用高温纤维布制成的隔热层，隔热层下表面粘贴有用由防辐射抗菌面料制成的抗菌低层；

监护单元包括：GPS定位模块、储存器、微控制器、红外接收模块、复位电路、信号滤波电路、红外发送模块、信号放大电路；

警报器、触电感应器、储存器、红外接收模块、红外发送模块、复位电路、信号滤波电路分别与微控制器电连接；

GPS定位模块用于对装置本体进行定位，并将定位信息传输至微控制器；

微控制器用于将定位信息经过信号放大电路、信号滤波电路后由红外发送模块发送至上位机；

红外接收模块用于接收上位机发送的控制信息以及数据信息，并传输至微控制器；储存器用于储存监护单元接收及发送的数据信息；

红外接收模块和红外发送模块还用于使语音通信模块通过红外传输语音信息；

所述红外接收模块包括：红外接收芯片、三极管(Q1)、三个电阻以及电容；

三极管(Q1)采用NPN三极管，红外接收芯片的输出端与三极管(Q1)的基极连接，三极管(Q1)用于将红外接收芯片接收的电信号，放大后发送至微控制器；

红外发送模块包括：红外发送芯片、反相器、三极管（Q2）、三极管（Q3）、电阻（R11）、电阻（R12）、电容（C1）、电容（C2）、发光二极管（D1）、发光二极管（D2）；

红外发送模块的数据输入端通过反相器与红外发送芯片的四号端口连接，红外发送芯片的五号端口通过电容（C2）接地；

红外发送芯片的VCC端、电阻（R11）、电阻（R12）和电容（C1）串联接地；

红外发送芯片的七号端口连接至电阻（R11）和电阻（R12）之间；

红外发送芯片的三号端口分别与三极管（Q2）的基极以及三极管（Q3）的基极连接；三极管（Q2）的发射极以及三极管（Q3）的发射极分别接地，三极管（Q2）的集电极与发光二极管（D1）连接，三极管（Q3）的集电极与发光二极管（D2）连接；

所述复位电路包括：电阻Rf1、Rf2、Rf3，电容Cf1，电容Cf2，二极管VDf1、三级管Qf1 ；所述电阻Rf1的一端、电容Cf1的正极均与供电电源的正极连接；所述电容Cf1的负极与电阻Rf2的一端、二极管VDf1的阴极连接；所述电阻Rf2的另一端与电阻Rf3的一端、三级管Qf1的b极连接；所述三级管Qf1的c极与电容Cf1的一端连接；所述电阻Rf1的另一端、二极管VDf1的阳极、电阻Rf3的另一端、三级管Qf1的e 极、电容Cf1的另一端均与供电电源的负极连接；

警报器包括：集成电路IC1、电源、开关、电阻R11、电阻R12、三极管VT1、三极管VT2、发光二极管VD 和扬声器YD，所述集成电路IC1 上设置有七个引脚，分别为引脚一、引脚二、引脚三、引脚四、引脚五、引脚六、引脚七，所述电源的正端连接开关的一端，所述开关的另一端分别连接电阻R11的一端、三极管VT1的集电极、集成电路IC1的引脚三以及扬声器YD的一端，所述扬声器YD的另一端连接所述三极管VT2的集电极，所述电阻R11的另一端连接发光二极管VD的阴极和所述三极管VT1的基极，所述发光二极管VD的阳极连接电源的负端，所述三极管VT1的发射极连接所述集成电路IC1的引脚二，所述电阻R12的两端分别连接所述集成电路IC1的引脚四和引脚五，所述集成电路IC1的引脚七连接所述三极管VT2的基极，所述三极管VT2的发射极分别连接所述集成电路IC1的引脚一、引脚六以及电源的负端；

微控制器通过信号放大电路和滤波器与红外发送模块连接；

信号放大电路包括：电阻R21、电阻R22、电容C21、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、三极管Q5、电感L1；

二极管D1, D2用于钳位作用以及吸收低压电力线上的尖峰干扰；

电感L1、电容C21用于整形滤波，电阻R21、电阻R22、二极管D3、二极管D4、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、三极管Q5用于将通过电感L1、电容C21滤波，再通过二极管D1, D2作用后的采集信号进行放大整形，减少对电网的谐波污染；

充电控制单元包括：充电控制芯片、充电控制电阻Rcg1、充电控制电阻Rcg2、充电控制电阻Rcg3、充电控制电阻Rcg4、充电控制电阻Rcg5、充电控制电阻Rcg6、充电控制电容Ccg1、充电控制电容Ccg2、充电控制三极管Qcg2、充电控制二极管VD cg2；

