CN108564676A - 一种水电厂智能巡检系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水电厂智能巡检系统及方法，水电厂智能巡检系统包括水电厂一二次设备、移动终端和巡检信息管理系统；水电厂智能巡检方法利用巡检APP应用程序给出巡检路径和巡检目标设备识别、分析及记录巡检结果，记录巡检路径，并对设备漏检、误检等情况提供智能化告警提示，实现成本低、智能化程度高且能够覆盖大部分水电厂设备的巡检，解决巡检过程真实性、经济性、便利性、智能化程度不高的技术问题；本发明基于应用软件进行功能设计和开发，修改现有装置的嵌入式程序，以较少的成本构建智能化的巡检系统；应用程序通过调用不同的程序模块，实现了不同测控装置巡检信息的实时动态识别和获取，提升了巡检系统的智能化程度。
Description
技术领域
本发明属于水电厂自动化、智能化技术领域，具体涉及一种水电厂智能巡检系统及方法。
背景技术
巡检可以掌握设备运行状况，发现设备缺陷和危及设备安全的隐患，是水电厂运行管理的一项重要工作。当前水电厂巡检方法，一般需通过专用的巡检设备，配合使用条形码、二维码标签、RFID、蓝牙模块、GPS定位模块等实现。
与本发明最相近似的技术方案有：
1)发明专利(申请公开号CN 107633567A)中公开了一种智能巡更方法。该方法中智能硬件与服务器定时通讯获取密文信息，或在离线状态通过内部时钟、硬件码和摘要算法获取密文信息，并将所述密文信息生成二维码或条形码显示在智能硬件的显示屏上，然后APP扫描获得巡检信息。
2)发明专利(申请公开号CN 106504361A)中公开了一种移动二维码水电站巡检系统，该系统包括智能系统客户端，然后连接有无线网络，再连接至防火墙，再链接至服务器，服务器连接有管理终端和中心数据库。其中，智能客户端表面固定有显示屏，内部具有控制器，然后通过内部控制其的FPGA生成二维码，再通过移动终端扫描二维码进行巡检。
3)发明专利(申请公开号CN 107071026A)公布了一种基于电子墨水显示屏的机柜电子标签系统及巡检方法，多个电子墨水显示屏、多个基站以及服务器，每个电子墨水显示屏与一台设备相对应，并且每个电子墨水显示屏配备一个射频识别模块；服务器能够通过基站向电子墨水显示屏发送显示信息；射频识别模块通过基站向服务器发送识别到的信息。
4)实用新型专利(授权公告号CN 206133688U)中公开了一种电厂巡检二维码系统，该实用新型为各个巡检设备连接设置了二维码装置，生成制作二维码；二维码装置为二维码芯片结构，设置在巡检设备上，利用手机等二维码读取装置实现巡检系统。
5)发明专利(申请公开号CN 107195014A)中公开了一种基于二维码扫描的定点定周期巡检方法。该专利通过扫描为各目标设备分配的二维码组成巡检系统。
6)发明专利(申请公开号CN 107301365A)中公开了一种基于二维码或条形码的设备状态液晶显示装置，该装置配有PLC或单片机等，通过输入线缆与设备相连，根据输入信号输出对应已设定好的汉字和二维码内容。
7)实用新型专利(申请公开号CN 206226125U)中公开了一种具有二维码巡检功能的配电监测终端。该配电监测终端具有二维码巡检模块、GPRS通信板和相应的电压电流采集板，其中二维码巡检模块为外购市售产品。
8)发明专利(申请公开号CN106485298A)中公布了一种基于二维码的设备巡检维护方法，主要介绍了通过扫描设备唯一的二维码，构建巡检系统的方法，其二维码粘贴或捆绑于设备上。
