CN108537185A - 一种工位设备的智能配电管理系统及方法 - Google Patents

一种工位设备的智能配电管理系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种工位智能配电管理系统及方法，该系统包括：人脸识别模块、控制模块和智能配电模块。控制模块与人脸识别模块信号连接，控制模块与至少一个智能配电模块无线连接，智能配电模块设置在工位设备的电源输出端上。人脸识别模块用于采集作业人员的人脸图像，提取所述人脸图像的特征信息，并将所述特征信息与预设人脸资料库存储的特征进行比对，如果比对成功，则人脸识别模块发送对应的身份ID给控制模块。控制模块根据所述身份ID控制对应的智能配电模块导通或断开电源与工位设备的电连接。智能配电模块还监测工位设备的供电状态，并将生成供电状态数据发送给控制模块。本发明能提高工作效率和工厂管理的智能化。

Description

一种工位设备的智能配电管理系统及方法
技术领域
本发明涉及智能办公技术领域，尤其涉及一种工位设备的智能配电管理系统及方法。
背景技术
安全生产、文明生产、绿色节能已经成为国家、企业、各单位关注的重点，其中用电安全尤其是关注的焦点。现有的各类生产车间中，常易出现工人下班了，设备的电源仍连通或处于无人值守运转中，也存在作业人员误开启其它工位的设备，造成设备无效运行或发生安全风险。当然也存在工人长时间作业发生因疲劳导致的安全事故。全国每年因为用电误操作、长时间大负荷用电、工人疲劳工作导致的安全事故给企业造成大量的损失，为此各有关部门也制定了相应的制度。制度是安全的保障，科技是制度的依托，在遵守制度的前提下，采用科技手段提供一种安全、有效、节能的用电控制方式势在必行。特别是随着社会对自动化的要求，自动控制系统必将成为自动化管理和智能化控制不可缺少的组成部分。然而，目前大多研究仅是对工作设备进行智能升级，对于如何把作业人员与设备的智能互动的管理的开发研究仍有很多的路要走。如果能做到工位设备随作业人员进入时启动，离开时断开的智能控制，那么作业人员的工作环境的智能化管理，可以提高工作效率和工作质量，有效改善工作条件，减轻劳动强度，实现管理和决策的科学化。
发明内容
本发明提供一种工位设备的智能配电管理系统及方法，解决现有车间工位设备管理易出现设备长时间无人值守运转、非作业人员误上电和设备超负荷运转的问题，能实现工作设备随作业人员的进入或离开进行智能控制，改善工厂安全生产条件，提高工作效率和工厂管理的智能化。
为实现以上目的，本发明提供以下技术方案：
一种工位设备的智能配电管理系统，包括：人脸识别模块、控制模块和智能配电模块；
所述控制模块与所述人脸识别模块信号连接，所述控制模块与至少一个所述智能配电模块无线连接，所述智能配电模块设置在工位设备的电源配电箱上；
所述人脸识别模块用于采集作业人员的人脸图像，提取所述人脸图像的特征信息，并将所述特征信息与预设人脸资料库存储的特征进行比对，如果比对成功，则所述人脸识别模块发送对应的身份ID给所述控制模块；
所述控制模块用于根据所述身份ID确定所述作业人员对应的工位设备，并判断是否需要连通或断开所述工位备的电源，如是，则发送控制信号给所述智能配电模块；
所述智能配电模块用于根据所述控制信号导通或断开所述对应的工位设备与电源配电箱之间的电连接，以及
在工位设备上电启动后，监测工位设备的供电状态，并根据所述供电状态生成所述工位设备的供电状态数据发送给所述控制模块；
所述控制模块还用于根据所述供电状态数据判断所述工位设备的运行时间和/或用电负荷是否符合设定要求，如否，则发送控制信号使所述工位设备断电。
优选的，还包括：Web服务器，所述Web服务器与所述控制模块信号连接，所述Web服务器通过所述控制模块获取各个工位设备的供电状态数据，并根据所述供电状态数据得到所述工位设备的运行时间和用电负荷；
在所述运行时间大于设定时间阈值或所述用电负荷大于设定电荷阈值时，所述Web服务器通过所述控制模块发送提醒信号给所述智能配电模块，所述智能配电模块显示和/或语音播报提醒信息。
