CN106251579A - 一种变电站检修作业安全防护装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种变电站检修作业安全防护装置，包括：手套本体，分别与手套本体连接的手指部和手臂部；手套本体内设有处理器、储存模块、无线通信模块、手势识别模块、保暖模块、超声波探测模块、仿生体模块、触摸识别模块、投影模块、环境检测组件、语音播报器以及用于给绝缘手套内部元件供电的供电电池；通过对讲机可以随时随意与他人沟通。当环境烟雾量，强光量，温度量，湿度量任一量超出预警值时，处理器控制语音播报器发出报警声，可以提醒使用者当前环境处于预警状态。同时处理器可将烟雾量，强光量，温度量，湿度量超出预设值通过无线通信模块传输至上位机，使上位机的管理人员实时了解电缆隧道内部环境情况信息，保护人员安全。

Description

一种变电站检修作业安全防护装置

技术领域

本发明涉及电力安全领域，尤其涉及一种变电站检修作业安全防护装置。

背景技术

绝缘手套是电力维护维修过程中必不可少的劳保护具，起着至关重要的作用；目前的绝缘手套主要功能以绝缘防护为主，但除了保障工人的生命安全外，再没有其它的功能了，如在狭小空间电力维修作业，或导师带徒时起不到更多的作用。

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，提供一种变电站检修作业安全防护装置，包括：手套本体，分别与手套本体连接的手指部和手臂部；

手套本体内设有处理器、储存模块、无线通信模块、手势识别模块、保暖模块、超声波探测模块、仿生体模块、触摸识别模块、投影模块、环境检测组件、语音播报器以及用于给绝缘手套内部元件供电的供电电池；

手指部的手指尖端设有电流传感器和电场强度测试器，手臂部设有对讲机；

所述语音播报器分别与电场强度测试器和电流传感器电连接；所述手套本体、手指部和手臂部由外层到内层均设有耐磨层、绝缘层、吸附层；

所述手势识别模块包括：体感传感装置、压力传感器、弯曲传感器、姿态传感器、陀螺仪、加速器、红外传感器和微波传感器，手势识别模块用于识别电工在作业时的手势数据信息，并将用户的手势数据信息储存至储存模块；

所述保暖模块为设置在绝缘层与吸附层之间，采用保暖材料制作；

所述超声波探测模块包括：超声波声呐和超声波反馈接收器，超声波探测模块用于对设定方向的物体进行探测，获取并判定是否存在障碍物情况；

所述投影模块包括投影头，投影头设于手套本体背部，投影模块用于将储存模块储存的视频信息或外部移动终端发送的视频信息通过投影的方式显示出来；

语音播报器还与手势识别模块、超声波探测模块和投影模块相连，用于实时将手势识别模块、超声波探测模块和投影模块反馈的语音信息通过声音的形式播报出来；

所述仿生体模块用于模拟用户真实手指端的生物特征，该生物特征包括手指的指纹特征和控制触摸屏的电容触点；

所述触摸识别模块用于触摸识别物品，并获取该物品的各种信息和参数；

所述处理器用于获取、分析和处理储存模块、无线通信模块、手势识别模块、保暖模块、超声波探测模块、仿生体模块、触摸识别模块、投影模块和语音播报器的数据信息，并对绝缘手套内部的模块及元件进行控制；

所述无线通信模块包括：蓝牙通信模块、wifi通信模块、NFC通信模块、ZigBee通信模块和2G/3G/4G/5G通信模块，无线通信模块用于使绝缘手套与外部移动终端和上位机进行数据交互；

环境检测组件包括：烟雾传感器，强光传感器，温度传感器，湿度传感器，二极管Cc1、二极管Cc2、二极管Cc3、二极管Cc4、二极管Cc5、二极管Cc6、电阻Rc1、调节电阻Rc2、调节电阻Rc3、调节电阻Rc4、调节电阻Rc5、调节电阻Rc6、电阻Rc7、电阻Rc8、语音播报器;

二极管Cc1和电阻Rc8串联连接；电阻Rc7和调节电阻Rc2串联连接，电阻Rc1和电阻Rc7并联，再与调节电阻Rc2的滑动端及二极管Cc1控制端连接；电阻Rc1和电阻Rc7并联的一端分别与处理器连接，通过二极管Cc3与调节电阻Rc3滑动端连接，通过二极管Cc4与调节电阻Rc4滑动端连接，通过二极管Cc5与调节电阻Rc5滑动端连接，通过二极管Cc6与调节电阻Rc6滑动端连接；调节电阻Rc2用于调节检测组件的整体灵敏度；语音播报器与处理器连接；

强光传感器一端连接电源，另一端通过调节电阻Rc3接地，调节电阻Rc3调节强光传感器的灵敏度；烟雾传感器一端连接电源，另一端通过调节电阻Rc4接地，调节电阻Rc4调节烟雾传感器的灵敏度；温度传感器一端连接电源，另一端通过调节电阻Rc5接地，调节电阻Rc5调节温度传感器的灵敏度；湿度传感器一端连接电源，另一端通过调节电阻Rc6接地，调节电阻Rc6调节湿度传感器的灵敏度；烟雾传感器，强光传感器，温度传感器，湿度传感器分别感应的烟雾量，强光量，温度量，湿度量，并将烟雾量，强光量，温度量，湿度量传输至处理器；当接收烟雾量，强光量，温度量，湿度量超出预设值时，将超出数据信息发送给处理器，处理器接收超出数据信息并通过无线通信模块传输至上位机，同时当烟雾量，强光量，温度量，湿度量任一量超出预警值时，处理器控制语音播报器发出报警声；