充电控制芯片的六号脚接地，八号脚接地通过充电控制电容Ccg1接地，充电控制电容Ccg1用于滤波；三号脚和五号脚与充电电源连接，二号脚和四号脚通过充电控制电阻Rcg1与充电电源连接，充电控制电阻Rcg1用于调节充电电压；

充电控制三极管Qcg2的基极与十六号脚连接，集电极与充电控制电阻Rcg1连接，发射极、十五号脚、十一号脚通过充电控制电阻Rcg2、十号脚通过充电控制电阻Rcg3、充电控制电阻Rcg6、充电控制电阻Rcg4分别通过充电控制二极管VD cg2与供电电池连接；十四号脚通过充电控制电容Ccg2接地，十三号脚以及十号脚通过与充电控制电阻Rcg3接地；

所述滤波器包括：电阻Rb1、电阻Rb2、电阻Rb3、电阻Rb4、滤波放大器Db3、电容Cb1、第二电容Cb2、第三电容Cb3；

电阻Rb1第一端与滤波器输入端连接，电阻Rb1第二端分别与电容Cb1第一端、电阻Rb2第一端连接；电阻Rb2第二端通过第二电容Cb2接地，同时电阻Rb2第二端与滤波放大器Db3的正极输入端连接，滤波放大器Db3的负极输入端通过电阻Rb3接地，电阻Rb4一端通过电阻Rb3接地，另一端与滤波放大器Db3输出端连接，第三电容Cb3一端通过电阻Rb3接地，另一端与滤波器输出端连接，滤波器的输出端分别与电容Cb1第二端、滤波放大器Db3输出端、电阻Rb4、第三电容Cb3连接。

2.根据权利要求1 所述的基于电力系统的多功能全方位安防装置，其特征在于，

外壳和内网之间设有防震套。

3.根据权利要求1 所述的基于电力系统的多功能全方位安防装置，其特征在于，

所述语音通信模块为防爆语音通信模块或防水语音通信模块。

4.根据权利要求1 所述的基于电力系统的多功能全方位安防装置，其特征在于，

耐磨层含有的组份及各组份的重量份数如下：碳酸钙晶须25- 30 份、冰晶石10-15份、石墨10 ~ 15 份、胶黏剂9 ~ 11 份、季戊四醇油酸酯5-12份、硅藻土20 ~ 30份、吐温5-10份、棕榈酸钾5-10份、碳酸氢钠2-5份、纳米氧化镁9 ~ 13 份、氯化钠7-12份、聚乙二醇13-20份、三聚磷酸钠10-18份、十二烷基硫酸钠8-16份、硼砂5-10份。

5.根据权利要求1 所述的基于电力系统的多功能全方位安防装置，其特征在于，

监护单元还包括：沟通级别接收模块、沟通执行模块、身份验证模块、身份验证输入模块；

所述沟通级别接收模块用于接收上位机发送的加密信息码，根据接收的加密信息码，设置沟通权限级别，加密信息码与沟通权限相对应，每个沟通级别中均设置加密信息码，所接收到加密信息码启动装置本体所对应的沟通级别；

所述沟通执行模块用于根据接收到的加密信息码，确定沟通权限，并与具有同样的沟通权限及加密信息码的安防装置进行通信沟通；

身份验证输入模块用于通过密码输入装置、指纹识别装置、虹膜识别装置、声音识别装置中的至少一种获取使用者的身份信息，并将身份信息通过红外传输至上位机；储存器储存使用者的身份信息。

6.根据权利要求1 所述的基于电力系统的多功能全方位安防装置，其特征在于，

监护单元还包括：接收数据帧模块、数据监测模块、回复模块、差错甄别模块、数据帧分解模块；

接收数据帧模块用于接收上位机配置通过数据帧通信路径配置的数据发送接收数据帧；

数据监测模块用于根据配置的数据帧监测接收的数据信息中数据帧是否与配置的数据帧一致，以及在发送数据中配置设置的数据帧；

回复模块用于接收上位机配置的回复字符，回复字符经由红外接收发送至上位机，使监护单元保持与上位机互通；

差错甄别模块用于监测数据传输过程中帧是否是无差错的，响应于数据监测模块在所接收的数据中包含的数据帧是否有差错，如有差错冻结数据及数据帧，形成应答提示符来提示上位机的差错状况；

数据帧分解模块用于对给定的数据帧形成数据字符段，

对数据字符段进行分解，判断是否传递数据信息或者数据字符段是传递控制指令；如有控制指令，对接收的数据字符段确定为控制帧。