CN115857488A - 一种便携式移动巡检仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便携式移动巡检仪，包括手持巡检终端和智能手机，手持巡检终端设于智能手机的背面、与智能手机通信连接；手持巡检终端包括红外摄像头、可见光摄像头和主控模块，主控模块包括红外热成像模块、RFID信号识别模块；智能手机搭载巡检APP，巡检APP包括信息读取模块和诊断分析模块；摄像头读取电力设备外的红外图像和可见光图像，由红外热成像模块进行成像融合，将红外热成像发送至巡检APP，由诊断分析模块进行诊断及诊断结果展示；可见光摄像头读取设备RFID标签的图像，由RFID信号识别模块进行标签识别，将标签识别结果发送至巡检APP，由信息读取模块读取设备的历史信息。本发明能够简化巡检工作的复杂性。

Description

一种便携式移动巡检仪

技术领域

本发明涉及一种便携式移动巡检仪，属于输变配电电力设备巡检、诊断技术领域。

背景技术

电力是我国的命脉行业，电力部门每月都要指定巡检计划，分派人员对电力设备进行巡视，通过设备的状态信息能够及时发现或判断设备是否存在缺陷，从而合理的安排检修计划，保证电网的可靠运行。

现有的电力设备需要定期巡检、故障诊断等工作较为繁琐，并需要巡检人员及时反馈巡检情况。在巡检过程中，需要巡检人员接待多种故障检测装置，检测过程费时费力，极不方便，后续对于设备故障信息处理分析也较为分散，整合数据工作量较大。

现有技术在电力巡检方法和系统中如专利CN109584100A中一种电力巡检方法和系统，包括通过4G/5G网络和北斗通信网络的巡检终端和巡检服务器，其中巡检终端带有待巡检设备的地理位置信息和信息标识，可以传输位置信息并从服务器反馈巡检任务。较着重于通讯定位及任务执行，缺少对设备的整体监测，隐患排查，依旧需要携带各式巡检工具进行工作。

现有技术在智能巡检设备如专利CN114094488A中一种新型智能巡检设备，含多功能模块如摄像采集、红外温度传感器、LED照明、验电器和GPS模块、手机夹持装置与手机搭配使用。较着重于数据采集传输，缺少对巡检数据的分析功能。

现有技术主要存在以下几点不足：

功能单一且效率低：传统的配电站房内各类传感器数据单独采集，缺少数据交互综合分析诊断。通过对站房重要监测参量智能诊断技术，研究局放、温度、图像等多参量融合分析算法，实现站房监测数据就地智能计算。应用人工智能技术、专家诊断技术，实现设备状态准确评估和趋势预警；打造设备状态全面感知、决策分析精准主动、运检行为智能高效的设备运检管理新模式，提升设备运检工作效率和效益；通过全方位、全过程管控设备管理全流程核心业务，实现各专业横向协同、纵向衔接的高效运作。

巡检工作分析诊断难：由于巡视人员的水平层次不齐，发现的缺陷比例低，根据南网广州供电公司的2021的数据统计，发现漏报的缺陷比例有百分之十二。对于广州供电公司提供数据，由于无法发现缺陷，平均造成每年多达9次的设备重大缺陷。

任务重：日常巡视工作，需要带5种以上的设备进行巡视需携带多种类型巡视设备，如红外仪、局放测试仪、振动测试仪、内阻测试仪、超声波测试仪等；巡视人员需要3人，平均巡视一个站的时间需要3个小时以上，巡视工作需要完成多个项目，每个变电站需要每个月或每两周进行一次巡视，每个变电站需要采集300-400的数据点。

现有的高压开关设备在线监测系统在温度和局部放电方面已有一定的发展，在手持巡检整体系统的诊断方法较少。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种便携式移动巡检仪，能够简化巡检工作的复杂性。为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

本发明提供了一种便携式移动巡检仪，包括：包括手持巡检终端和智能手机，所述手持巡检终端设于智能手机的背面、与所述智能手机通信连接；

所述手持巡检终端包括红外摄像头、可见光摄像头和主控模块，所述主控模块包括红外热成像模块、RFID信号识别模块；所述智能手机搭载巡检APP，所述巡检APP包括信息读取模块和诊断分析模块；

所述红外摄像头、可见光摄像头分别读取电力设备外的红外图像和可见光图像，由红外热成像模块将可见光图像与红外图像进行成像融合，将红外热成像发送至巡检APP，由诊断分析模块对红外热成像进行诊断及诊断结果展示；

