CN114882655A - 一种用于不停电作业人员安全距离测量及报警终端及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于不停电作业人员安全距离测量及报警终端，包括一安装壳体，所述安装壳体包括六个安装平面，每相邻两个安装平面之间的夹角为150°，每个安装平面上设有一个超声测距传感器；安装壳体上还设有安装底座，安装底座上连接有用于夹持导线的固定夹具；安装壳体内设有单片机、声光预警模块以及蓝牙通信模块，每个超声测距传感器与单片机通过2个I/O口连接，一个I/O口用于向超声测距传感器发送触发信号，另一个I/O口用于接收超声测距传感器的检测信号，声光预警模块以及蓝牙通信模块与单片机连接。本发明适用于架空线不停电作业中作业人员安全距离的实时监测，弥补了现有安全监测方式的不足。
Description
技术领域
本发明涉及不停电作业安全监测技术领域，特别涉及一种用于不停电作业人员安全距离测量及报警终端及装置。
背景技术
随着经济发展和人民生活水平的提高，用户对供电可靠性的要求也越来越高。要提高供电可靠性，就必须减少停电，而开展配电不停电作业是提高供电可靠性最直接、最有效的措施，配电作业方式已从停电作业向以停电作业为主、带电作业为辅进一步向不停电作业的方式转变。
针对架空线路的不停电作业方式是指由现场操作人员在绝缘斗臂车等装置的应用下实现的在通电线路上的作业方式。其特点为作业过程中无需停电，不影响用户的供电可靠性，且作业时间灵活，可实现全天候方式作业。
不停电作业方式在提升用户供电体验的同时，也带来新的问题。整个作业过程都需要电力人员的参与。为保证相关人员的作业可靠性，作业过程中采用了绝缘服、绝缘遮蔽、绝缘手套等被动作业保护措施，以保障人员在作业过程中的人身安全。但在作业过程中，由绝缘遮蔽的人体仍不可避免的面临高压电源的威胁，尤其当人体与保护绝缘承受不同相之间的线电压及单相与接地线之间的相电压时，都使得作业人员的安全性大大降低。目前，作业过程中人体与未遮蔽导线及接地线等之间的距离保障主要依靠增加绝缘遮蔽范围、作业现场人员监督等方式实现。仍缺乏有效的绝缘距离实时测量及预警装置来保证作业处于合理的安全距离之内。
发明内容
本发明提供了一种用于不停电作业人员安全距离测量及报警终端及装置，本发明适用于架空线不停电作业中作业人员安全距离的实时监测，弥补了现有安全监测方式的不足，本发明具备安全距离实时预警功能，有助于提高不停电作业人员安全性，保障作业的顺利进行。
本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的，一种用于不停电作业人员安全距离测量及报警终端，包括一安装壳体，所述安装壳体包括六个安装平面，每相邻两个安装平面之间的夹角为150°，每个安装平面上设有一个超声测距传感器；
安装壳体上还设有安装底座，安装底座上连接有用于夹持导线的固定夹具；
安装壳体内设有单片机、声光预警模块以及蓝牙通信模块，每个超声测距传感器与单片机通过2个I/O口连接，一个I/O口用于向超声测距传感器发送触发信号，另一个I/O口用于接收超声测距传感器的检测信号，声光预警模块以及蓝牙通信模块与单片机连接。
本发明进一步设置为，所述夹具包括定夹板、动夹板和固定螺栓，定夹板通过螺钉固定在安装底座上，固定螺栓固定在定夹板上，安装时，定夹板和动夹板分别置于导线两侧并通过螺母压紧。
本发明进一步设置为，所述装置工作时，单片机采用轮询方式依次向每个超声测距传感器发送测量触发信号，同时打开相应的接收I/O口以接收相应超声测距传感器的检测信号，当检测到的距离小于预先设置的阈值时，通过声光报警模块进行声光报警，并通过蓝牙通信模块向外界通信。
本发明进一步设置为，一种用于不停电作业人员安全距离测量及报警装置，其特征在于，包括多个如上所述的终端，还包括一个数据接收设备，所述数据接收设备通过蓝牙通信接收所述终端的数据，并控制多个终端依次工作。
综上所述，本发明的有益效果有：
1．本发明使用超声测距传感器主动测距，通过高重复频率测距一级高测试精度实现对作业人员距离的检测，从而在作业人员距离线路过近时发出警报，以提醒作业人员注意；
2．本发明单个终端上设有六个超声测距传感器，形成180°的测量范围，从而可以有效监控作业人员的位置；同时，本发明还可多个终端共同使用，以实现在复杂的作业环境中对作业人员进行多个方向上的安全距离监测；
3．本发明的装置结构简单，操作容易，组网方式灵活，可实现对作业人员安全距离的实时监测与预警，为提升不停电作业人员的安全监测水平提供了有效支撑，从而对提高不停电作业水平具有重要意义。
附图说明
图1是本发明中用于不停电作业人员安全距离测量及报警终端的整体结构示意图；
图2是本发明中用于不停电作业人员安全距离测量及报警终端的侧面示意图；
图3是本发明中用于不停电作业人员安全距离测量及报警终端中超声测距传感器的检测范围示意图；
图4是本发明中固定夹具的示意图；