9)实用新型专利(授权公告号CN 205451207U)中公开基于移动式二维码电力设备巡检管理装置，包括移动式二维码巡检管理终端、移动式二维码巡检服务器和无线通信网络。
这些公开的专利申请或授权，实现方案中一部分是采用包含设备基础信息的静态二维码，一部分是通过专用装置的在线通信或离线生成二维码，在巡检系统的构成上大多近似，只是具体实现流程上存在区别。
已公开的水电厂巡检方法及巡检系统主要存在以下缺点：
(1)二维码、RFID多为装置静态信息展示，无法显示设备实时动态信息。现有的巡检方法中，部分二维码、RFID包含了设备的基础信息，并生成唯一的静态标签，粘贴在设备上。静态的标签可被巡检人员复印，无法保证巡检情况的真实性。此外，静态标签无法包括装置动态、实时的运行信息，巡检人员需要在巡检软件中手动填写装置的测值等相关信息，效率低且存在数据失真的可能性；
(2)系统构建成本高。部分技术方案虽能够动态生成二维码，但需要新增配置专用的巡检设备、模块芯片或液晶屏，硬件设备的成本较高。特别是针对水电厂数量庞大的一二次设备，若都新增配置专用的巡检设备，所需耗费的巡检系统投资成本高昂，从而导致以上发明的方法在系统升级改造等工程化方面的适用性较差；
(3)巡检系统便利性、智能性不足。现有的技术方案基本上都需要手工输入巡检信息，特别是针对无液晶屏无通信接口的设备，在实际应用中便利性有待提高；缺乏实时的巡检漏检提示等智能化功能，在地下管道或廊道等无网络通信条件或无法定位条件下无法实现巡检轨迹记录等，应用中不够智能化。
发明内容
本发明提出一种水电厂智能巡检系统及方法，目的在于在硬件设备增加最少的前提下进行专用软件类的开发，节省系统成本，实现对水电厂大部分设备的有效便捷的巡检，解决现有巡检方法及系统存在的真实性、经济性以及便利性不高的技术问题。
水电厂的设备种类较多，本发明将水电厂的一二次设备分为：带有液晶屏的测控装置，该设备作为水电厂重要的二次设备，是水电厂巡检系统的重点对象；没有液晶屏但具备通信串口的测控装置；带有仪表盘但无液晶屏无通信口的测控装置；无液晶屏无通信口无仪表盘的普通测控装置。
本发明采用如下技术方案，一种的水电厂智能巡检系统，包括：包括水电厂一二次设备、移动终端和巡检信息管理系统，其中：
水电厂一二次设备包括带有液晶屏的测控装置、带有通信串口的测控装置、带有仪表盘的测控装置和普通测控装置；带有液晶屏的测控装置，用于显示含有测控装置巡检信息的二维码；带有通信串口的测控装置，用于周期性向与蓝牙串口模块相连的通信串口发送含有测控装置巡检信息的数据；
移动终端中的专用巡检APP应用程序用于采集和存储数据信息，并将测控装置的巡检信息数据传递至巡检信息管理系统，包括：语音识别模块，用于分析巡检人员的语音以及操作指令和数据信息的输入；图像识别模块，通过对水电厂常用装置或设备的仪表表盘建模，基于图像识别技术，当摄像头对准仪表盘时，可识别出仪表盘的类型和读数数值，用于识别测控装置的仪表盘类型和读数数值，获取测控装置的巡检信息；二维码识别模块，用于对二维码的信息进行私有安全协议的解密，获得测控装置的巡检信息；人脸识别模块，用于识别分析巡检人员的面部信息，并与事先录入的人脸特征进行比对，获得对比结果，避免他人代为巡检；蓝牙通信模块，用于与测控装置相连的蓝牙串口模块进行通信，获取测控装置的巡检信息；巡检路径规划模块，用于确定巡检设备的先后顺序即巡检路径，确定巡检的目标测控装置与专用巡检APP应用程序的信息接口(二维码识别、蓝牙通信、图像识别或语音识别)，并进行巡检漏检和误检提示；