所述可见光摄像头读取设备RFID标签的图像，由RFID信号识别模块进行标签识别，将标签识别结果发送至巡检APP，由信息读取模块读取设备的历史信息。

进一步地，所述手持巡检终端还包括电源管理模块，所述电源管理模块提供直流供电和USB接口交流供电。

进一步地，所述手持巡检终端还包括用于与智能手机通信连接的通讯管理模块，所述通讯管理模块支持无线WIFI、蓝牙、usb有线和通讯卡的通讯方式。

进一步地，所述手持巡检终端还包括用于存储数据信息的存储卡。

进一步地，所述智能手机还包括GPS定位系统，所述巡检APP包括智能巡检模块，所述智能巡检模块用于巡检工单预约和发放、根据GPS定位系统绘制巡检工作路线、查看巡检任务进度。

进一步地，所述智能手机还包括指纹识别系统和人脸识别系统，所述巡检APP包括登录认证模块，所述登录认证模块用于基于指纹识别系统和人脸识别系统对需要登录巡检APP的巡检工进行登录认证。

进一步地，所述巡检APP还包括智能监测模块，所述智能监测模块用于查看手持巡检终端实时获取的数据和历史数据。

进一步地，所述手持巡检终端还包括用于采集电力设备运行声音的音频采集端口，所述诊断分析模块内设有声纹诊断组件；所述声纹诊断组件对电力设备运行的声音数据进行处理分析，识别电力设备故障类型，将识别结果在巡检APP内展示。

进一步地，所述诊断分析模块内设有红外图像非介入诊断组件，所述红外图像非介入诊断组件对红外热成像进行诊断，将诊断结果在巡检APP内展示。

与现有技术相比，本发明实施例所提供的一种便携式移动巡检仪所达到的有益效果包括：

本发明包括：包括手持巡检终端和智能手机，所述手持巡检终端设于智能手机的背面、与所述智能手机通信连接；所述手持巡检终端包括红外摄像头、可见光摄像头和主控模块，所述主控模块包括红外热成像模块、RFID信号识别模块；所述智能手机搭载巡检APP，所述巡检APP包括信息读取模块和诊断分析模块；本发明在现有的具有传感功能的终端设备上配合智能手机使用，组成便携式移动巡检仪，智能手机搭配巡检APP，通过巡检APP的智能模块进行智能分析、智能告警等功能；本发明摒弃了传统式手工记录巡检模式，通过手持巡检终端和智能手机的搭配，接收巡检任务、记录巡检路线及巡检情况，避免中途偷懒，造成漏检事件发生。提升巡检工作质量，确保巡逻到位，及时排除隐患；

本发明红外摄像头、可见光摄像头分别读取电力设备外的红外图像和可见光图像，由红外热成像模块将可见光图像与红外图像进行成像融合，将红外热成像发送至巡检APP，由诊断分析模块对红外热成像进行诊断及诊断结果展示；所述可见光摄像头读取设备RFID标签的图像，由RFID信号识别模块进行标签识别，将标签识别结果发送至巡检APP，由信息读取模块读取设备的历史信息。本发明在现有的具有传感功能的终端设备上对传统红外热像仪进行修改，改进了现有产品体积大的弊端；本发明能够识别RFID标签，提高信息交互能力；

本发明的便携式移动巡检仪增加不同种类的功能模块，丰富手持巡检检测手段，智能手机内配置巡检APP，可对巡检信息进行实时通信交互，显示检测信息诊断图像与结果，通过红外双视图像技术、声纹识别诊断技术、信息通信技术、局放检测、超声检测、温湿度检测、卫星定位技术、巡检方法等技术。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种便携式移动巡检仪的正面图；

图2为本发明实施例提供的一种便携式移动巡检仪的侧面图；

图3为本发明实施例提供的一种便携式移动巡检仪的主控模块的示意图；

图4为本发明实施例提供的一种便携式移动巡检仪的红外热成像的显示示意图；

图5为本发明实施例提供的一种便携式移动巡检仪的RFID标签识别的示意图一；

图6为本发明实施例提供的一种便携式移动巡检仪的RFID标签识别的示意图二；

图7为本发明实施例提供的一种便携式移动巡检仪的巡检APP的功能示意图。

图中：1、红外摄像头；2、可见光摄像头；3、激光信号灯；4、磁力计；5、智能手机；6、超声传感器；7、音频采集端口；8、温湿度传感器；9、气压传感器；10、测距传感器；11、电磁辐射传感器；12、手柄；13、快门；14、USB接口；15、手机安装支架；16、充电接口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

一种便携式移动巡检仪，包括：手持巡检终端和智能手机5，手持巡检终端设于智能手机5的背面、与智能手机5通信连接，智能手机5搭载巡检APP。

如图1、2所示，手持巡检终端包括红外摄像头1、可见光摄像头2、激光信号灯3、磁力计4、超声传感器6、音频采集端口7、温湿度传感器8、气压传感器9、测距传感器10、电磁辐射传感器11、手柄12、快门13、主控模块、电源管理模块、通信管理模块、存储卡、USB接口14、手机安装支架15、充电接口16。

