CN107818607A - 一种基于nfc手持式数据采集器的智能巡检系统 - Google Patents

一种基于nfc手持式数据采集器的智能巡检系统 Download PDF

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申国华
罗兴春
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Abstract

本发明公开了一种基于NFC手持式数据采集器的智能巡检系统，包括手持式数据采集器、NFC电子标签及数据处理服务器，手持式数据采集器通过无线网络与数据处理服务器连接，NFC电子标签设置在电气设备表面，与手持式数据采集器无线通信连接，蓝牙温湿度计设置在开关室内，通过蓝牙与手持式数据采集器连接；本发明通过采用手持式数据采集器对现场数据进行实时记录，实现了电气设备参数的实时记录、传输和存储，解决了需要人工纸质记录的问题；采用GPS定位模块实时定位运维人员的位置，有效的管控运维人员是否到位；数据处理服务器对采集的设备信息进行分析，有效准确的定位电气设备的缺陷部位和分析缺陷种类。

Description

一种基于NFC手持式数据采集器的智能巡检系统
技术领域
本发明涉及电力设备监测技术领域，尤其涉及一种基于NFC手持式数据采集器的智能巡检系统。
背景技术
目前，电能被广泛应用在动力、照明、冶金、化学、纺织、通信、广播等各个领域，是科学技术发展、国民经济飞跃的主要动力，电能的可靠供应很大程度上取决于电力设施的可靠性，随着电网容量的增大和用户对供电可靠性要求的提高,变电站电气设备日常巡维重要性日益显现出来，如何采取合理的巡维策略和正确决定维修计划,以保证在不降低电力供应可靠性的前提下节省维修费用,便成为电力部门或负责设备维修的公司面临的重要课题。
目前变电站巡检使用的是移动作业平台，从系统后台上按巡检计划下达任务，运检人员到变电设备现场巡检按作业表单逐一检查打钩，手动记录巡检情况，巡检结束回到巡维中心上传数据，存在着无法管控运维人员是否到位、巡检人员工作内容没办法实时掌握；纸质记录的巡检方式、数据没办法整理，对缺陷只是单一的记录，不能实现智能管控与分析；缺陷处理没有相应专家库的指导，不能促进运维人员的技能知识和管理水平；不能按差异化运维要求进行特巡特维；对于巡检过程中发现的问题不能及时准确的反馈，对现场设备的检测数据无法及时上传至管理后台；对于多数量的巡检点在复杂的生产环境中容易遗漏；对于参数很多的电气设备人工巡检的过程中容易造成数据错误；不能及时分析设备的运行状态并安排维护；没有建立一次、二次设备状态评价、风险评估模型的问题，因此需要提出一种基于NFC手持式数据采集器的智能巡检系统，用于实现变电站日常巡维工作简单化、精益化、智能化。
发明内容
本发明解决的技术问题：提供一种基于NFC手持式数据采集器的智能巡检系统，用以解决现目前变电站日常巡维工作依靠纸质记录的巡检方式工作量大、无法管控运维人员是否到位、运维人员在巡检过程中无法判断设备存在的缺陷的问题。
本发明的技术方案：
一种基于NFC手持式数据采集器的智能巡检系统，包括手持式数据采集器、NFC电子标签及数据处理服务器，所述的手持式数据采集器通过无线网络与数据处理服务器连接，所述的NFC电子标签设置在电气设备表面，NFC电子标签与手持式数据采集器无线通信连接，所述的蓝牙温湿度计设置在开关室内，通过蓝牙与手持式数据采集器连接。
所述的手持式数据采集器包括把手、采集器器身、可见光镜头、红外热成像镜头、激光测距头、GPS定位器、通讯手机和支架，采集器器身固定设置在把手顶端，激光测距孔设置在把手上端部，红外热成像镜头设置在采集器器身中部，可见光镜头设置在采集器器身右上角， GPS定位器设置在采集器器身内部，支架设置在采集器器身背面，所述的通讯手机设置在支架上，通讯手机通过蓝牙与温湿度计通信连接。
所述的数据处理服务器包括主控CPU、在线监测模块、巡检路线规划模块、巡检计划模块、缺陷专家库模块、设备隐患分析模块、报表管理模块和系统设置模块，所述的在线监测模块、巡检路线规划模块、巡检计划制定模块、缺陷专家库模块、设备隐患分析模块、报表管理模块和系统设置模块均分别与主控CPU通信连接。
所述的蓝牙温湿度计温度测量范围是-10℃-85℃，湿度测量范围是5%-95%。
所述的可见光镜头视场角为70°。
所述的红外热成像镜头视场角为50°，温度测量范围为0-150℃。
所述的激光测距头测量的距离范围是0.05m-30m。
所述的采集器器身内部还包括无线通信模块、无线接收模块、红外热成像测量单元、可见光图像测量单元、激光测距单元，所述的无线接收模块与无线通信模块连接，无线通信模块分别与红外热成像测量单元、可见光图像测量单元、激光测距单元通信连接。
本发明的有益效果：
本发明提供了一种基于NFC手持式数据采集器的智能巡检系统，通过采用手持式数据采集器对现场数据进行实时记录，实现了电气设备运行数据计环境参数的快速及时记录、传输和存储，解决了需要人工纸质记录的问题，大大减轻了人员负担，有效提高了工作效率；同时，采用GPS定位器实时定位运维人员的位置，有效的管控运维人员是否到位，再者，采用数据处理服务器提供了缺陷专家库模块等模块，对由巡维人员通过手持式数据采集器传输的设备信息进行分析，能准确定位电气设备的缺陷部位和分析缺陷种类，有效的判断电气设备的健康状况，为制定电气设备的检修策略提供依据。
附图说明
图1为本发明系统结构示意图；
图2为本发明手持式数据采集器结构示意图；
