CN110084946A - 一种基于穿戴设备用于五防闭锁的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于穿戴设备用于五防闭锁的系统和方法，涉及电力管理技术领域；其系统包括通过无线通信模块连接至互联网的服务器、开锁器和锁具，所述开锁器与锁具无线连接并控制锁具打开或者闭合；其方法包括所述服务器依据操作票通过互联网给开锁器授权，同时将锁具激活，使用授权的开锁器将锁具打开；其通过与互联网互联互通的服务器、开锁器和锁具等，实现倒闸顺序正确，工作效率高，正确率高。

Description

一种基于穿戴设备用于五防闭锁的系统和方法

技术领域

本发明涉及电力管理技术领域，尤其涉及一种基于穿戴设备用于五防闭锁的系统和方法。

背景技术

目前，配电自动化系统由配电主站系统、配电自动化终端及通信系统组成，能够实现对配电一次设备的远方监控及配电SCADA功能。

配电网调度控制中心的配电主站系统具有配电 SCADA、配电GIS、配电仿真、在线维护和高级应用分析等功能。配电通信子站OLT分布于变电站，负责各变电站管辖的光网络单元(ONU)的信息汇聚和转发，并可转发站内开关的状态量。配电自动化终端 行配电线路故障就地保护和配电线路遥测、遥控、遥信功能。

配电自动化主站是整个配电自动化系统的核心，采用OPEN3200系统，其主要功能有实现试点区域配电网信息接入、监视控制以及馈线自动化功能；建设遵循IEC61968和IEC61970标准的信息交换总线，实现配网各应用系统间数据集成与共享；在获取配网完整信息的基础上，初步解决了配网调度“盲调”问题。

（1）社会背景

国家、社会和客户对配网安全可靠运行提出越来越高的要求。随着国民经济的发展和人民生活水平的不断提高，电网投资规模越来越大，国家和社会对电网生产安全提出了越来越高的要求。配电网作为直接连接用户的供电网络，承担着电能分配、用户侧安全保护、大量信息搜集处理等职能；其可靠运行，直接影响到电力企业的生产安全和社会效益，影响着每一个用电客户的电力获得指数。

（2）行业背景

“泛在电力物联网”的企业建设目标对配网提出新任务。“泛在电力物联网”的企业建设目标，对内重点是质效提升，提升企业经营绩效，提升电网安全经济运行水平。而对于配网来说，就是在提高配网安全运行水平的同时降低配网的运行成本。

“基层减负”的工作部署对配网运维提出新挑战。传统配网运维粗放，人力需求大，班组人员的巡视、检修、抢修人均工作量大。配电倒闸操作属于经常性的工作，但操作票仍依靠操作人员手写或电脑打字编写，费时费力。“基层减负”工作任务的提出，对配网运维的流程方法，提出新的挑战。

复杂结构和多样运行方式对配网提出新要求。随着配网设备种类的增多、数量的增大，配网的结构越来越复杂，运行方式变得越来越多样，配电网操作的工作量越来越大；但客户和公司对配网供电可靠性的要求却不断提高。

（3）配网设备及防误管理现状

配网开断类设备存在问题。柜间防误闭锁缺失。对于两面及以上环网柜互联，即执行不同柜体的操作时，没有逻辑闭锁，若操作顺序不当可能造成电源侧开关未断，而误合负荷侧地刀等事故。老旧柜型无防误装置。部分投产时间较早的老旧开关柜，内部没有防误装置，或防误装置存在设计缺陷，易导致防误闭锁功能缺失，加大了操作风险。带电显示器无闭锁功能。配网设备现有的高压带电显示器只是提示性功能，无强制闭锁输出，带电合地刀恶性误操作事故经常发生。

配网防误管理存在漏洞。配网遥控操作无防误系统判断，易发生误操作事故，对设备及人身安全造成危害。现行的操作制度，对人员容错度低，如没有认真核对操作设备的名称和编号，则存在走错间隔、操作错误设备的风险。防误锁具及钥匙管理混乱，如钥匙相同、易生锈卡涩、锁具防盗性不高、钥匙管理难度大等，对现场人员的安全素养和技能水平依赖度高。操作令不细化，执行效率低。配网操作命令以任务形式下达，没有细化到操作步骤，无法分工完成。而对于一个操作任务，操作人员往往需要往返多个现场之间进行不同步骤的操作，浪费时间，增加劳动强度。