具体的，激光信号灯设于红外摄像头、可见光摄像头一侧，用于拍照与录像的照明。在夜晚使用过程中，现有技术中通常会手持照明装置或者在手持巡检终端上安装简易的照明设备，这样会造成巡检工作的极大不便利。本实施例配置激光信号灯进行照明。

温湿度传感器，用于检测检测巡检人员所处环境的温度和湿度情况。超声传感器，用于连接超声波传感器检测设备局部放电现象。测距传感器，用于检测与所测设备距离。磁力计，用于判断地理方向。气压传感器，用于检测当地海拔高度及环境大气气体压强。电磁辐射传感器，用于检测所测电力设备电磁辐射水平。音频采集端口，用于接收采集声音信号、振动信号、噪声信号。充电接口，用于给设备充电。手机安装支架，用于夹装智能手机。USB接口，用于与智能手机连接。

主控模块包括信号灯模块、红外热成像模块、温度监测模块、湿度监测模块、超声波采集模块、振动信号采集模块、声音采集模块、距离测试模块、通讯模块、磁力模块、气压感知模块、RFID信号识别模块、电源管理模块、通讯管理模块。

其中，信号灯模块、温度监测模块、湿度监测模块、超声波采集模块、振动信号采集模块、声音采集模块、距离测试模块、通讯模块、磁力模块、气压感知模块均为本领域常规技术，使用方法和原理不再赘述说明。

电源管理模块，在手持巡检终端上可安装电池提供直流供电，也可以通过USB接口给手持巡检终端充电提供交流供电。

通讯管理模块用于实现手持巡检终端与智能手机的通信连接。能够通过无线WiFi模块、蓝牙模块进行连接通讯。能够通过有线（usb线）直接连接，适配Lightning/microUSB/Type-C接口连接不同的智能手机。能够通过通讯卡进行通讯，检测数据信息可通过手持巡检终端与电网PMS系统进行一键通信共享。巡检地区网络信号不佳时，亦可通过数据线连接手机与电脑连接，进行数据信息拷贝、传输等工作。

手持巡检终端内部可安装存储卡，所检测数据信息能够保存于存储卡中，方便数据信息拷贝。

如图4所示，红外热成像模块通过图像融合技术将摄像头捕捉的可见光图像与红外图像共同展示在智能手机屏幕界面，其中红外图像使用伪彩技术进行辨识度处理。

如图5、6所示，RFID读取模块使得手持巡检终端与RFID电子标签配套使用，通过打开可见光摄像头对准设备RFID标签进行扫码，距离约0.3m以内可进行RFID标签识别。

扫码识别后在巡检app内显示相应设备画像信息，历史数据、机械特性、历史诊断报告等重要信息。在巡检工作完成并保留数据后再次扫码，可读取已更新的诊断报告。

智能手机包括：GPS定位系统、指纹识别系统、人脸识别系统，为智能手机领域常规技术，其原理不再赘述。

如图7所示，巡检APP包括信息读取模块、智能巡检模块、登录认证模块、诊断分析模块、智能监测模块。

信息读取模块通过操作手持巡检终端进行RFID标签识别，读取设备的历史信息，包括监测数据、设备画像、诊断报告。

智能巡检模块与GPS定位系统配合，用于巡检工单预约和发放、根据GPS定位系统绘制巡检工作路线、查看巡检任务进度。

登录认证模块与指纹识别系统、人脸识别系统配合，用于基于指纹识别系统和人脸识别系统对需要登录巡检APP的巡检工进行登录认证。

智能监测模块用于查看手持巡检终端实时获取的数据和历史数据。

诊断分析模块内设有声纹诊断组件和红外图像非介入诊断组件。

声纹诊断组件通过音频采集端口对高压开关柜或变压器等重要设备多种运行工况进行声音数据采集，声纹信号进行算法处理得到该信号的特征量。通过能量分析方法做特征识别，与声纹数据库内部特征量进行故障类型识别。分析得出的设备故障类型最终在巡检APP内展示诊断结果。

红外摄像头、可见光摄像头分别读取电力设备外的红外图像和可见光图像，由红外热成像模块将可见光图像与红外图像进行成像融合，将红外热成像发送至巡检APP，由诊断分析模块的红外图像非介入诊断组件根据红外热成像得到所检测设备状态信息及温度分布信息，计算出开关柜内部的集总热源温度，与预设故障诊断阈值进行比较，对设备的运行状态进行诊断。即可达到对设备的非介入温度检测效果。