优选的，还包括：显示终端，所述显示终端通过移动通讯网络与所述Web服务器相连，所述显示终端通过运行APP软件显示或查询所述工位设备的运行时间和用电负荷。
优选的，所述显示终端为以下任一种设备：手机、台式电脑、笔记本电脑和平板电脑。
优选的，所述智能配电模块包括：继电器控制模块、通讯控制模块、采集监测模块和CPU处理模块；
所述CPU处理模块通过串口与所述通讯控制模块和所述采集监测模块信号连接；
所述继电器控制模块的控制端与所述CPU处理模块的输出端相连，所述继电器控制模块的输入端与所述电源配电箱的输出端相连，所述继电器控制模块的输出端与所述工位设备的电源端相连；
所述采集监测模块用于监测所述工位设备的供电状态；
所述通讯控制模块用于接收所述控制信号和发送所述供电状态数据；
所述CPU处理模块根据所述控制信号控制所述继电器控制模块导通或断开工位设备与电源配电箱之间的电连接，以及根据所述供电状态生成所述工位设备的供电状态数据后，通过所述通讯控制模块发送给所述控制模块。
优选的，所述通讯控制模块包括：ZigBee通讯模块。
优选的，所述控制模块包括：ARM智能网关模块和ZigBee无线模块；
所述ARM智能网关模块与至少一个所述ZigBee无线模块连接，并通过所述ZigBee无线模块和所述Zigbee通讯模块与所述智能配电模块组成无线网络，所述ARM智能网关还通过TCP/IP协议与所述Web服务器形成Internet网络。
优选的，所述人脸识别模块包括：人脸识别摄像头、微处理器和网络通信模块；
所述人脸识别摄像头用于采集作业人员的人脸图像；
所述微处理器用于提取所述人脸图像的特征信息，并将所述特征信息与预设人脸资料库存储的特征进行比对，并在比对成功时通过所述网络通信模块发送所述身份ID。
本发明还提供一种工位设备的智能配电管理方法，包括：
采集作业人员的人脸图像，提取所述人脸图像的特征信息，并将所述特征信息与预设人脸资料库存储的特征进行比对；
如果比对成功，则根据对应的身份ID控制电源配电箱与对应工位设备的电连接的导通或断开；
在所述工位设备上电启动后，监测所述工位设备的供电状态，并根据所述供电状态生成所述工位设备的供电状态数据。
优选的，还包括：
获取各个工位设备的供电状态数据，并根据所述供电状态数据得到所述工位设备的运行时间和用电负荷；
如果所述运行时间大于设定时间阈值或所述用电负荷大于设定电荷阈值，则显示和/或语音播报提醒信息。本发明提供一种工位设备的智能配电管理系统及方法，采用人脸识别模块对作业人员进行人脸识别，并通过智能配电模块控制工位设备的通电，解决现有车间工位设备管理易出现设备长时间无人值守运转、非作业人员误上电和设备超负荷运转的问题，能实现工作设备随作业人员的进入或离开进行智能控制，改善工厂安全生产条件，提高工作效率和工厂管理的智能化。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的具体实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1：是本发明提供的一种工位设备的智能配电管理系统示意图；
图2：是本发明提供的一种工位设备的智能配电管理方法流程图。
附图标记
1 控制模块
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本发明实施例作进一步的详细说明。
针对在各类生产车间、装配车间或者厂矿企业的各个工位设备的管理中，易出现误动他人岗位用电、工位设备长时间无人值守运转、作业人员长时间超负荷疲劳工作的情况。本发明提供一种工位设备的智能配电管理系统及方法，解决现有车间工位设备管理易出现设备长时间无人值守运转、非作业人员误上电和设备超负荷运转的问题，能实现工作设备随作业人员的进入或离开进行智能控制，改善工厂安全生产条件，提高工作效率和工厂管理的智能化。