除此之外，配网防误操作措施存在防误管理手段原始效果差、设备状态依赖人工输入及操作票制定依赖人员水平等问题。这些问题的存在增加了配网操作人员的劳动强度，影响了工作效率，也给配网误操作埋下隐患。这就迫使配网建设加快速度，以适应不断发展的社会需要。通过百度搜索、专利查询、知网论文查询、厂商询问，还未发现市场上有一种可以进行网络拓扑校验、自动出票、对开关柜和柱上设备进行五防锁闭功能的软硬件设备。随着物联技术的发展成熟，利用智能技术实现配电防误操作可从根本上改善配网操作管理的现状。因此通过对配网设备状态及操作过程的感知、把控，有效避免误调度、误操作等带来的风险，建立实用的对设备安全运行状态全面感知的智能防误操作系统是必要的。

现有技术问题及思考：

配电自动化的应用，很好的解决了分布式设备的遥信、遥测的取值问题。使配网系统很清晰的掌握了每条线路的运行状况，根绝自身的算法，能快速进行警示，优化出合理的供电线路。

然而，实现的配网自动化，又面临着一个新问题，如何像主网一样实现配电设备的防误闭锁。根据管理需要，我公司目前已经实现了，配网防误闭锁全覆盖。但是安装的防误闭锁系统是照抄主网模式的，该系统智能化程度差，不能根据实际的线路情况进行智能分析，无法有效掌握电源和负荷的互换，没有智能闭锁逻辑，无法实现拓扑，使用极为不方便，在实际运行中给配网操作人员带来了很多麻烦和困惑。

本申请要解决的技术问题是：如何解决倒闸操作过程中出现倒闸操作错误的主要技术问题，该错误主要为操作对象或倒闸顺序错误。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于穿戴设备用于五防闭锁的系统和方法，其通过与互联网互联互通的服务器、开锁器和锁具等，实现倒闸顺序正确，工作效率高，正确率高。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种基于穿戴设备用于五防闭锁的系统包括通过无线通信模块连接至互联网的服务器、开锁器和锁具，所述开锁器与锁具无线连接并控制锁具打开或者闭合。

进一步的技术方案在于：所述服务器与开锁器单向通信连接。

进一步的技术方案在于：所述服务器与锁具双向通信连接。

进一步的技术方案在于：还包括设备箱，刀闸位于设备箱内，所述设备箱通过锁具将刀闸锁闭或者开放。

进一步的技术方案在于：还包括头麦，所述头麦通过互联网与服务器连接并双向通信。

进一步的技术方案在于：还包括移动终端，所述移动终端通过互联网与服务器连接并双向通信。

进一步的技术方案在于：所述开锁器为手环。

进一步的技术方案在于：所述锁具为电子锁具。

一种基于穿戴设备用于五防闭锁的方法，使用上述的系统，执行如下步骤，

S2授权开锁器并激活锁具

所述服务器依据操作票通过互联网给开锁器授权，同时将锁具激活；

S3解锁

使用授权的开锁器将锁具打开。

进一步的技术方案在于：还包括S2步骤之前的S1步骤和S3步骤之后的S4步骤，

S1申请授权

所述头麦获取锁具的识别码并生成请求解锁该锁具的授权申请，其通过互联网将授权申请发送给服务器；

在所述S2步骤中，所述服务器依据操作票核对接收到的授权申请，符合授权条件则通过互联网给开锁器授权，同时将锁具激活；

S4检查锁具状态

所述头麦或者锁具将锁具的状态信息上传至服务器，服务器依据操作票核对锁具状态，符合条件则允许进行操作票中的下一步骤。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