巡检信息管理系统用于接收存储测控装置的巡检信息，并将巡检信息保存至巡检记录中。
优选地，所述水电厂一二次设备中的带有液晶屏的测控装置的嵌入式程序中增加二维码生成子程序，二维码生成子程序用于基于装置内部时钟和私有加密协议动态生成含有测控装置巡检信息的二维码，调用液晶屏显示子程序，显示在装置的液晶屏上。
优选地，二维码的巡检信息内容包括测控装置的基础信息和实时的动态信息，基础信息包括测控装置电厂标识系统KKS编码和安装位置，动态信息包括当前时间、测量值、参数配置和运行状态。
优选地，移动终端中的专用巡检APP应用程序在无WIFI或4G通信情况下，将数据信息存储于移动终端；移动终端探测到WIFI和4G通信时，通过WIFI将数据信息发送至巡检信息管理系统；移动终端仅探测到4G通信时，通过4G通信将数据信息发送至巡检信息管理系统。
优选地，专用巡检APP应用程序中还包括工作流管理模块，与巡检路径规划模块连接，用于配置审批环节及人员，将巡检路径审批提醒发送至审批人员。
优选地，在巡检信息管理系统构建私有云和公用云部署，实现巡检系统的管理、分类、查询、统计和考核。
一种水电厂智能巡检方法，包括以下步骤：
(1)在移动终端的专用巡检APP应用程序的进行用户名和身份校验；
(2)利用专用巡检APP应用程序中的巡检路径规划模块规划巡检路线，给出下一步待巡检的目标装置；
(3)根据移动终端获取的地理位置信息，专用巡检APP应用程序中的巡检路径规划模块判断当前设备是否为待巡检的目标设备，若是目标设备，则进入步骤(4)；若非目标设备，则转至步骤(7)；
(4)根据巡检的测控装置与应用程序的信息接口，调用专用巡检APP应用程序中相应的识别模块进行信息读取，将巡检信息存储于移动终端，若移动终端探测到WIFI或4G移动通信网络，则将巡检信息上传到巡检信息管理系统，执行步骤(5)；
(5)专用巡检APP应用程序调用人脸识别模块，判断当前巡检人员是否为登录人员，若巡检人员为登录人员，则执行步骤(6)；若非登录人员，则执行步骤(1)；
(6)判断是否所有设备已经完成巡检，若未完成所有设备巡检，则返回步骤(2)，专用巡检APP应用程序中的巡检路径规划模块给出下一个待巡检的设备；若完成所有设备巡检，则本次巡检任务结束；
(7)专用巡检APP应用程序在移动终端上显示漏检、误检告警信息；用户确认是否跳过忽略原目标设备的巡检，若确认跳过或忽略原目标设备的巡检，则专用巡检APP应用程序将原目标设备标记为特殊状态的已检，并将漏检告警信息上传给巡检信息管理系统，然后执行步骤(5)；若确认不跳过，返回步骤(4)。
优选地，步骤(2)中路径规划后，专用巡检APP应用程序利用工作流管理模块，基于预先配置的审批环节及人员，将巡检路径审批提醒发送至审批人员；巡检规划规划审批通过后，即按照相应的巡检路径进行目标的巡检。
优选地，步骤(4)中巡检信息的读取包括：对于带有显示二维码液晶屏的测控装置，利用二维码识别模块识别装置的巡检信息；对于有通信串口无液晶屏的测控装置，将蓝牙串口模块接入相应的通信串口，调用蓝牙通信模块读取装置的巡检信息；对于只有仪表盘的测控装置，调用图像识别模块识别仪表的类型和读数，获取装置的巡检信息；对于无液晶屏、无通信口且无仪表盘的测控装置，调用语音识别模块识别巡检人员的语音，得到设备关键参数，获取装置的巡检信息。