图3为本发明采集器器身内部控制单元连接结构示意图；
图中标识：1、手持式数据采集器，2、NFC电子标签，3、数据处理服务器，4、把手，5、激光测距头，6、采集器器身，7、红外热成像镜头，8、可见光镜头，9、支架，10、通讯手机，11、蓝牙温湿度计。
具体实施方式
一种基于NFC手持式数据采集器的智能巡检系统，包括手持式数据采集器1、NFC电子标签2及数据处理服务器3，所述的手持式数据采集器1通过无线网络与数据处理服务器3连接，所述的NFC电子标签2设置在电气设备表面，NFC电子标签2与手持式数据采集器1无线通信连接，所述的蓝牙温湿度计11设置在开关室内，通过蓝牙与手持式数据采集器1连接。
所述的手持式数据采集器1包括手把、采集器器身6、可见光镜头8、红外热成像镜头7、激光测距头5、GPS定位器、通讯手机10和支架9，采集器器身6固定设置在把手4顶端，激光测距孔5设置在把手4上部，红外热成像镜头7设置在采集器器身6中部，可见光镜头8设置在采集器器身6右上角， GPS定位器设置在采集器器身6内部，支架9设置在采集器器身6背面，所述的通讯手机10设置在支架9上，蓝牙温湿度计11通过蓝牙功能与通讯手机10连接，蓝牙温湿度计11将测量的环境温湿度信息通过蓝牙功能传输给通信手机10。
所述的蓝牙温湿度计11温度测量范围是-10℃-85℃，湿度测量范围是5%-95%，通信距离最大为15m，连续工作时间大于1000小时。
所述的可见光镜头8镜头类型为1/4inch，其视场角为70°，可见光镜头焦距为4.6mm，光圈3.0mm，分辨率为640 x 480，镜头帧率小于9 Hz，生成的图像格式为JPEG。
所述的红外热成像镜头7视场角为50°，温度测量范围为0-150℃，像素分辨率为160 x 120，热灵敏度小于50 mK，生成的图像格式为RAW，测温精度为±2℃或者±2%FS，最大距离3m。
所述的激光测距头5测量的距离范围是0.05m-30m，测量精度±2mm(10米内)，2+0.05*(D-10)mm（大于10 米），所采用的激光等级为Ⅱ级，激光量为二级，小于1mW。
所述的GPS定位器实时定位运维人员的位置，将定位信息发送给数据处理服务器3的在线监测模块，有效的管控运维人员是否到位。
所述的通信手10带有NFC功能，其操作系统为Android4.4及以上，数据接口采用具有OTG功能USB接口，同时具有蓝牙功能，通信手机10屏幕尺寸为5.5寸~7寸（其他尺寸需定制支架）。
所述的数据处理服务器3包括主控CPU、在线监测模块、巡检路线规划模块、巡检计划模块、缺陷专家库模块、设备隐患分析模块、报表管理模块和系统设置模块，所述的在线监测模块、巡检路线规划模块、巡检计划制定模块、缺陷专家库模块、设备隐患分析模块、报表管理模块和系统设置模块均分别与主控CPU通信连接。
所述的在线监测模块可根据现场需要配置监测设备，对关键设备或重要设备关键点实现在线监测，并实现自动报警并推送给巡检人员或检修人员，并通过移动端的GPS定位器提供信息实时掌握巡检人员的地理位置。
所述的巡检路线规划模块后台管理人员可通过日常巡检情况及人员情况，合理制定巡检路线，巡检人员根据既定的巡检路线进行巡检。
巡检计划模块通过对设备隐患情况分析，设备老旧程度及维护情况，制定巡检计划和巡检周期，并到期提醒，对老旧设备或使用率较高设备，加大巡检频次。
缺陷专家库模块建立设备缺陷模型，将历史缺陷记录入库，为设备异常提供诊断模型和依据。
设备隐患分析模块根据现场采集的数据、隐患上报情况，结合缺陷专家库，自动对设备隐患程度进行分析、评估，诊断，及时提供设备故障的预警。
报表管理模块通过设备巡检数据、工单数据等，自动生成各种报表，报表可以WORD/EXCEL/PDF等方式导出，为设备管理者提供运维决策，同时可通过对现场设备巡检人员到位情况，结合巡检计划，对巡检人员工作成绩进行考核，实现对巡检人员KPI考核的数据化。
系统设置模块实现角色权限管理，根据岗位不同设置不同权限，各取所需数据。
所述的采集器器身6内部包括无线通信模块、无线接收模块、红外热成像测量单元、可见光图像测量单元、激光测距单元，所述的无线接收模块与无线通信模块连接，无线通信模块分别与红外热成像测量单元、可见光图像测量单元、激光测距单元通信连接。
一种基于NFC手持式数据采集器的智能巡检系统，操作方法包括以下步骤：
步骤1：采用手持式数据采集器1读取被检测电气设备的身份信息：通过在变电站或设备上粘贴NFC电子标签2的方式，识别变电站及设备的身份信息，利用手持式数据采集器1上的具有NFC功能的手机，可以读取并识别设备的身份信息；
步骤2：数据处理服务器3通过无线网络将巡检任务信息下发至通讯手机10：通过后台系统手动生成工单或根据设备预设的巡检周期自动生成巡检工单下发至通讯手机10；
步骤3：查询被检测的电气设备的技术资料：通过无线网络向后台系统调取设备台账、缺陷专家库相关技术资料，使巡检人员迅速详细了解待检设备信息；
步骤4：检测电气设备运行状况：通过对现场电气设备（如：变压器、开关柜、电缆等）进行温升、热场分布等监测，对电气设备的NFC电子标签2读取，调取后台系统中该设备内部状态信息；
步骤5：根据电气设备的检测结果，分析定位电气设备异常或缺陷位置；
步骤6：将手持式数据采集器1采集的电气设备异常或缺陷位置信息通过无线网络实时上传至数据处理服务器3；
步骤7：缺陷专家库模块分析判断缺陷种类：通过缺陷库分析现场采集异常的设备状态，判断缺陷种类，对巡检人员进行现场维护指导；
步骤8：可将手持式数据采集器1捕获的设备缺陷信息及维护方式录入设备台账，方便随时随地查阅。