第一，包括通过无线通信模块连接至互联网的服务器、开锁器和锁具，所述开锁器与锁具无线连接并控制锁具打开或者闭合。该技术方案，实现倒闸顺序正确，工作效率高，正确率高。

第二，所述服务器与开锁器单向通信连接。该技术方案，结构更合理，正确率更高。

第三，所述服务器与锁具双向通信连接。该技术方案，结构更合理，正确率更高。

第四，还包括设备箱，刀闸位于设备箱内，所述设备箱通过锁具将刀闸锁闭或者开放。该技术方案，结构更合理，正确率更高。

第五，还包括头麦，所述头麦通过互联网与服务器连接并双向通信。该技术方案，结构更合理，正确率更高。

第六，还包括移动终端，所述移动终端通过互联网与服务器连接并双向通信。该技术方案，结构更合理，使用更方便，正确率更高。

第七，所述开锁器为手环。该技术方案，结构更合理，使用更方便，正确率更高。

第八，所述锁具为电子锁具。该技术方案，结构更合理，使用更方便，正确率更高。

第九，所述服务器依据操作票通过互联网给开锁器授权，同时将锁具激活；使用授权的开锁器将锁具打开。该技术方案，实现倒闸顺序正确，工作效率高，正确率高。

第十，还包括所述头麦获取锁具的识别码并生成请求解锁该锁具的授权申请，其通过互联网将授权申请发送给服务器；所述服务器依据操作票核对接收到的授权申请，符合授权条件则通过互联网给开锁器授权，同时将锁具激活；所述头麦或者锁具将锁具的状态信息上传至服务器，服务器依据操作票核对锁具状态，符合条件则允许进行操作票中的下一步骤。该技术方案，结构更合理，正确率更高。

详见具体实施方式部分描述。

附图说明

图1是本发明的原理框图；

图2是本发明的流程图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，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他实施例，都属于本申请保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是本申请还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述做出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

实施例1：

如图1所示，本发明公开了一种基于穿戴设备用于五防闭锁的系统，包括通过无线通信模块连接至互联网的服务器、开锁器、锁具、头麦和移动终端，所述开锁器为手环，其型号为华为的荣耀手环4 标准版。

所述锁具为电子锁具，其型号为VWBS-IOT-L1。品牌是VW是华伟简称，BS中文意思是闭锁。

所述头麦的品牌为RealWear，型号为HMT-1。

所述移动终端为智能手机。

所述服务器与开锁器单向通信连接。

所述服务器与锁具单向通信连接。

所述头麦通过互联网与服务器连接并双向通信。

所述移动终端通过互联网与服务器连接并双向通信。

所述开锁器与锁具无线蓝牙连接并控制锁具打开或者闭合。

刀闸位于设备箱内，所述设备箱通过锁具将刀闸锁闭或者开放。

实施例2：

实施例2与实施例1相似，不同之处在于，实施例1通过头麦检查锁具的状态，增设一种检测锁具状态的手段，确保锁具管理的正确性。实施例2无需头麦，服务器与锁具双向通信连接，锁具直接将其自身状态上报服务器，锁具出错的情况下，锁具管理的正确性略低。

本发明公开了一种基于穿戴设备用于五防闭锁的系统，包括通过无线通信模块连接至互联网的服务器、开锁器、锁具和移动终端，所述开锁器为手环，其型号为华为的荣耀手环4 标准版。

所述锁具为电子锁具。

所述移动终端为智能手机。

所述服务器与开锁器单向通信连接。

所述服务器与锁具双向通信连接。

所述头麦通过互联网与服务器连接并双向通信。

所述移动终端通过互联网与服务器连接并双向通信。

所述开锁器与锁具无线蓝牙连接并控制锁具打开或者闭合。

刀闸位于设备箱内，所述设备箱通过锁具将刀闸锁闭或者开放。

实施例3：

如图2所示，一种基于穿戴设备用于五防闭锁的方法，使用实施例1的系统，执行如下步骤，

S1申请授权

使用所述头麦扫描锁具上的识别码，获取锁具的识别码并生成请求解锁该锁具的授权申请，其通过互联网将授权申请发送给服务器。

S2授权开锁器并激活锁具

所述服务器依据操作票核对接收到的授权申请，如果该申请要解锁的锁具是操作票中当前允许要打开的锁具则通过互联网给开锁器授权，同时将该锁具激活为允许被授权的开锁器打开的状态。