发明所达到的有益效果：本发明是一种水电厂智能巡检系统及方法，实现水电厂绝大部分设备的巡检，解决巡检过程真实性、经济性、便利性、智能化程度不高的技术问题；本发明基于应用软件进行功能设计和开发，修改现有装置的嵌入式程序，尽量不增加硬件设备，从而保证了以较少的成本构建智能化的巡检系统，相比需要增加专用装置用于巡检系统的技术方案，本发明解决了巡检系统经济性的问题；应用程序通过调用不同的程序模块，实现了不同测控装置巡检信息的实时动态识别和获取，保证了巡检的真实性和便利性；通过语音识别组件，实现操作指令和数据信息的输入，提升了本发明便利性和智能化程度；巡检APP应用程序可规划巡检路径，给出巡检目标，且判断是否漏检或误检，提升了巡检系统的智能化程度，避免了其它巡检方法可能导致的漏检。
附图说明
图1是本发明的水电厂设备智能巡检方法流程图。
具体实施方式
下面根据附图并结合实施例对本发明的技术方案作进一步阐述。
一种的水电厂智能巡检系统及方法，包括：包括水电厂一二次设备、移动终端和巡检信息管理系统，其中：
水电厂一二次设备包括带有液晶屏的测控装置、带有通信串口的测控装置、带有仪表盘的测控装置和普通测控装置；带有液晶屏的测控装置，用于显示含有测控装置巡检信息的二维码；带有通信串口的测控装置，用于周期性向与蓝牙串口模块相连的通信串口发送含有测控装置巡检信息的数据；
移动终端中的专用巡检APP应用程序用于采集和存储数据信息，并将测控装置的巡检信息数据传递至巡检信息管理系统，包括：语音识别模块，用于分析巡检人员的语音以及操作指令和数据信息的输入；图像识别模块，通过对水电厂常用装置或设备的仪表表盘建模，基于图像识别技术，当摄像头对准仪表盘时，可识别出仪表盘的类型和读数数值，用于识别测控装置的仪表盘类型和读数数值，获取测控装置的巡检信息；二维码识别模块，用于对二维码的信息进行私有安全协议的解密，获得测控装置的巡检信息；人脸识别模块，用于识别分析巡检人员的面部信息，并与事先录入的人脸特征进行比对，获得对比结果，避免他人代为巡检；蓝牙通信模块，用于与测控装置相连的蓝牙串口模块进行通信，获取测控装置的巡检信息；巡检路径规划模块，用于确定巡检设备的先后顺序即巡检路径，确定巡检的目标测控装置与专用巡检APP应用程序的信息接口(二维码识别、蓝牙通信、图像识别或语音识别)，并进行巡检漏检和误检提示；
巡检信息管理系统用于接收存储测控装置的巡检信息，并将巡检信息保存至巡检记录中。
优选地，所述水电厂一二次设备中的带有液晶屏的测控装置的嵌入式程序中增加二维码生成子程序，二维码生成子程序用于基于装置内部时钟和私有加密协议动态生成含有测控装置巡检信息的二维码，调用液晶屏显示子程序，显示在装置的液晶屏上。
优选地，二维码的巡检信息内容包括测控装置的基础信息和实时的动态信息，基础信息包括测控装置电厂标识系统KKS编码和安装位置，动态信息包括当前时间、测量值、参数配置和运行状态。
优选地，移动终端中的专用巡检APP应用程序在无WIFI或4G通信情况下，将数据信息存储于移动终端；移动终端探测到WIFI和4G通信时，通过WIFI将数据信息发送至巡检信息管理系统；移动终端仅探测到4G通信时，通过4G通信将数据信息发送至巡检信息管理系统。
优选地，专用巡检APP应用程序中还包括工作流管理模块，与巡检路径规划模块连接，用于配置审批环节及人员，将巡检路径审批提醒发送至审批人员。
优选地，在巡检信息管理系统构建私有云和公用云部署，实现巡检系统的管理、分类、查询、统计和考核。
图1是本发明的水电厂设备智能巡检方法流程图，一种水电厂智能巡检方法，包括以下步骤：
(1)在移动终端的专用巡检APP应用程序的进行用户名和身份校验；
(2)利用专用巡检APP应用程序中的巡检路径规划模块规划巡检路线，给出下一步待巡检的目标装置；