Claims (8)

1.一种基于NFC手持式数据采集器的智能巡检系统，其特征在于：包括手持式数据采集器（1）、NFC电子标签（2）及数据处理服务器（3），所述的手持式数据采集器（1）通过无线网络与数据处理服务器（3）通信连接，所述的NFC电子标签（2）设置在电气设备表面，NFC电子标签（2）与手持式数据采集器（1）无线通信连接，所述的蓝牙温湿度计（11）设置在开关室内，通过蓝牙与手持式数据采集器（1）连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于NFC手持式数据采集器的智能巡检系统，其特征在于：所述的手持式数据采集器（1）包括把手（4）、采集器器身（6）、可见光镜头（8）、红外热成像镜头（7）、激光测距头（5）、GPS定位器、通讯手机（10）和支架（9），采集器器身（6）固定设置在把手（4）顶端，激光测距孔（5）设置在把手（4）上端部，红外热成像镜头（7）设置在采集器器身（6）中部，可见光镜头（8）设置在采集器器身（6）右上角， GPS定位器设置在采集器器身（6）内部，支架（9）设置在采集器器身（6）背面，所述的通讯手机（10）设置在支架（9）上，通讯手机（10）通过蓝牙与温湿度计通信连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于NFC手持式数据采集器的智能巡检系统，其特征在于：所述的数据处理服务器（3）包括主控CPU、在线监测模块、巡检路线规划模块、巡检计划模块、缺陷专家库模块、设备隐患分析模块、报表管理模块和系统设置模块，所述的在线监测模块、巡检路线规划模块、巡检计划制定模块、缺陷专家库模块、设备隐患分析模块、报表管理模块和系统设置模块均分别与主控CPU通信连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于NFC手持式数据采集器的智能巡检系统，其特征在于：所述的蓝牙温湿度计（11）温度测量范围是-10℃-85℃，湿度测量范围是5%-95%。
5.根据权利要求 2所述的一种基于NFC手持式数据采集器的智能巡检系统，其特征在于：所述的可见光镜头（8）视场角为70°。
6.根据权利要求2所述的一种基于NFC手持式数据采集器的智能巡检系统，其特征在于：所述的红外热成像镜头（7）视场角为50°，温度测量范围为0-150℃。
7.根据权利要求2所述的一种基于NFC手持式数据采集器的智能巡检系统，其特征在于：所述的激光测距头（5）测量的距离范围是0.05m-30m。
8.根据权利要求2所述的一种基于NFC手持式数据采集器的智能巡检系统，其特征在于：所述的采集器器身（6）内部还包括无线通信模块、无线接收模块、红外热成像测量单元、可见光图像测量单元、激光测距单元，所述的无线接收模块与无线通信模块连接，无线通信模块分别与红外热成像测量单元、可见光图像测量单元、激光测距单元通信连接。
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