CN110136315A - 一种基于物联网和人脸识别的变电站安全区域防控系统 - Google Patents

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张海鹏
姚俊钦
冯永亮
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Abstract

本发明公开了一种基于物联网和人脸识别的变电站安全区域防控系统，包括控制主机、车辆自动识别系统、掌上电脑、智能网关、电子锁、NFC写卡器和NFC读卡器；车辆自动识别系统、智能网关、掌上电脑和NFC写卡器分别与控制主机相连接；电子锁和NFC读卡器分别与智能网关相连接。本发明提供的一种基于物联网和人脸识别的变电站安全区域防控系统，通过采用车辆自动识别系统，能够快速高效地甄别出作业人员所用车辆，从而缩短作业人员进入变电站的时间，通过利用人脸识别技术对作业人员进行作业前的资质审核，确保作业的安全有序开展，也减轻了运行人员的负担，通过基于物联网技术实现全站的锁具互联，便于集中控制，实现方式简单可靠，智能化程度高。

Description

一种基于物联网和人脸识别的变电站安全区域防控系统
技术领域
本发明实施例涉及变电站安全技术领域，尤其涉及一种基于物联网和人脸识别的变电站安全区域防控系统。
背景技术
变电站是电力系统中的重要环节，它的可靠运行对保障电网安全稳定和人民生产生活起着关键作用。
目前，变电站的安全区域防控系统存在过分依赖人力、智能化程度较低、安全风险极高的缺点。具体来讲，车辆在进入变电站时，由驻守的保安人工核对进入人员的身份信息，确认无误后打开大门，这种方法不能避免由于部分保安人员专业素质欠缺、责任心不强引起确认错误的情况；另外，相关人员在进入变电站内的主控室、高压室、配电室、电容器围栏、高压场地围栏时，或者工作需要打开汇控箱、机构箱、端子箱、电源箱、开关柜等柜门时，一般是使用钥匙打开相应的机械锁，这种方法一方面造成不同锁具对应的钥匙种类繁多、数量庞大，在开锁时找寻特定钥匙和日常钥匙管理上都费时费力，另一方面部分变电站存在一把钥匙即可打开站内大多数机械锁的情况，容易导致工作人员走错设备间隔或者随意扩大工作范围，容易触发安全事故。
发明内容
本发明提供一种基于物联网和人脸识别的变电站安全区域防控系统，以解决现有技术的不足。
为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：
一种基于物联网和人脸识别的变电站安全区域防控系统，包括控制主机、车辆自动识别系统、掌上电脑、智能网关、电子锁、NFC写卡器和NFC读卡器；其中，
所述车辆自动识别系统、智能网关、掌上电脑和NFC写卡器分别与所述控制主机相连接；
所述电子锁和NFC读卡器分别与所述智能网关相连接。
进一步地，所述基于物联网和人脸识别的变电站安全区域防控系统中，所述控制主机由人脸识别模块、信息分析模块、锁具控制模块和信息存储模块组成。
进一步地，所述基于物联网和人脸识别的变电站安全区域防控系统中，所述车辆自动识别系统由监控设备、环路感应器和视频分析模块组成。
进一步地，所述基于物联网和人脸识别的变电站安全区域防控系统中，所述车辆自动识别系统和智能网关分别与所述控制主机通过数据线相连接。
进一步地，所述基于物联网和人脸识别的变电站安全区域防控系统中，所述掌上电脑和NFC写卡器分别与所述控制主机通过站内WIFI无线技术相连接。
进一步地，所述基于物联网和人脸识别的变电站安全区域防控系统中，所述电子锁和NFC读卡器分别与所述智能网关通过ZigBee无线技术相连接。
本发明实施例提供的一种基于物联网和人脸识别的变电站安全区域防控系统，通过采用车辆自动识别系统，能够快速高效地甄别出作业人员所用车辆，从而缩短作业人员进入变电站的时间，通过利用人脸识别技术对作业人员进行作业前的资质审核，确保作业的安全有序开展，也减轻了运行人员的负担，通过基于物联网技术实现全站的锁具互联，便于集中控制，实现方式简单可靠，智能化程度高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明实施例一提供的一种基于物联网和人脸识别的变电站安全区域防控系统的结构示意图；
图2是本发明实施例一提供的控制主机的结构示意图；
图3是本发明实施例一提供的车辆自动识别系统的结构示意图。
附图标记：
控制主机10，车辆自动识别系统20，掌上电脑30，智能网关40，电子锁50，NFC写卡器60，NFC读卡器70；
人脸识别模块11，信息分析模块12，锁具控制模块13，信息存储模块14；
监控设备21，环路感应器22，视频分析模块23。
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，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例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。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。当一个组件被认为是“设置在”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中设置的组件。
此外，术语“长”“短”“内”“外”等指示方位或位置关系为基于附图所展示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或原件必须具有此特定的方位、以特定的方位构造进行操作，以此不能理解为本发明的限制。
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例一
请参考图1，本发明实施例提供一种基于物联网和人脸识别的变电站安全区域防控系统，包括控制主机10、车辆自动识别系统20、掌上电脑30、智能网关40、电子锁50、NFC写卡器60和NFC读卡器70；其中，