(3)根据移动终端获取的地理位置信息，专用巡检APP应用程序中的巡检路径规划模块判断当前设备是否为待巡检的目标设备，若是目标设备，则进入步骤(4)；若非目标设备，则转至步骤(7)；
(4)根据巡检的测控装置与应用程序的信息接口，调用专用巡检APP应用程序中相应的识别模块进行信息读取，将巡检信息存储于移动终端，若移动终端探测到WIFI或4G移动通信网络，则将巡检信息上传到巡检信息管理系统，执行步骤(5)；
(5)专用巡检APP应用程序调用人脸识别模块，判断当前巡检人员是否为登录人员，若巡检人员为登录人员，则执行步骤(6)；若非登录人员，则执行步骤(1)；
(6)判断是否所有设备已经完成巡检，若未完成所有设备巡检，则返回步骤(2)，专用巡检APP应用程序中的巡检路径规划模块给出下一个待巡检的设备；若完成所有设备巡检，则本次巡检任务结束；
(7)专用巡检APP应用程序在移动终端上显示漏检、误检告警信息；用户确认是否跳过忽略原目标设备的巡检，若确认跳过或忽略原目标设备的巡检，则专用巡检APP应用程序将原目标设备标记为特殊状态的已检，并将漏检告警信息上传给巡检信息管理系统，然后执行步骤(5)；若确认不跳过，返回步骤(4)。
优选地，步骤(2)中路径规划后，专用巡检APP应用程序利用工作流管理模块，基于预先配置的审批环节及人员，将巡检路径审批提醒发送至审批人员；巡检规划规划审批通过后，即按照相应的巡检路径进行目标的巡检。
优选地，步骤(4)中巡检信息的读取包括：对于带有显示二维码液晶屏的测控装置，利用二维码识别模块识别装置的巡检信息；对于有通信串口无液晶屏的测控装置，将蓝牙串口模块接入相应的通信串口，调用蓝牙通信模块读取装置的巡检信息；对于只有仪表盘的测控装置，调用图像识别模块识别仪表的类型和读数，获取装置的巡检信息；对于无液晶屏、无通信口且无仪表盘的测控装置，调用语音识别模块识别巡检人员的语音，得到设备关键参数，获取装置的巡检信息。
Claims (9)
1.一种水电厂智能巡检系统，其特征在于，包括：包括水电厂一二次设备、移动终端和巡检信息管理系统，其中：
水电厂一二次设备包括带有液晶屏的测控装置、带有通信串口的测控装置、带有仪表盘的测控装置和普通测控装置；带有液晶屏的测控装置，用于显示含有测控装置巡检信息的二维码；带有通信串口的测控装置，用于周期性向与蓝牙串口模块相连的通信串口发送含有测控装置巡检信息的数据；
移动终端中的专用巡检APP应用程序用于采集和存储数据信息，并将测控装置的巡检信息数据传递至巡检信息管理系统，包括：语音识别模块，用于分析巡检人员的语音以及操作指令和数据信息的输入；图像识别模块，用于识别测控装置的仪表盘类型和读数数值，获取测控装置的巡检信息；二维码识别模块，用于对二维码的信息进行私有安全协议的解密，获得测控装置的巡检信息；人脸识别模块，用于识别分析巡检人员的面部信息，并与事先录入的人脸特征进行比对，获得对比结果；蓝牙通信模块，用于与测控装置相连的蓝牙串口模块进行通信，获取测控装置的巡检信息；巡检路径规划模块，用于确定巡检设备的先后顺序即巡检路径，确定巡检的目标测控装置与专用巡检APP应用程序的模块接口，并进行巡检漏检和误检提示；
巡检信息管理系统用于接收存储测控装置的巡检信息，并将巡检信息保存至巡检记录中。
2.根据权利要求1所述的一种水电厂智能巡检系统，其特征在于，所述水电厂一二次设备中的带有液晶屏的测控装置的嵌入式程序中增加二维码生成子程序，二维码生成子程序用于基于装置内部时钟和私有加密协议动态生成含有测控装置巡检信息的二维码，调用液晶屏显示子程序，显示在装置的液晶屏上。