如图1所示，一种工位设备的智能配电管理系统，包括：人脸识别模块、控制模块1和智能配电模块。所述控制模块1与所述人脸识别模块信号连接，所述控制模块1与至少一个所述智能配电模块无线连接，所述智能配电模块设置在工位设备的电源配电箱上。所述人脸识别模块用于采集作业人员的人脸图像，提取所述人脸图像的特征信息，并将所述特征信息与预设人脸资料库存储的特征进行比对，如果比对成功，则所述人脸识别模块发送对应的身份ID给所述控制模块。所述控制模块1用于根据所述身份ID确定所述作业人员对应的工位设备，并判断是否需要连通或断开所述工位备的电源，如是，则发送控制信号给所述智能配电模块。所述智能配电模块用于根据所述控制信号导通或断开所述对应的工位设备与电源配电箱之间的电连接，以及在工位设备上电启动后，监测工位设备的供电状态，并根据所述供电状态生成所述工位设备的供电状态数据发送给所述控制模块。所述控制模块1还用于根据所述供电状态数据判断所述工位设备的运行时间和/或用电负荷是否符合设定要求，如否，则发送控制信号使所述工位设备断电。具体地，控制模块根据身份ID可判断该作业人员是上班还是下班，如果是上班，则输出控制信号使智能配电模块导通电源配电箱与对应工位设备的电连接，如果是下班，则输出控制信号使智能配电模块断开电源配电箱与对应工位设备的电连接，其中，控制信号可以采用高低电平来实出，如，当控制信号为高电平时导通电连接，低电平时断开电连接。同时，控制模块还根据工位设备的供电状态数据对该工位设备的运行时间和/或用电负荷是否超出设定要求进行判断，避免工位设备长时间运行或超负荷使用。
在实际应用中，智能配电模块与配电箱内的断路器配合使用，在人脸识别模块根据人脸图像比对成功后，发送相对应的身份ID给控制模块，所述控制模块控制对应的智能配电模块使该身份ID的作业人员对应的工位设备与电源的电连接导通或断开。如果作业人员是当天第一次通过人脸识别模块对身份ID进行确认，则智能配电模块导通电源配电箱与工位设备的电连接。如果作业人员是下班或第二次通过对身份ID进行确认，控制模块经过判断认为属于作业结束，则控制智能配电模块断开电源配电箱与工位设备的电连接。该管理系统能智能控制作业人员对应的工位设备的电源供电或断开，同时，对各个工位设备的供电数据进行跟踪，以便后期的大数据分析，进而对工作人员的工作效率、操作规范进行分析。能够实现节省能源、改善工厂安全生产条件，提高工作效率和工厂管理的智能化。
该系统还包括：Web服务器，所述Web服务器与所述控制模块信号连接，所述Web服务器通过所述控制模块获取各个工位设备的供电状态数据，并根据所述供电状态数据得到所述工位设备的运行时间和用电负荷。在所述运行时间大于设定时间阈值或所述用电负荷大于设定电荷阈值时，所述Web服务器通过所述控制模块发送提醒信号给所述智能配电模块，所述智能配电模块显示和/或语音播报提醒信息。
具体地，Web服务器根据各个工位设备的供电状态数据得到运行时间和用电负荷，如果运行时间或用电负荷超出设定值，则Web服务器通过网络或信号连接线通过控制模块发送提醒信号给智能配电模块，智能配电模块根据预设的提醒信息进行显示和/或语音播报。可采用警示灯或蜂鸣器进行提醒。
该系统还包括：显示终端，所述显示终端通过移动通讯网络与所述Web服务器相连，所述显示终端通过运行APP软件显示或查询所述工位设备的运行时间和负荷状态。
在实际应用中，所述显示终端为以下任一种设备：手机、台式电脑、笔记本电脑和平板电脑。作业人员或管理人员可通过显示终端运行的APP软件运程访问Web服务器，对工位设备的供电数据或供电状态进行查询或显示，进而能实时对工位设备的管理，避免出现为了核查工位设备是否安全，还需要由人工到现场去核实，能有效减少人工成本，提高管理工作效率。
所述智能配电模块包括：继电器控制模块、通讯控制模块、采集监测模块和CPU处理模块。所述CPU处理模块通过串口与所述通讯控制模块和所述采集监测模块信号连接。所述继电器控制模块的控制端与所述CPU处理模块的输出端相连，所述继电器控制模块的输入端与所述电源配电箱的输出端相连，所述继电器控制模块的输出端与所述工位设备的电源端相连。所述采集监测模块用于监测所述工位设备的供电状态。所述通讯控制模块用于接收所述控制信号和发送所述供电状态数据。所述CPU处理模块根据所述控制信号控制所述继电器控制模块导通或断开工位设备与电源配电箱之间的电连接，以及根据所述供电状态生成所述工位设备的供电状态数据后，通过所述通讯控制模块发送给所述控制模块。