手套本体内还设有与处理器连接的远程数据处理单元；

远程数据处理单元包括：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防护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，并将身份信息通过无线传输模块传输至上位机，上位机储存使用者的身份信息。

优选地，手套本体内还设有供电电池电流获取电路，时间电路，稳压电路，供电电池电压获取电路；

处理器包括：供电电池电流获取电路的输入端DL连接处理器的 3脚，电压信号的输入端DY连接处理器的2脚；处理器14脚、15脚连接时间电路的时间芯片的6脚和5脚，时间电路和处理器之间的通讯协议为I²C总线协议；处理器的9、10脚为晶振接口，分别连接晶振XT1的两端，晶振XT1的两端分别通过电容CC2、CC3接地；处理器的23、24脚连接无线通信模块；供电端VCC通过电阻RC2和电阻RC1连接处理器的1脚，电阻RC2和电阻RC1之间通过电容CC4接地；VCC连接处理器的20脚，20脚还通过电容CC1接地，处理器的8、19脚接地；

时间电路包括：时间芯片，时间芯片的1、2脚接晶振YS1的两端，8脚通过二极管DS1接电源VCC，同时通过电容CS1接地，通过电阻RS1与备用电池BT1相连，3、4脚接地；

稳压电路包括：电源芯片，电源芯片1脚接滤波电感LD1，滤波电感LD1接熔断丝FY，熔断丝FY接二极管DY1，二极管DY1接+5V的VBB，电源芯片2脚接地，滤波电感LD1和熔断丝FY之间通过电阻RD1接地，电源芯片1脚与滤波电感LD1之间通过电容CD1接地，电源芯片3脚通过电容CD3、CD4、CD5接地，电源芯片3脚输出为+5VVCC稳定电压给处理器供电；

供电电池电压获取电路包括：电阻Rdy2，电阻Rdy2连接供电电池正极，电阻Rdy3连接供电电池负极及接地，电阻Rdy3两端的电压为运放器Lmdy的同相端2脚的输入，运放器Lmdy的1脚通过电阻Rdy4与运放器Lmdy的3脚相连，运放器Lmdy的4脚接VCC, 5脚接地，运放器Lmdy的3脚通过电阻Rdy1接输入端DY，电阻Rdy1与输入端DY之间通过电容Cdy1接地，电阻Rdy1和电容Cdy1为的滤波电路，将处理器的输入信号进行滤波；

供电电池电流获取电路包括：电压变送器的4、5脚分别接供电电池的正负极，在4、5脚之间串联分流器LFL，电压变送器1脚接VCC，3脚接地，2脚连接电阻Rdl4一端，电阻Rdl4另一端分别连接电阻Rdl2和电阻Rdl3，电阻Rdl3接地，电阻Rdl2连接运放器Lmdl2脚，运放器Lmdl4脚接VCC，5脚接地，运放器Lmdl1脚通过电阻Rdl1接3脚和处理器的输入端DL；电阻Rdl3和电阻Rdl4尾分压电阻。

优选地，手套本体内还设有数据传输电路、充电电路、供电电路；

供电电路与供电电池电连接，供电电路用于使供电电池通过供电电路与外部移动设备连接，使供电电池给外部移动设备充电；

供电电路包括：供电输出控制模块、供电USB接口、电源芯片、二极管Dg1、电容Cg1、电容Cg2、电容Cg3；所述电源芯片五号管脚与供电输出控制模块电连接，所述电源芯片一号管脚与二极管Dg1正极端连接，二极管Dg1负极端与供电USB接口连接，电源芯片七号管脚分别与电源VCC连接及通过电容Cg1接地，电容Cg2的两端分别连接电源芯片的六号和八号管脚，电容Cg3一端连接在电源芯片一号管脚与二极管Dg1正极端之间，电容Cg3另一端接地，电源芯片二、三、四号脚接地；二极管Dg1用于防止电源芯片在非工作状态下供电USB接口接入的电压加至电源芯片上；

充电电路与供电电池电连接，充电电路用于使外电源通过充电电路给供电电池充电；

充电电路包括：充电USB接口、场效应管一、场效应管二、电阻Rc、电感Lc和电容Cc；所述电感Lc和电容Cc组成LC振荡电路；所述场效应管一漏极与场效应管二的栅极连接，所述场效应管一源极接地，场效应管二的源极与供电电池电连接，场效应管二的漏极通过LC振荡电路与充电USB接口连接；电感Lc和电容Cc组成LC振荡电路用于减少充电电源的波动，电阻Rc用于使场效应管二充电前处于关断状态；