3.根据权利要求1或2所述的一种水电厂智能巡检系统，其特征在于，二维码的巡检信息内容包括测控装置的基础信息和实时的动态信息，基础信息包括测控装置电厂标识系统KKS编码和安装位置，动态信息包括当前时间、测量值、参数配置和运行状态。
4.根据权利要求1所述的一种水电厂智能巡检系统，其特征在于，移动终端中的专用巡检APP应用程序在无WIFI或4G通信情况下，将数据信息存储于移动终端；移动终端探测到WIFI和4G通信时，通过WIFI将数据信息发送至巡检信息管理系统；移动终端仅探测到4G通信时，通过4G通信将数据信息发送至巡检信息管理系统。
5.根据权利要求1所述的一种水电厂智能巡检系统，其特征在于，专用巡检APP应用程序中还包括工作流管理模块，与巡检路径规划模块连接，用于配置审批环节及人员，将巡检路径审批提醒发送至审批人员。
6.根据权利要求1所述的一种水电厂智能巡检系统，其特征在于，在巡检信息管理系统构建私有云和公用云部署，实现巡检系统的管理、分类、查询、统计和考核。
7.一种水电厂智能巡检方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)在移动终端的专用巡检APP应用程序的进行用户名和身份校验；
(2)利用专用巡检APP应用程序中的巡检路径规划模块规划巡检路线，给出下一步待巡检的目标装置；
(3)根据移动终端获取的地理位置信息，专用巡检APP应用程序中的巡检路径规划模块判断当前设备是否为待巡检的目标设备，若是目标设备，则进入步骤(4)；若非目标设备，则转至步骤(7)；
(4)根据巡检的测控装置与应用程序的模块接口，调用专用巡检APP应用程序中相应的识别模块进行信息读取，将巡检信息存储于移动终端，若移动终端探测到WIFI或4G移动通信网络，则将巡检信息上传到巡检信息管理系统，执行步骤(5)；
(5)专用巡检APP应用程序调用人脸识别模块，判断当前巡检人员是否为登录人员，若巡检人员为登录人员，则执行步骤(6)；若非登录人员，则执行步骤(1)；
(6)判断是否所有设备已经完成巡检，若未完成所有设备巡检，则返回步骤(2)，专用巡检APP应用程序中的巡检路径规划模块给出下一个待巡检的设备；若完成所有设备巡检，则本次巡检任务结束；
(7)专用巡检APP应用程序在移动终端上显示漏检、误检告警信息；用户确认是否跳过忽略原目标设备的巡检，若确认跳过或忽略原目标设备的巡检，则专用巡检APP应用程序将原目标设备标记为特殊状态的已检，并将漏检告警信息上传给巡检信息管理系统，然后执行步骤(5)；若确认不跳过，返回步骤(4)。
8.根据权利要求7所述的一种水电厂智能巡检方法，步骤(2)中路径规划后，专用巡检APP应用程序利用工作流管理模块，基于预先配置的审批环节及人员，将巡检路径审批提醒发送至审批人员；巡检规划规划审批通过后，即按照相应的巡检路径进行目标的巡检。
9.根据权利要求7所述的一种水电厂智能巡检方法，步骤(4)中巡检信息的读取具体为：对于带有液晶屏的测控装置，利用二维码识别模块识别装置的巡检信息；对于有通信串口无液晶屏的测控装置，将蓝牙串口模块接入相应的通信串口，调用蓝牙通信模块读取装置的巡检信息；对于只有仪表盘的测控装置，调用图像识别模块识别仪表的类型和读数，获取装置的巡检信息；对于无液晶屏、无通信口且无仪表盘的测控装置，调用语音识别模块识别巡检人员的语音，得到设备关键参数，获取装置的巡检信息。
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