图5是本发明中用于不停电作业人员安全距离测量及报警终端的原理示意图；
图6是本发明中用于不停电作业人员安全距离测量及报警装置的应用场景图。
图中，100、安装壳体；200、安装底座；300、超声测距传感器；400、定压板；500、动压板；600、固定螺栓；700、导线；800、螺母。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式。
实施例一：参考图1-2，一种用于不停电作业人员安全距离测量及报警终端，包括一安装壳体，所述安装壳体包括六个安装平面，每相邻两个安装平面之间的夹角为150°，每个安装平面上设有一个超声测距传感器（如图中的传感器1-6）；超声测距传感器采用HC-SR04型号的超声波测距模块，单个超声测距模块的监测范围为角度30°的锥形范围，如图3所示，六个超声测距传感器形成180°的测距范围。
参考图1和图4，安装壳体上还设有安装底座，安装底座上连接有用于夹持导线的固定夹具；所述夹具包括定夹板、动夹板和固定螺栓，定夹板通过螺钉固定在安装底座上，固定螺栓固定在定夹板上，安装时，定夹板和动夹板分别置于导线两侧并通过螺母压紧。同时，应使终端的方向满足于：六个超声测距传感器形成的测距范围正对作业区域。
安装壳体内设有单片机、声光预警模块以及蓝牙通信模块，参考图5，每个超声测距传感器与单片机通过2个I/O口连接，一个I/O口用于向超声测距传感器发送触发信号，另一个I/O口用于接收超声测距传感器的检测信号，声光预警模块以及蓝牙通信模块与单片机连接。所述终端工作时，单片机采用轮询方式依次向每个超声测距传感器触发口发送时长20μs的测量触发信号，同时打开相应的接收I/O口以接收相应超声测距传感器的检测信号，当检测到的距离小于预先设置的阈值时，通过声光报警模块进行声光报警，并通过蓝牙通信模块向外界通信。
设接收口收到的高电平时长即为测距时间t，被测距离l表达式则为：
l=v*t
式中，v为空气中的声速，约为340m/s。
当完成距离测定后，单片机将测得的距离与设定阈值lREF进行比较，若测量距离小于阈值，则测距终端发出声光预警并将报警值经由串口发送至蓝牙通信模块。
实施例二：一种用于不停电作业人员安全距离测量及报警装置，包括多个实施例一中所述终端，还包括一个数据接收设备，所述数据接收设备通过蓝牙通信接收所述终端的数据，并控制多个终端依次工作。
采用终端的数量根据具体作业现场的环境决定，以典型的单回路3相架空线为例，需要采用两个终端，两个终端的布置位置如图6所示。
在更为复杂的应用场景中，会应用更多个终端，假设现场应用了5台测距终端，则数据接收设备所接收的设备形式如表1所示。
表1 接收数据示例
| 编号 | 终端位置 | 测量距离(mm) |
| 1 | A相线路 | 200 |
| 2 | B相线路 | 350 |
| 3 | C相线路 | 400 |
| 4 | 接地点1 | 650 |
| 5 | 接地点2 | 198 |
若该工况下的安全距离设定为300mm，则上述5台监测终端中的1号与5号设备将发出持续的安全距离过小报警信号，该信号将持续直至安全距离符合设定范围时终止。同时，两台报警终端将发在数据包中发送距离过小预警信息，现场数据接收设备在此后将同步开始预警，告知地面监督人员作业人员存在安全距离风险。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种用于不停电作业人员安全距离测量及报警终端，其特征在于，包括一安装壳体，所述安装壳体包括六个安装平面，每相邻两个安装平面之间的夹角为150°，每个安装平面上设有一个超声测距传感器；
安装壳体上还设有安装底座，安装底座上连接有用于夹持导线的固定夹具；
安装壳体内设有单片机、声光预警模块以及蓝牙通信模块，每个超声测距传感器与单片机通过2个I/O口连接，一个I/O口用于向超声测距传感器发送触发信号，另一个I/O口用于接收超声测距传感器的检测信号，声光预警模块以及蓝牙通信模块与单片机连接。
2.根据权利要求1所述的用于不停电作业人员安全距离测量及报警终端，其特征在于，所述夹具包括定夹板、动夹板和固定螺栓，定夹板通过螺钉固定在安装底座上，固定螺栓固定在定夹板上，安装时，定夹板和动夹板分别置于导线两侧并通过螺母压紧。
3.根据权利要求1所述的用于不停电作业人员安全距离测量及报警终端，其特征在于，所述装置工作时，单片机采用轮询方式依次向每个超声测距传感器发送测量触发信号，同时打开相应的接收I/O口以接收相应超声测距传感器的检测信号，当检测到的距离小于预先设置的阈值时，通过声光报警模块进行声光报警，并通过蓝牙通信模块向外界通信。
4.一种用于不停电作业人员安全距离测量及报警装置，其特征在于，包括多个如权利要求1-3任意一项所述的终端，还包括一个数据接收设备，所述数据接收设备通过蓝牙通信接收所述终端的数据，并控制多个终端依次工作。
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