所述数据传输电路与储存模块连接，用于数据传输电路通过与外部设备连接，使储存模块与外部设备进行数据传输；

所述数据传输电路包括：数据USB接口、晶体管Qs、电阻Rs1、电阻Rs2、电阻Rs3、电阻Rs4、电容Cs1、电容Cs2；电阻Rs1和电容Cs1组成RC滤波电路一，电阻Rs2和电容Cs2组成RC滤波电路二；所述晶体管基极与USB接口连接，所述晶体管发射极通过电阻Rs3和RC滤波电路二接地；所述晶体管集电极通过电阻Rs4和RC滤波电路一接地；RC滤波电路一和RC滤波电路二用于滤除数据传输中的杂波。

优选地，手套本体内还设有与处理器连接的振动模块；振动模块用于当电场强度测试器感应到绝缘手套周边有电磁场，或手指部的手指尖端触电，或环境数据信息超出阈值时，振动模块产生振动；

振动模块包括：开关Q3、电容C16、电容C17、电容C18、振动马达和稳压芯片U1，开关Q3的型号为ES6U2T2R，稳压芯片U1的型号为SGM2031，开关Q3的1脚与处理器连接，开关Q3的2脚接地，3脚接5脚、6脚及振动马达负极，4脚接电容C17的一端、电容C18的一端、稳压芯片U1的1脚及振动马达正极，电容C17的另一端、电容C18的另一端接地，稳压芯片U1的3脚接处理器，稳压芯片U1的4脚接电容C16的一端并经保险B1接供电电池的输出端，电容C16的另一端接地；

振动模块中稳压芯片U1将电源模块提供的输入电压稳定在3.0V，为振动马达供电，开关Q3与处理器电连接，处理器通过脉冲宽度调制控制开关Q3的导通和关闭，控制振动马达。

优选地，远程数据处理单元还包括：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，回复字符经由无线通信模块接收发送至上位机，使处理器保持与上位机互通；

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，响应于处理器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：

通过对讲机可以随时随意与他人沟通。电工可以将储存模块储存的数据通过无线通信模块传输至终端或电脑内部，观看自己在实际中的操作步骤，找到操作不足之处，加以改正。而且在导师带徒弟时，导师可以将手势识别模块感应的手势数据信息考给徒弟看，使徒弟能够反复学习提高技能。而且徒弟在操作时，师傅可以通过手势识别模块查看徒弟的手势数据信息，进而找出徒弟在操作时的不足之处，并加以指正。

电工在狭小空间作业时，有时手能伸进去但是眼睛看不到的地方，这样超声波探测模块可以弹出狭小空间内部信息，防止电工人员的手部伤害。如电工工具掉落到缝隙中，或者在狭小空间内部找到电缆，或电气元件，通过超声波探测模块、电场强度测试器和电流传感器找到想要的电缆，或电气元件，给电工提供了便捷。

当烟雾量，强光量，温度量，湿度量任一量超出预警值时，处理器控制语音播报器发出报警声，可以提醒使用者当前环境处于预警状态。同时处理器可将烟雾量，强光量，温度量，湿度量超出预设值通过无线通信模块传输至上位机，使上位机的管理人员实时了解电缆隧道内部环境情况信息，以便及时作出正确指挥，保护人员安全。

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为变电站检修作业安全防护装置的整体结构图；

图2为变电站检修作业安全防护装置的整体示意图；

图3为环境检测组件的电路图；

图4为处理器实施例的电路图；

图5为稳压电路电路图；

图6为供电电池电压获取电路电路图；

图7为供电电池电流获取电路电路图；

图8为时间电路电路图；

图9为振动模块电路图；

图10为供电电路电路图；

图11为充电电路电路图；

图12为数据传输电路电路图。

具体实施方式

为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本具体实施例中的附图，对本发明中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。

本发明提供了一种变电站检修作业安全防护装置，如图1至12所示，包括手套本体1，分别与手套本体1连接的手指部2和手臂部3；

手套本体1内设有处理器5、储存模块11、无线通信模块12、手势识别模块13、保暖模块14、超声波探测模块15、仿生体模块16、触摸识别模块17、投影模块18、环境检测组件21、语音播报器19以及用于给绝缘手套内部元件供电的供电电池6；

手指部2的手指尖端设有电流传感器4和电场强度测试器22，手臂部3设有对讲机23；

通过对讲机23可以随时随意与他人沟通，对讲机23为防爆对讲机。当工作人员，戴着绝缘手套，进入作业地带时，如果是高压地带，电场强度测试器22通过语音播报器19提示工作人员己进入高压地区，如果电流传感器4触碰到带电设备时，语音播报器19会及时播报提醒工作人员注意。有效地保证人身安全，减少人身伤害。

所述语音播报器19分别与电场强度测试器22和电流传感器4电连接；所述手套本体1、手指部2和手臂部3由外层到内层均设有耐磨层、绝缘层、吸附层；

所述手势识别模块13包括：体感传感装置、压力传感器、弯曲传感器、姿态传感器、陀螺仪、加速器、红外传感器和微波传感器，手势识别模块用于识别电工在作业时的手势数据信息，并将用户的手势数据信息储存至储存模块11；这样电工可以将储存模块11储存的数据通过无线通信模块12传输至终端或电脑内部，观看自己在实际中的操作步骤，找到操作不足之处，加以改正。而且在导师带徒弟时，导师可以将手势识别模块13感应的手势数据信息考给徒弟看，使徒弟能够反复学习提高技能。而且徒弟在操作时，师傅可以通过手势识别模块13查看徒弟的手势数据信息，进而找出徒弟在操作时的不足之处，并加以指正。