所述车辆自动识别系统20和智能网关40分别与所述控制主机10通过数据线相连接；
所述掌上电脑30和NFC写卡器60分别与所述控制主机10通过站内WIFI无线技术相连接；
所述电子锁50和NFC读卡器70分别与所述智能网关40通过ZigBee无线技术相连接。
其中，所述掌上电脑30用于采集进入变电站人员的人脸数据，上送控制主机10进行资质审核。
所述NFC写卡器60与NFC读卡器70用于写入或者读取作业人员的身份信息。
优选的，如图2所示，所述控制主机10由人脸识别模块11、信息分析模块12、锁具控制模块13和信息存储模块14组成。
优选的，如图3所示，所述车辆自动识别系统20由监控设备21、环路感应器22和视频分析模块23组成。
具体的，所述车辆自动识别系统20用于甄别站外车辆是否为作业人员的车辆。所述环路感应器22安装于变电站大门前地面下，当车辆停在变电站前时，环路感应器22感知车辆，接着视频分析模块23从监控设备21实时监控的图像中读取车牌信息。
为了更加清晰的展示本发明实施例提供的技术方案，下面通过一具体实施实例进行详细的介绍：
作业人员在进入变电站开展相关工作前，首先向生产系统报备车辆车牌信息。作业人员所用车辆在开至变电站大门前时，安装于大门前地面下的环路感应器22感知到车辆，唤醒视频分析模块23；视频分析模块23从监控设备21实时监控的图像中进行图像分割，提取出车牌号，再与系统中的存储数据(即报备车辆车牌信息)进行比对，若比对成功，则自动开启变电站大门。
系统数据库中存储有在册作业人员的面部信息、体检报告、相关知识和技能资质、急救证、安规考试分数等等信息；作业人员进入变电站后，使用门卫室的掌上电脑30进行相应工作资质的验证；每个作业人员输入其对应的唯一工号以及所要作业的工作单的单号后，掌上电脑30摄录实时的影像数据上送控制主机10。控制主机10中的人脸识别模块11在甄别摄录物为活体后，将其面部图像与系统数据库中工号对应的面部信息进行比对，判断该作业人员是否为工号对应人员，再由信息分析模块12判断其是否具备该工作单的工作资质；待所有工作人员完成资质验证后，门卫使用NFC写卡器60进行写卡(NFC卡)，NFC卡内主要存储工作单信息；作业人员在进入变电站内的主控室、高压室、配电室、电容器围栏、高压场地围栏时，或者作业过程需要打开汇控箱、机构箱、端子箱、电源箱、开关柜等柜门时，使用电子锁50旁的NFC读卡器70对手持NFC卡进行读卡，NFC读卡器70读取出NFC卡中工作单信息传至控制主机10，控制主机10的信息分析模块12判断该工作单是否需要打开该电子锁50，如果判断为需要的话，则控制锁具控制模块13发送开锁命令至相应的电子锁50。作业结束后，工作人员离开变电站时，门卫回收NFC卡，控制主机10的信息存储模块14记录所有工作单的开锁请求以及对应的处理结果。
本发明实施例设计的变电站安全区域防控系统首先管控住进入站内的车辆，然后对相关工作人员的资质进行验证，能有效保护变电站的运行安全，并且提高了工作效率；其次该系统还统一控制管理变电站内的大门、房门、柜门等，并根据工作单中的工作地点对工作人员设置了不同的开锁权限。这种权限的设置能有效解决变电站的工作人员误开门、误进入、误操作的风险。
本发明实施例通过输入作业人员的工号取出对应的脸部数据，将人脸识别问题简化为人脸验证问题，减少了工作量也提高了准确度。人脸识别模块主要基于深度卷积神经网络，采用迁移学习方法将在公开数据集表现优秀的网络参数在作业人员数据集上训练进行调参。由于公开数据集数据量庞大，采用的初始网络参数也经过长时间的寻优，已经具备较强泛化能力，所以该方法能够在作业人员数据集很少的情况下取得较好的识别效果。
本发明实施例开锁时验证过程基于NFC技术，采用近场通讯在短距离与设备进行识别和数据交互，有着信息安全性高、存储量适中、寿命长、耐高温及反复擦写等优点。本发明中，在各处锁具中配置NFC读卡器来读取申请开锁的作业人员对应的工作单信息，并上送控制主机进行验证，实现方法经济可靠，便于锁具的智能化控制和统一管理。
本发明实施例控制主机与锁具之间由智能网关作为中介相联系，从而对锁具进行统一管理。智能网关与各锁具的无线互联基于ZigBee协议。相对于Wifi和蓝牙等无线技术，ZigBee协议的优势在于：自组网能力优秀，最多支持65000个设备组网，满足变电站锁具广泛互联的要求；安全性高，对变电站锁具控制至关重要；低功耗，锁具电池可以长时间无需更换，降低了维护成本。
至此，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种基于物联网和人脸识别的变电站安全区域防控系统，其特征在于，包括控制主机、车辆自动识别系统、掌上电脑、智能网关、电子锁、NFC写卡器和NFC读卡器；其中，
所述车辆自动识别系统、智能网关、掌上电脑和NFC写卡器分别与所述控制主机相连接；
所述电子锁和NFC读卡器分别与所述智能网关相连接。
2.根据权利要求1所述的基于物联网和人脸识别的变电站安全区域防控系统，其特征在于，所述控制主机由人脸识别模块、信息分析模块、锁具控制模块和信息存储模块组成。
3.根据权利要求1所述的基于物联网和人脸识别的变电站安全区域防控系统，其特征在于，所述车辆自动识别系统由监控设备、环路感应器和视频分析模块组成。
4.根据权利要求1所述的基于物联网和人脸识别的变电站安全区域防控系统，其特征在于，所述车辆自动识别系统和智能网关分别与所述控制主机通过数据线相连接。
5.根据权利要求1所述的基于物联网和人脸识别的变电站安全区域防控系统，其特征在于，所述掌上电脑和NFC写卡器分别与所述控制主机通过站内WIFI无线技术相连接。
6.根据权利要求1所述的基于物联网和人脸识别的变电站安全区域防控系统，其特征在于，所述电子锁和NFC读卡器分别与所述智能网关通过ZigBee无线技术相连接。
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