S3解锁

使用授权的开锁器通过蓝牙方式无线不接触地打开锁具。

S4检查锁具状态

使用所述头麦拍照锁具并获取锁具照片，头麦将锁具照片上传至服务器，服务器通过图像分析获知锁具状态，进而核实该锁具为打开状态，才允许解锁下一个锁具。

实施例4：

实施例4与实施例3相似，不同之处在于，无需申请授权步骤。

一种基于穿戴设备用于五防闭锁的方法，使用实施例1的系统，执行如下步骤，

S2授权开锁器并激活锁具

操作票中当前任务为解锁断路器的设备箱上的锁具，所述服务器依据操作票的当前任务信息通过互联网给开锁器授权，同时将该锁具激活为允许被授权的开锁器打开的状态。

S3解锁

使用授权的开锁器通过蓝牙方式无线不接触地打开锁具。

S4检查锁具状态

使用所述头麦拍照锁具并获取锁具照片，头麦将锁具照片上传至服务器，服务器通过图像分析获知锁具状态，进而核实该锁具为打开状态，才允许解锁下一个锁具。

执行完毕解锁上述断路器的设备箱上的锁具的任务后，操作票中当前任务为解锁隔离开关的设备箱上的锁具，所述服务器依据操作票的当前任务信息通过互联网给开锁器授权，同时将该锁具激活为允许被授权的开锁器打开的状态。

实施例5：

实施例5与实施例4相似，不同之处在于，采用实施例2的系统。

一种基于穿戴设备用于五防闭锁的方法，使用实施例2的系统，执行如下步骤，

S2授权开锁器并激活锁具

操作票中当前任务为解锁断路器的设备箱上的锁具，所述服务器依据操作票的当前任务信息通过互联网给开锁器授权，同时将该锁具激活为允许被授权的开锁器打开的状态。

S3解锁

使用授权的开锁器通过蓝牙方式无线不接触地打开锁具。

S4检查锁具状态

锁具被打开后其上的接近开关将锁具的状态信息上传至服务器，服务器获知锁具状态，进而核实该锁具为打开状态，才允许解锁下一个锁具。

执行完毕解锁上述断路器的设备箱上的锁具的任务后，操作票中当前任务为解锁隔离开关的设备箱上的锁具，所述服务器依据操作票的当前任务信息通过互联网给开锁器授权，同时将该锁具激活为允许被授权的开锁器打开的状态。

说明：

本申请要解决的技术问题：如何解决倒闸操作过程中出现倒闸操作错误的主要技术问题，该错误主要是操作对象或倒闸顺序错误，具体包括以下五方面要防止出现的技术问题。

五防包括的内容如下：

1.防止误分或合断路器；

2.防止带负荷分或合隔离开关；

3.防止带电挂或合接地线（或接地开关）；

4.防止带地线送电；

5.防止误入带电间隔。

防误闭锁的发明构思：

为了解决上述五防中的技术问题，其通过与互联网互联互通的服务器、开锁器和锁具等，实现倒闸顺序正确，工作效率高，正确率高。

也就是说，结合国网公司泛在物联网的推进，应用当前较为成熟的大数据、云计算、物联网、移动通讯、边缘计算、智能穿戴设备的前沿技术，创新的设计了一套新型配网防误闭锁系统。