所述保暖模块为设置在绝缘层与吸附层之间，采用保暖材料制作；这样在寒冷天气电工作业时，由于手部僵硬容易导致电气事故，所以，保暖模块可以起到暖手的作用，保证电工操作安全。

所述超声波探测模块包括：超声波声呐和超声波反馈接收器，超声波探测模块用于对设定方向的物体进行探测，获取并判定是否存在障碍物情况；

电工在狭小空间作业时，有时手能伸进去但是眼睛看不到的地方，这样超声波探测模块可以弹出狭小空间内部信息，防止电工人员的手部伤害。如电工工具掉落到缝隙中，或者在狭小空间内部找到电缆，或电气元件，通过超声波探测模块、电场强度测试器22和电流传感器4找到想要的电缆，或电气元件，给电工提供了便捷。

所述投影模块包括投影头，投影头设于手套本体背部，投影模块用于将储存模块储存的视频信息或外部移动终端发送的视频信息通过投影的方式显示出来；

语音播报器还与手势识别模块、超声波探测模块和投影模块相连，用于实时将手势识别模块、超声波探测模块和投影模块反馈的语音信息通过声音的形式播报出来；

所述仿生体模块用于模拟用户真实手指端的生物特征，该生物特征包括手指的指纹特征和控制触摸屏的电容触点；电工需要触摸屏操作时，或者需要操作PLC编程时，可以在不摘下手套的情况下，完成操作。而且有些区域需要指纹识别，这样可以起到戴着手套进行识别。所述触摸识别模块用于触摸识别物品，并获取该物品的各种信息和参数；

所述处理器用于获取、分析和处理储存模块、无线通信模块、手势识别模块、保暖模块、超声波探测模块、仿生体模块、触摸识别模块、投影模块和语音播报器的数据信息，并对绝缘手套内部的模块及元件进行控制；

所述无线通信模块包括：蓝牙通信模块、wifi通信模块、NFC通信模块、ZigBee通信模块和2G/3G/4G/5G通信模块，无线通信模块用于使绝缘手套与外部移动终端和上位机进行数据交互；

环境检测组件包括：烟雾传感器，强光传感器，温度传感器，湿度传感器，二极管Cc1、二极管Cc2、二极管Cc3、二极管Cc4、二极管Cc5、二极管Cc6、电阻Rc1、调节电阻Rc2、调节电阻Rc3、调节电阻Rc4、调节电阻Rc5、调节电阻Rc6、电阻Rc7、电阻Rc8、语音播报器;

二极管Cc1和电阻Rc8串联连接；电阻Rc7和调节电阻Rc2串联连接，电阻Rc1和电阻Rc7并联，再与调节电阻Rc2的滑动端及二极管Cc1控制端连接；电阻Rc1和电阻Rc7并联的一端分别与处理器连接，通过二极管Cc3与调节电阻Rc3滑动端连接，通过二极管Cc4与调节电阻Rc4滑动端连接，通过二极管Cc5与调节电阻Rc5滑动端连接，通过二极管Cc6与调节电阻Rc6滑动端连接；调节电阻Rc2用于调节检测组件的整体灵敏度；语音播报器与处理器连接；

强光传感器一端连接电源，另一端通过调节电阻Rc3接地，调节电阻Rc3调节强光传感器的灵敏度；烟雾传感器一端连接电源，另一端通过调节电阻Rc4接地，调节电阻Rc4调节烟雾传感器的灵敏度；温度传感器一端连接电源，另一端通过调节电阻Rc5接地，调节电阻Rc5调节温度传感器的灵敏度；湿度传感器一端连接电源，另一端通过调节电阻Rc6接地，调节电阻Rc6调节湿度传感器的灵敏度；烟雾传感器，强光传感器，温度传感器，湿度传感器分别感应的烟雾量，强光量，温度量，湿度量，并将烟雾量，强光量，温度量，湿度量传输至处理器；当接收烟雾量，强光量，温度量，湿度量超出预设值时，将超出数据信息发送给处理器，处理器接收超出数据信息并通过无线通信模块传输至上位机，同时当烟雾量，强光量，温度量，湿度量任一量超出预警值时，处理器控制语音播报器发出报警声。

这样，当烟雾量，强光量，温度量，湿度量任一量超出预警值时，处理器控制语音播报器发出报警声，可以提醒使用者当前环境处于预警状态。同时处理器可将烟雾量，强光量，温度量，湿度量超出预设值通过无线通信模块传输至上位机，使上位机的管理人员实时了解电缆隧道内部环境情况信息，以便及时作出正确指挥，保护人员安全。

手套本体内还设有与处理器5连接的远程数据处理单元20；远程数据处理单元20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，回复字符经由无线通信模块接收发送至上位机，使处理器保持与上位机互通；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，响应于处理器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。这样保证了处理器与上位机之间数据通信的准确性和及时性。能够使手套具有信息的交互性。