具体地，采集监测模块可以对电源配电箱与工位设备的电连接线进行电压或电流进行采集。当前电压或电流为零时代表工位设备的供电状态为断开状态，采集到的电压或电流数据能够计算该工位设备的用电负荷，采集的电压或电流的持续时间可能分析得到工位设备的运行时间。
所通讯控制模块包括：ZigBee通讯模块，所述控制模块通过所述ZigBee通讯模块与所述智能配电模块组成基于ZigBee协议的无线网络。
所述控制模块包括：ARM智能网关模块和ZigBee无线模块。所述ARM智能网关模块与至少一个所述ZigBee无线模块连接，并通过所述ZigBee无线模块和所述Zigbee通讯模块与所述智能配电模块组成无线网络，所述ARM智能网关还通过TCP/IP协议与所述Web服务器形成Internet网络。
具体地，所述智能配电模块通过ZigBee协议与ARM智能网关组成ZigBee无线网络，使各个工位设备通过智能配电模块与控制模块相连，一个控制模块可控制多个智能配电模块，并通过Internet网络将各工位设备的供电数据上传到Web服务器进行存储和分析等。
所述人脸识别模块包括：人脸识别摄像头、微处理器和网络通信模块。所述人脸识别摄像头用于采集作业人员的人脸图像。所述微处理器用于提取所述人脸图像的特征信息，并将所述特征信息与预设人脸资料库存储的特征进行比对，并在比对成功时通过所述网络通信模块发送所述身份ID。
在实际应用中，人脸识别摄像头的数量，可根据实际需要确定，如是人员太多，可采用一套人脸识别设备配备多个人脸识别摄像头。网络通信模块可以包括：WIFI模块、移动通讯模块和Internet网络模块，使人脸识别后的身份ID通过网络通信模块发送给需要模块或设备，如：Web服务器、显示终端和控制模块。
可见，本发明提供一种工位设备的智能配电管理系统，采用人脸识别模块对作业人员进行人脸识别，并通过智能配电模块控制工位设备的通电，解决现有车间工位设备管理易出现设备长时间无人值守运转、非作业人员误上电和设备超负荷运转的问题，能实现工作设备随作业人员的进入或离开进行智能控制，改善工厂安全生产条件，提高工作效率和工厂管理的智能化。
如图2所示，为本发明还提供一种工位智能配电管理方法流程图，该方法包括以下步骤：
S1：采集作业人员的人脸图像，提取所述人脸图像的特征信息，并将所述特征信息与预设人脸资料库存储的特征进行比对；
S2：如果比对成功，则根据对应的身份ID控制电源配电箱与对应工位设备的电连接的导通或断开；
S3：在所述工位设备上电启动后，监测所述工位设备的供电状态，并根据所述供电状态生成所述工位设备的供电状态数据。
该方法还包括：
S4：获取各个工位设备的供电状态数据，并根据所述供电状态数据得到所述工位设备的运行时间和用电负荷；
S5：如果所述运行时间大于设定时间阈值或所述用电负荷大于设定电荷阈值，则显示和/或语音播报提醒信息。
具体地，还可以包括：根据对应的身份ID判断该作业人员是上班还是下班，如果是上班，则输出控制信号使智能配电模块导通电源配电箱与对应工位设备的电连接，如果是下班，则输出控制信号使智能配电模块断开电源配电箱与对应工位设备的电连接。也可以根据工位设备的供电状态数据对该工位设备的运行时间和/或用电负荷是否超出设定要求进行判断，避免工位设备长时间运行或超负荷使用。
可见，本发明提供一种工位设备的智能配电管理方法，采用人脸识别模块对作业人员进行人脸识别，并通过智能配电模块控制工位设备的通电，解决现有车间工位设备管理易出现设备长时间无人值守运转、非作业人员误上电和设备超负荷运转的问题，能实现工作设备随作业人员的进入或离开进行智能控制，改善工厂安全生产条件，提高工作效率和工厂管理的智能化。
以上依据图示所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种工位设备的智能配电管理系统，其特征在于，包括：人脸识别模块、控制模块和智能配电模块；
所述控制模块与所述人脸识别模块信号连接，所述控制模块与至少一个所述智能配电模块无线连接，所述智能配电模块设置在工位设备的电源配电箱上；
所述人脸识别模块用于采集作业人员的人脸图像，提取所述人脸图像的特征信息，并将所述特征信息与预设人脸资料库存储的特征进行比对，如果比对成功，则所述人脸识别模块发送对应的身份ID给所述控制模块；