需要说明的是，信息读取模块、智能巡检模块、诊断分析模块、智能监测模块均在登录认证模块“登录认证”成功登录后启用。

本发明的便携式移动巡检仪内部搭配巡检APP，通过巡检APP的智能模块进行智能分析、智能告警等功能，现场巡视检测数据通过巡检APP与国网PMS系统实时共享，通信方式包括蓝牙、4G、WIFI等方法。巡检APP内设置人像识别启动模式，对巡检人员信息及施工资质认证。通过巡检APP实现定位，历史检测数据实时交互，巡检工单预约、下发、完成确认等，实现对巡检员巡检区域及巡检设备的定位，控制巡检的到位率及巡检信息及时交互通信。巡检APP内置多种电力设备综合诊断算法，现场测量数据自动生成数据分析曲线和图谱，并得出诊断结果，通过RFID标签识别生成诊断报告并上传后台系统。

本发明摒弃了传统式手工记录巡检模式，通过手持巡检终端和智能手机的搭配，接收巡检任务、记录巡检路线及巡检情况，避免中途偷懒，造成漏检事件发生。提升巡检工作质量，确保巡逻到位，及时排除隐患。巡检结束后，通过无线数据通讯方式将巡检记录上传。不仅提高了巡检质量和效率，而且规范了巡检作业行为和标准，将巡检数据信息化。大幅简化过去复杂的巡检流程。综合移动巡检仪终端作为信息化工具，适用于电力、石化、供水、铁路、森林、物业等领域和场景的巡检作业，巡检信息实时传输，无需人工整理，提高工作效率的同时避免数据造假；监督巡逻、巡检工作的执行情况，避免中途偷懒，造成漏检事件发生。提升巡检工作质量，确保巡逻到位，及时排除隐患；多种实时通讯方式，确保管理中心与巡检人员信息互通。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种便携式移动巡检仪，其特征在于，包括手持巡检终端和智能手机，所述手持巡检终端设于智能手机的背面、与所述智能手机通信连接；

所述手持巡检终端包括红外摄像头、可见光摄像头和主控模块，所述主控模块包括红外热成像模块、RFID信号识别模块；所述智能手机搭载巡检APP，所述巡检APP包括信息读取模块和诊断分析模块；

所述红外摄像头、可见光摄像头分别读取电力设备外的红外图像和可见光图像，由红外热成像模块将可见光图像与红外图像进行成像融合，将红外热成像发送至巡检APP，由诊断分析模块对红外热成像进行诊断及诊断结果展示；

所述可见光摄像头读取设备RFID标签的图像，由RFID信号识别模块进行标签识别，将标签识别结果发送至巡检APP，由信息读取模块读取设备的历史信息。

2.根据权利要求1所述的便携式移动巡检仪，其特征在于，所述手持巡检终端还包括电源管理模块，所述电源管理模块提供直流供电和USB接口交流供电。

3.根据权利要求1所述的便携式移动巡检仪，其特征在于，所述手持巡检终端还包括用于与智能手机通信连接的通讯管理模块，所述通讯管理模块支持无线WIFI、蓝牙、usb有线和通讯卡的通讯方式。

4.根据权利要求1所述的便携式移动巡检仪，其特征在于，所述手持巡检终端还包括用于存储数据信息的存储卡。

5.根据权利要求1所述的便携式移动巡检仪，其特征在于，所述智能手机还包括GPS定位系统，所述巡检APP包括智能巡检模块，所述智能巡检模块用于巡检工单预约和发放、根据GPS定位系统绘制巡检工作路线、查看巡检任务进度。

6.根据权利要求1所述的便携式移动巡检仪，其特征在于，所述智能手机还包括指纹识别系统和人脸识别系统，所述巡检APP包括登录认证模块，所述登录认证模块用于基于指纹识别系统和人脸识别系统对需要登录巡检APP的巡检工进行登录认证。

7.根据权利要求1所述的便携式移动巡检仪，其特征在于，所述巡检APP还包括智能监测模块，所述智能监测模块用于查看手持巡检终端实时获取的数据和历史数据。

8.根据权利要求1所述的便携式移动巡检仪，其特征在于，所述手持巡检终端还包括用于采集电力设备运行声音的音频采集端口，所述诊断分析模块内设有声纹诊断组件；所述声纹诊断组件对电力设备运行的声音数据进行处理分析，识别电力设备故障类型，将识别结果在巡检APP内展示。

9.根据权利要求1所述的便携式移动巡检仪，其特征在于，所述诊断分析模块内设有红外图像非介入诊断组件，所述红外图像非介入诊断组件对红外热成像进行诊断，将诊断结果在巡检APP内展示。

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