本实施例中，手套本体内还设有供电电池电流获取电路，时间电路，稳压电路，供电电池电压获取电路；

处理器包括：供电电池电压获取电路的输入端DL连接处理器的 3脚，电压信号的输入端DY连接处理器的2脚；处理器14脚、15脚连接时间电路的时间芯片的6脚和5脚，时间电路和处理器之间的通讯协议为I²C总线协议；处理器的9、10脚为晶振接口，分别连接晶振XT1的两端，晶振XT1的两端分别通过电容CC2、CC3接地；处理器的23、24脚连接无线通信模块；供电端VCC通过电阻RC2和电阻RC1连接处理器的1脚，电阻RC2和电阻RC1之间通过电容CC4接地；VCC连接处理器的20脚，20脚还通过电容CC1接地，处理器的8、19脚接地；

时间电路包括：时间芯片，时间芯片的1、2脚接晶振YS1的两端，8脚通过二极管DS1接电源VCC，同时通过电容CS1接地，通过电阻RS1与备用电池BT1相连，3、4脚接地；

稳压电路包括：电源芯片，电源芯片1脚接滤波电感LD1，滤波电感LD1接熔断丝FY，熔断丝FY接二极管DY1，二极管DY1接+5V的VBB，电源芯片2脚接地，滤波电感LD1和熔断丝FY之间通过电阻RD1接地，电源芯片1脚与滤波电感LD1之间通过电容CD1接地，电源芯片3脚通过电容CD3、CD4、CD5接地，电源芯片3脚输出为+5VVCC稳定电压给处理器供电；

供电电池电压获取电路包括：电阻Rdy2，电阻Rdy2连接供电电池正极，电阻Rdy3连接供电电池负极及接地，电阻Rdy3两端的电压为运放器Lmdy的同相端2脚的输入，运放器Lmdy的1脚通过电阻Rdy4与运放器Lmdy的3脚相连，运放器Lmdy的4脚接VCC, 5脚接地，运放器Lmdy的3脚通过电阻Rdy1接输入端DY，电阻Rdy1与输入端DY之间通过电容Cdy1接地，电阻Rdy1和电容Cdy1为的滤波电路，将处理器的输入信号进行滤波；

供电电池电流获取电路包括：电压变送器的4、5脚分别接供电电池的正负极，在4、5脚之间串联分流器LFL，电压变送器1脚接VCC，3脚接地，2脚连接电阻Rdl4一端，电阻Rdl4另一端分别连接电阻Rdl2和电阻Rdl3，电阻Rdl3接地，电阻Rdl2连接运放器Lmdl2脚，运放器Lmdl4脚接VCC，5脚接地，运放器Lmdl1脚通过电阻Rdl1接3脚和处理器的输入端DL；电阻Rdl3和电阻Rdl4尾分压电阻。

本发明通过供电电池电压获取电路和供电电池电流获取电路采集供电电池的数据信息，这里供电电池可以采用具有充电功能的蓄电池。得到供电电池的电量信息。本发明中供电电池消耗电能时，电流一般较为平稳，可估算出供电电池的剩余电量。供电电池的容量一般以安时数来表示，充放电电流的积分即是电池的安时数，电池的额定容量也是以安时数表示的，积分结果与安时数之比即是以百分比表示的电池剩余容量SOC(StateofCharge)。

当检测到的电压低于设置的电压门限值、或者估算的SOC低于SOC门限值时，将发出告警信息，提示用户供电电池电量不足，防止在遇到危机时刻时，保护装置失去作用。

本实施例中，处理器5检测电池电压、电流，在检测电流的同时，对电量进行积分，每10ms积分一次，得到电池的充放电安时数，然后计算电池容量SOC。电池的Q₀和充放电效率η通过初始电压得到，在程序中存储有电池开路电压与剩余电量的关系和剩余电量与充放电效率的关系，程序刚开始运行时根据检测到的电压通过查上述关系得到电池初始容量SOC₀，然后即可算出Q₀＝C_n×SOC₀。程序周期性的将电压和SOC与相应的门限值作比较，当低于门限值时发出告警信息。处理器5实时的将检测到的供电电池的信息通过无线通信模块发送到上位机，供上位机人员参考。处理器5具有记录历史数据的功能，当出现告警信息时，处理器5将会把告警信息记录的Flash中，记录时将会读取时间芯片的时间，将告警的信息和发生告警的时间一并记录起来。

处理器5对采集供电电池信息进行计算，供电电池充放电电量进行积分，积分公式为：Q＝Q₀+∫(-1)ⁿIηdt (1)；

其中，n代表充放电方向，充电时为0，放电时为1；Q为电池电量，单位为库仑；Q₀为电池初始电量，单位为库仑；I为实时采集的电池也流，单位为安培；t为积分时间，单位为小时；η为充放电效率，它是电池剩余电量的函数。通过电压变送器出来的电压值辨明充放电方向，然后对供电电池容量进行估计，估计公式为SOC＝Q/Cn。式中：SOC(State of Charge)是指电池剩余容量，它是一百分比；Q为公式(1)的积分结果，单位为库仑；C_n为供电电池的额定容量，单位为安时，可以直接从供电电池参数得到，安时和库仑在物理意义上是等价的，所以Q和Cn的比值是一百分数。时间芯片采用PCF8583；电源芯片采用LM2931T5.0；处理器采用PIC18F258。