所述控制模块用于根据所述身份ID确定所述作业人员对应的工位设备，并判断是否需要连通或断开所述工位备的电源，如是，则发送控制信号给所述智能配电模块；
所述智能配电模块用于根据所述控制信号导通或断开所述对应的工位设备与电源配电箱之间的电连接，以及
在工位设备上电启动后，监测工位设备的供电状态，并根据所述供电状态生成所述工位设备的供电状态数据发送给所述控制模块；
所述控制模块还用于根据所述供电状态数据判断所述工位设备的运行时间和/或用电负荷是否符合设定要求，如否，则发送控制信号使所述工位设备断电。
2.根据权利要求1所述的工位设备的智能配电管理系统，其特征在于，还包括：Web服务器，所述Web服务器与所述控制模块信号连接，所述Web服务器通过所述控制模块获取各个工位设备的供电状态数据，并根据所述供电状态数据得到所述工位设备的运行时间和用电负荷；
在所述运行时间大于设定时间阈值或所述用电负荷大于设定电荷阈值时，所述Web服务器通过所述控制模块发送提醒信号给所述智能配电模块，所述智能配电模块显示和/或语音播报提醒信息。
3.根据权利要求2所述的工位设备的智能配电管理系统，其特征在于，还包括：显示终端，所述显示终端通过移动通讯网络与所述Web服务器相连，所述显示终端通过运行APP软件显示或查询所述工位设备的运行时间和用电负荷。
4.根据权利要求3所述的工位设备的智能配电管理系统，其特征在于，所述显示终端为以下任一种设备：手机、台式电脑、笔记本电脑和平板电脑。
5.根据权利要求4所述的工位设备的智能配电管理系统，其特征在于，所述智能配电模块包括：继电器控制模块、通讯控制模块、采集监测模块和CPU处理模块；
所述CPU处理模块通过串口与所述通讯控制模块和所述采集监测模块信号连接；
所述继电器控制模块的控制端与所述CPU处理模块的输出端相连，所述继电器控制模块的输入端与所述电源配电箱的输出端相连，所述继电器控制模块的输出端与所述工位设备的电源端相连；
所述采集监测模块用于监测所述工位设备的供电状态；
所述通讯控制模块用于接收所述控制信号和发送所述供电状态数据；
所述CPU处理模块根据所述控制信号控制所述继电器控制模块导通或断开工位设备与电源配电箱之间的电连接，以及根据所述供电状态生成所述工位设备的供电状态数据后，通过所述通讯控制模块发送给所述控制模块。
6.根据权利要求5所述的工位设备的智能配电管理系统，其特征在于，所述通讯控制模块包括：ZigBee通讯模块。
7.根据权利要求6所述的工位设备的智能配电管理系统，其特征在于，所述控制模块包括：ARM智能网关模块和ZigBee无线模块；
所述ARM智能网关模块与至少一个所述ZigBee无线模块连接，并通过所述ZigBee无线模块和所述Zigbee通讯模块与所述智能配电模块组成无线网络，所述ARM智能网关还通过TCP/IP协议与所述Web服务器形成Internet网络。
8.根据权利要求7所述的工位设备的智能配电管理系统，其特征在于，所述人脸识别模块包括：人脸识别摄像头、微处理器和网络通信模块；
所述人脸识别摄像头用于采集作业人员的人脸图像；
所述微处理器用于提取所述人脸图像的特征信息，并将所述特征信息与预设人脸资料库存储的特征进行比对，并在比对成功时通过所述网络通信模块发送所述身份ID。
9.一种工位设备的智能配电管理方法，其特征在于，包括：
采集作业人员的人脸图像，提取所述人脸图像的特征信息，并将所述特征信息与预设人脸资料库存储的特征进行比对；
如果比对成功，则根据对应的身份ID控制电源配电箱与对应工位设备的电连接的导通或断开；
在所述工位设备上电启动后，监测所述工位设备的供电状态，并根据所述供电状态生成所述工位设备的供电状态数据。
10.根据权利要求9所述的工位设备的智能配电管理方法，其特征在于，还包括：
获取各个工位设备的供电状态数据，并根据所述供电状态数据得到所述工位设备的运行时间和用电负荷；
如果所述运行时间大于设定时间阈值或所述用电负荷大于设定电荷阈值，则显示和/或语音播报提醒信息。
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