华为荣耀标准版手环4的技术参数如下：

重量：210克；

操作系统：Android 2.2；

处理器频率：416 MHz；

内存：256MB RAM；

外置存储：配备8GB SD卡，可扩展至16GB；

手机功能：2.5 GSM网络，支持GSM 850/900/1800/1900；

无线功能：蓝牙2.0、WiFi B/G；

摄像头：200万像素；

GPS：带A-GPS功能的GPS；

屏幕：2英寸电容触摸屏，分辨率320x240。

华为荣耀标准版手环4的功能简介如下：

该手环，实际上是一款功能完整的、佩戴在手腕上的智能手机。该手环能实现以下功能：

通过专用的电力基站网络能远程接收操作票内容及一次操作任务。

采取非接触式，远控开启防误锁具，如出现误操作的情况，手环会进行智能提醒并记录、上传。

能与智能验电锁进行数据校核，无需接触能采集到电压或二次节点状态，可自动判别操作间隔及设备否带电，是否可以合地刀或者挂接地线。

每步操作完成，手环会通过电力无线专网，自动将操作信息回传到主站，主站防误主机与OPEN3200系统通讯后，自动实现数据双校核，以确保操作前后顺序无误。

手环除了是一个操作工具外，还可自动采集工作人员身体健康数据，利用自身携带的传感器，通过采集脉搏、汗液、体温等相关数值，会定时提交到云后台，进行智能分析，发现身体不适的工作人员，系统会自动报警，进行警示。

手环具备通话功能，可当电话使用。

除了以上功能，系统可根据应用及管理方向，进行扩展，例如：消息推送、定位管理、群组信息交互等。

VWBS-IOT-L1电子锁具的技术参数如下：

工作电压：3V±20%；

工作温度：-20-70℃；

工作湿度：20%-98%；

材质：304不锈钢琐环，阳极化铝合金锁体；

酸碱度范围：正常大气环境；

防护等级：IP65。

电子锁具也称智能防误锁具。

相对于上述实施例，所述开锁器还可以为遥控开锁器，所述锁具还可以为遥控电磁锁。

相对于上述实施例，所述开锁器与锁具红外遥控连接。

其中，服务器、开锁器、锁具、头麦和移动终端本身均为现有技术在此不再赘述。

Claims (10)

1.一种基于穿戴设备用于五防闭锁的系统，其特征在于：包括通过无线通信模块连接至互联网的服务器、开锁器和锁具，所述开锁器与锁具无线连接并控制锁具打开或者闭合。

2.根据权利要求1所述的一种基于穿戴设备用于五防闭锁的系统，其特征在于：所述服务器与开锁器单向通信连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于穿戴设备用于五防闭锁的系统，其特征在于：所述服务器与锁具双向通信连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于穿戴设备用于五防闭锁的系统，其特征在于：还包括设备箱，刀闸位于设备箱内，所述设备箱通过锁具将刀闸锁闭或者开放。

5.根据权利要求1所述的一种基于穿戴设备用于五防闭锁的系统，其特征在于：还包括头麦，所述头麦通过互联网与服务器连接并双向通信。

6.根据权利要求1～5中任意一项所述的一种基于穿戴设备用于五防闭锁的系统，其特征在于：还包括移动终端，所述移动终端通过互联网与服务器连接并双向通信。

7.根据权利要求1～5中任意一项所述的一种基于穿戴设备用于五防闭锁的系统，其特征在于：所述开锁器为手环。

8.根据权利要求1～5中任意一项所述的一种基于穿戴设备用于五防闭锁的系统，其特征在于：所述锁具为电子锁具。

9.一种基于穿戴设备用于五防闭锁的方法，其特征在于：使用权利要求1的系统，执行如下步骤，

S2授权开锁器并激活锁具

所述服务器依据操作票通过互联网给开锁器授权，同时将锁具激活；

S3解锁

使用授权的开锁器将锁具打开。

10.根据权利要求9所述的一种基于穿戴设备用于五防闭锁的方法，其特征在于：还包括S2步骤之前的S1步骤和S3步骤之后的S4步骤，

S1申请授权

所述头麦获取锁具的识别码并生成请求解锁该锁具的授权申请，其通过互联网将授权申请发送给服务器；

在所述S2步骤中，所述服务器依据操作票核对接收到的授权申请，符合授权条件则通过互联网给开锁器授权，同时将锁具激活；

S4检查锁具状态

所述头麦或者锁具将锁具的状态信息上传至服务器，服务器依据操作票核对锁具状态，符合条件则允许进行操作票中的下一步骤。