本实施例中，手套本体1内还设有与处理器5连接的振动模块；振动模块用于当电场强度测试器感应到绝缘手套周边有电磁场，或手指部的手指尖端触电，或环境数据信息超出阈值时，振动模块产生振动；

振动模块包括：开关Q3、电容C16、电容C17、电容C18、振动马达25和稳压芯片U1，开关Q3的型号为ES6U2T2R，稳压芯片U1的型号为SGM2031，开关Q3的1脚与处理器连接，开关Q3的2脚接地，3脚接5脚、6脚及振动马达负极，4脚接电容C17的一端、电容C18的一端、稳压芯片U1的1脚及振动马达25正极，电容C17的另一端、电容C18的另一端接地，稳压芯片U1的3脚接处理器，稳压芯片U1的4脚接电容C16的一端并经保险B1接供电电池的输出端，电容C16的另一端接地；振动模块中稳压芯片U1将电源模块提供的输入电压稳定在3.0V，为振动马达供电，开关Q3与处理器电连接，处理器通过脉冲宽度调制控制开关Q3的导通和关闭，控制振动马达。

本实施例中，远程数据处理单元20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；

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防护装置本体所对应的沟通级别；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，并将身份信息通过无线传输模块传输至上位机，上位机储存使用者的身份信息。

本实施例中，供电电路与供电电池6电连接，供电电路用于供电电池6通过供电电路与外部移动设备连接，使供电电池给外部移动设备充电；

供电电路包括：供电输出控制模块97、供电USB接口98、电源芯片91、二极管Dg1、电容Cg1、电容Cg2、电容Cg3；所述电源芯片五号管脚与供电输出控制模块97电连接，所述电源芯片一号管脚与二极管Dg1正极端连接，二极管Dg1负极端与供电USB接口98连接，电源芯片七号管脚分别与电源VCC连接及通过电容Cg1接地，电容Cg2的两端分别连接电源芯片的六号和八号管脚，电容Cg3一端连接在电源芯片一号管脚与二极管Dg1正极端之间，电容Cg3另一端接地，电源芯片二、三、四号脚接地；二极管Dg1用于防止电源芯片91在非工作状态下供电USB接口98接入的电压加至电源芯片91上；

充电电路与供电电池6电连接，充电电路用于使外电源通过充电电路给供电电池6充电；充电电路包括：充电USB接口96、场效应管一92、场效应管二93、电阻Rc、电感Lc和电容Cc；所述电感Lc和电容Cc组成LC振荡电路；所述场效应管一92漏极与场效应管二93的栅极连接，所述场效应管一92源极接地，场效应管二93的源极与供电电池6电连接，场效应管二93的漏极通过LC振荡电路与充电USB接口96连接；电感Lc和电容Cc组成LC振荡电路用于减少充电电源的波动，电阻Rc用于使场效应管二93充电前处于关断状态.

所述数据传输电路与储存模块11连接，用于数据传输电路通过与外部设备连接，使储存模块11与外部设备进行数据传输。

所述数据传输电路包括：数据USB接口94、晶体管Qs、电阻Rs1、电阻Rs2、电阻Rs3、电阻Rs4、电容Cs1、电容Cs2；电阻Rs1和电容Cs1组成RC滤波电路一，电阻Rs2和电容Cs2组成RC滤波电路二；所述晶体管基极与USB接口连接，所述晶体管发射极通过电阻Rs3和RC滤波电路二接地；所述晶体管集电极通过电阻Rs4和RC滤波电路一接地；RC滤波电路一和RC滤波电路二用于滤除数据传输中的杂波。

外部设备通过数据USB接口94与数据传输电路接通，这里外部设备可以包括电脑，平板等。接入数据USB接口94后，晶体管Qs动作，储存模块11与外部设备连通，进行数据传输。

对供电电池6通过充电电路进行充电时，外电源接入充电USB接口96，场效应管二93为断开状态，此时处理器101判断是否处于数据传输状态，如果不是数据传输状态，处理器101通过控制场效应管一92接通，使场效应管二93接通，外电源对供电电池6充电。

供电输出控制模块97与处理器电连接，供电电池6通过供电电路与外部移动设备连接，给外部移动设备充电时，处理器判断是否有数据传输，当无数据传输时，处理器通过控制供电输出控制模块97，使电源芯片91接通，供电电池6给外部设备充电或供电。这样用户在佩戴手套时，可以给手持终端，如手机，平板，手灯充电或供电。而且还可以与手机，平板，电脑进行数据交互，还能实现对供电电池6的充电功能。

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见即可。

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 (5)

1.一种变电站检修作业安全防护装置，其特征在于，包括：手套本体，分别与手套本体连接的手指部和手臂部；

手套本体内设有处理器、储存模块、手势识别模块、保暖模块、超声波探测模块、仿生体模块、触摸识别模块、投影模块、环境检测组件、语音播报器、无线通信模块以及用于给绝缘手套内部元件供电的供电电池；

手指部的手指尖端设有电流传感器和电场强度测试器，手臂部设有对讲机；

所述语音播报器分别与电场强度测试器和电流传感器电连接；所述手套本体、手指部和手臂部由外层到内层均设有耐磨层、绝缘层、吸附层；

所述手势识别模块包括：体感传感装置、压力传感器、弯曲传感器、姿态传感器、陀螺仪、加速器、红外传感器和微波传感器，手势识别模块用于识别电工在作业时的手势数据信息，并将用户的手势数据信息储存至储存模块；

所述保暖模块为设置在绝缘层与吸附层之间，采用保暖材料制作；

所述超声波探测模块包括：超声波声呐和超声波反馈接收器，超声波探测模块用于对设定方向的物体进行探测，获取并判定是否存在障碍物情况；

所述投影模块包括投影头，投影头设于手套本体背部，投影模块用于将储存模块储存的视频信息或外部移动终端发送的视频信息通过投影的方式显示出来；

语音播报器还与手势识别模块、超声波探测模块和投影模块相连，用于实时将手势识别模块、超声波探测模块和投影模块反馈的语音信息通过声音的形式播报出来；

所述仿生体模块用于模拟用户真实手指端的生物特征，该生物特征包括手指的指纹特征和控制触摸屏的电容触点；

所述触摸识别模块用于触摸识别物品，并获取该物品的各种信息和参数；

所述处理器用于获取、分析和处理储存模块、无线通信模块、手势识别模块、保暖模块、超声波探测模块、仿生体模块、触摸识别模块、投影模块和语音播报器的数据信息，并对绝缘手套内部的模块及元件进行控制；

所述无线通信模块包括：蓝牙通信模块、wifi通信模块、NFC通信模块、ZigBee通信模块和2G/3G/4G/5G通信模块，无线通信模块用于使绝缘手套与外部移动终端和上位机进行数据交互；

环境检测组件包括：烟雾传感器，强光传感器，温度传感器，湿度传感器，二极管Cc1、二极管Cc2、二极管Cc3、二极管Cc4、二极管Cc5、二极管Cc6、电阻Rc1、调节电阻Rc2、调节电阻Rc3、调节电阻Rc4、调节电阻Rc5、调节电阻Rc6、电阻Rc7、电阻Rc8、语音播报器;

二极管Cc1和电阻Rc8串联连接；电阻Rc7和调节电阻Rc2串联连接，电阻Rc1和电阻Rc7并联，再与调节电阻Rc2的滑动端及二极管Cc1控制端连接；电阻Rc1和电阻Rc7并联的一端分别与处理器连接，通过二极管Cc3与调节电阻Rc3滑动端连接，通过二极管Cc4与调节电阻Rc4滑动端连接，通过二极管Cc5与调节电阻Rc5滑动端连接，通过二极管Cc6与调节电阻Rc6滑动端连接；调节电阻Rc2用于调节检测组件的整体灵敏度；语音播报器与处理器连接；

强光传感器一端连接电源，另一端通过调节电阻Rc3接地，调节电阻Rc3调节强光传感器的灵敏度；烟雾传感器一端连接电源，另一端通过调节电阻Rc4接地，调节电阻Rc4调节烟雾传感器的灵敏度；温度传感器一端连接电源，另一端通过调节电阻Rc5接地，调节电阻Rc5调节温度传感器的灵敏度；湿度传感器一端连接电源，另一端通过调节电阻Rc6接地，调节电阻Rc6调节湿度传感器的灵敏度；烟雾传感器，强光传感器，温度传感器，湿度传感器分别感应的烟雾量，强光量，温度量，湿度量，并将烟雾量，强光量，温度量，湿度量传输至处理器；当接收烟雾量，强光量，温度量，湿度量超出预设值时，将超出数据信息发送给处理器，处理器接收超出数据信息并通过无线通信模块传输至上位机，同时当烟雾量，强光量，温度量，湿度量任一量超出预警值时，处理器控制语音播报器发出报警声；

手套本体内还设有与处理器连接的远程数据处理单元；

远程数据处理单元包括：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防护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，并将身份信息通过无线传输模块传输至上位机，上位机储存使用者的身份信息。

2.根据权利要求1所述的变电站检修作业安全防护装置，其特征在于，

手套本体内还设有供电电池电流获取电路，时间电路，稳压电路，供电电池电压获取电路；

处理器包括：供电电池电流获取电路的输入端DL连接处理器的 3脚，电压信号的输入端DY连接处理器的2脚；处理器14脚、15脚连接时间电路的时间芯片的6脚和5脚，时间电路和处理器之间的通讯协议为I²C总线协议；处理器的9、10脚为晶振接口，分别连接晶振XT1的两端，晶振XT1的两端分别通过电容CC2、CC3接地；处理器的23、24脚连接无线通信模块；供电端VCC通过电阻RC2和电阻RC1连接处理器的1脚，电阻RC2和电阻RC1之间通过电容CC4接地；VCC连接处理器的20脚，20脚还通过电容CC1接地，处理器的8、19脚接地；

时间电路包括：时间芯片，时间芯片的1、2脚接晶振YS1的两端，8脚通过二极管DS1接电源VCC，同时通过电容CS1接地，通过电阻RS1与备用电池BT1相连，3、4脚接地；

稳压电路包括：电源芯片，电源芯片1脚接滤波电感LD1，滤波电感LD1接熔断丝FY，熔断丝FY接二极管DY1，二极管DY1接+5V的VBB，电源芯片2脚接地，滤波电感LD1和熔断丝FY之间通过电阻RD1接地，电源芯片1脚与滤波电感LD1之间通过电容CD1接地，电源芯片3脚通过电容CD3、CD4、CD5接地，电源芯片3脚输出为+5VVCC稳定电压给处理器供电；

供电电池电压获取电路包括：电阻Rdy2，电阻Rdy2连接供电电池正极，电阻Rdy3连接供电电池负极及接地，电阻Rdy3两端的电压为运放器Lmdy的同相端2脚的输入，运放器Lmdy的1脚通过电阻Rdy4与运放器Lmdy的3脚相连，运放器Lmdy的4脚接VCC, 5脚接地，运放器Lmdy的3脚通过电阻Rdy1接输入端DY，电阻Rdy1与输入端DY之间通过电容Cdy1接地，电阻Rdy1和电容Cdy1为的滤波电路，将处理器的输入信号进行滤波；

供电电池电流获取电路包括：电压变送器的4、5脚分别接供电电池的正负极，在4、5脚之间串联分流器LFL，电压变送器1脚接VCC，3脚接地，2脚连接电阻Rdl4一端，电阻Rdl4另一端分别连接电阻Rdl2和电阻Rdl3，电阻Rdl3接地，电阻Rdl2连接运放器Lmdl2脚，运放器Lmdl4脚接VCC，5脚接地，运放器Lmdl1脚通过电阻Rdl1接3脚和处理器的输入端DL；电阻Rdl3和电阻Rdl4尾分压电阻。

3.根据权利要求1所述的变电站检修作业安全防护装置，其特征在于，

手套本体内还设有数据传输电路、充电电路、供电电路；

供电电路与供电电池电连接，供电电路用于使供电电池通过供电电路与外部移动设备连接，使供电电池给外部移动设备充电；

供电电路包括：供电输出控制模块、供电USB接口、电源芯片、二极管Dg1、电容Cg1、电容Cg2、电容Cg3；所述电源芯片五号管脚与供电输出控制模块电连接，所述电源芯片一号管脚与二极管Dg1正极端连接，二极管Dg1负极端与供电USB接口连接，电源芯片七号管脚分别与电源VCC连接及通过电容Cg1接地，电容Cg2的两端分别连接电源芯片的六号和八号管脚，电容Cg3一端连接在电源芯片一号管脚与二极管Dg1正极端之间，电容Cg3另一端接地，电源芯片二、三、四号脚接地；二极管Dg1用于防止电源芯片在非工作状态下供电USB接口接入的电压加至电源芯片上；

充电电路与供电电池电连接，充电电路用于使外电源通过充电电路给供电电池充电；

充电电路包括：充电USB接口、场效应管一、场效应管二、电阻Rc、电感Lc和电容Cc；所述电感Lc和电容Cc组成LC振荡电路；所述场效应管一漏极与场效应管二的栅极连接，所述场效应管一源极接地，场效应管二的源极与供电电池电连接，场效应管二的漏极通过LC振荡电路与充电USB接口连接；电感Lc和电容Cc组成LC振荡电路用于减少充电电源的波动，电阻Rc用于使场效应管二充电前处于关断状态；

所述数据传输电路与储存模块连接，用于数据传输电路通过与外部设备连接，使储存模块与外部设备进行数据传输；

所述数据传输电路包括：数据USB接口、晶体管Qs、电阻Rs1、电阻Rs2、电阻Rs3、电阻Rs4、电容Cs1、电容Cs2；电阻Rs1和电容Cs1组成RC滤波电路一，电阻Rs2和电容Cs2组成RC滤波电路二；所述晶体管基极与USB接口连接，所述晶体管发射极通过电阻Rs3和RC滤波电路二接地；所述晶体管集电极通过电阻Rs4和RC滤波电路一接地；RC滤波电路一和RC滤波电路二用于滤除数据传输中的杂波。

4.根据权利要求1所述的变电站检修作业安全防护装置，其特征在于，

手套本体内还设有与处理器连接的振动模块；振动模块用于当电场强度测试器感应到绝缘手套周边有电磁场，或手指部的手指尖端触电，或环境数据信息超出阈值时，振动模块产生振动；

振动模块包括：开关Q3、电容C16、电容C17、电容C18、振动马达和稳压芯片U1，开关Q3的型号为ES6U2T2R，稳压芯片U1的型号为SGM2031，开关Q3的1脚与处理器连接，开关Q3的2脚接地，3脚接5脚、6脚及振动马达负极，4脚接电容C17的一端、电容C18的一端、稳压芯片U1的1脚及振动马达正极，电容C17的另一端、电容C18的另一端接地，稳压芯片U1的3脚接处理器，稳压芯片U1的4脚接电容C16的一端并经保险B1接供电电池的输出端，电容C16的另一端接地；

振动模块中稳压芯片U1将电源模块提供的输入电压稳定在3.0V，为振动马达供电，开关Q3与处理器电连接，处理器通过脉冲宽度调制控制开关Q3的导通和关闭，控制振动马达。

5.根据权利要求1所述的变电站检修作业安全防护装置，其特征在于，

远程数据处理单元还包括：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，回复字符经由无线通信模块接收发送至上位机，使处理器保持与上位机互通；

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，响应于处理器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。