CN207994446U - 一种变电站智能巡检系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种变电站智能巡检系统，包括穿戴终端设备、基站设备以及各个用于安装在巡检区域内的UWB标签；穿戴终端设备包括前侧板、两块后侧板、两根弹性收缩带、温度传感器、湿度传感器、摄像头、UWB通信单元、供电线以及信号传输线；在两块后侧板的后侧面上分别安装有控制盒和电源模块；在控制盒内设有微处理器、报警器以及终端G通信模块；基站设备包括服务器、存储器、基站G通信模块以及显示屏。该变电站人员巡检系统利用多个UWB标签与UWB通信单元进行无线通信测距，从而在室内亦可以实现精确定位，对环境要求低，使用时的适应能力强。

Description

一种变电站智能巡检系统

技术领域

本实用新型涉及一种巡检系统，尤其是一种变电站智能巡检系统。

背景技术

在变电站运行维护过程中，需对设备进行定期巡视、检查，及时发现并处理设备故障或隐患，处理事故异常情况，以保证设备安全正常的运行。由于电力现场作业的复杂性和危险性，电力现场作业管理历来是电力安全生产极其重要的环节，常会出现误操作和安全隐患。

虽然电力系统安全操作规程的始终被高度重视，但人为事故仍时有发生。通过长期经验积累和总结的管理措施与技术措施，对于减少恶性事故的发生和保证电网、设备、人身的安全发挥了重要作用。管理措施包括操作规范、两票制度、岗位责任制度等。技术措施包括防误技术、视频技术、智能巡检系统、综合自动化系统等。

利用传感器网络的广泛信息采集能力、融合与处理能力，对影响变电站运行的因素实现全方位智能监测，自动实时对设备和人员进行识别、定位、跟踪、监控并触发相应事件，实现对设备和人员的实时管理和控制。通过智能诊断和辅助决策，传送给现场运维人员，为其提供可信、高效可用的信息支持，实现变电站智能巡检、作业安全管理和调度指挥互动化，将大幅度提升变电站现场运维管理水平。

当前，出现了很多相关的定位技术，比如红外线、射频识别、Wi Fi、Zigbee、视觉定位等技术，都取得了不错的效果。然而尽管上述室内定位技术在一定环境条件下可以取得较好的定位效果，但是这些技术都有各自的缺陷，要么是定位精度低，要么是对定位环境要求苛刻，无法满足人们对定位感知系统精度高、环境适应性好的要求。

超宽带(Ultra-Wide Band，UWB)技术是基于窄脉冲的无线技术，具有高传输率，低功耗，穿透能力强等优点；目前美国、中国、日本、加拿大等国家都在进行相关研究，应用前景非常广阔。因此可以提供一种基于UWB定位技术的变电站智能巡检系统。

发明内容

实用新型目的：提供一种基于UWB定位技术的变电站智能巡检系统。

技术方案：本实用新型所述的变电站智能巡检系统，包括穿戴终端设备、基站设备以及各个用于安装在巡检区域内的UWB标签；穿戴终端设备包括前侧板、两块后侧板、两根弹性收缩带、温度传感器、湿度传感器、摄像头、UWB通信单元、供电线以及信号传输线；两块后侧板通过合页铰接安装形成背板；两根弹性收缩带分别连接在左右两侧的前侧板与背板之间形成环形腰带结构；在两块后侧板的后侧面上分别安装有控制盒和电源模块；在控制盒内设有微处理器、报警器以及终端G通信模块；温度传感器、湿度传感器、摄像头以及UWB通信单元均安装在前侧板的前侧面上；在UWB通信单元上设有与UWB通信单元射频端相连的UWB天线；在控制盒上设有与终端G通信模块射频端相连的G天线；基站设备包括服务器、存储器、基站G通信模块以及显示屏；服务器分别与存储器、基站G通信模块以及显示屏电连接；UWB通信单元与各个UWB标签无线通信；终端G通信模块与基站G通信模块无线通信；微处理器的I/O端口与报警器以及终端G通信模块电连接，同时还通过信号传输线与温度传感器、湿度传感器、摄像头以及UWB通信单元电连接；电源模块的电极端与微处理器、报警器以及终端G通信模块相连供电，同时通过供电线与温度传感器、湿度传感器、摄像头以及UWB通信单元相连供电。

进一步地，在前侧板的后侧面上左右对称设置有两块弹性板，且左侧弹性板的左侧边以及右侧弹性板的右侧边均向后侧弹性翘起构成八字形结构。

进一步地，在前侧板的左右侧端面上均设有一个插口；在两根弹性收缩带的端部上均设有一个用于插装在插口上的连接插头。

进一步地，温度传感器通过隔温垫固定安装在前侧板的前侧面上。

进一步地，在前侧板上侧边的左端设有一个信号接插口，温度传感器、湿度传感器、摄像头以及UWB通信单元的信号端分别与信号接插口内的各个针脚相连；在信号传输线的端部上设有一个用于插装在信号接插口上的信号接插头，且信号接插头与各个针脚电连接。

进一步地，在前侧板上侧边的右端设有一个电源接插口，温度传感器、湿度传感器、摄像头以及UWB通信单元的电源端分别与电源接插口内的各个针脚相连；在供电线的端部上设有一个用于插装在电源接插口上的电源接插头，且电源接插头与各个针脚电连接。

本实用新型与现有技术相比，其有益效果是：供电线和信号传输线可作为两根肩带使用，配合两根弹性收缩带、前侧板以及两块背板构成的环形腰带结构一起使用，便于巡检人员穿戴使用；同时两块弹性板构成的八字形结构对巡检人员的腹部进行弹性支撑，确保穿戴的舒适性；利用多个UWB标签与UWB通信单元进行无线通信测距，从而在室内亦可以实现精确定位，对环境要求低，使用时的适应能力强。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型技术方案进行详细说明，但是本实用新型的保护范围不局限于所述实施例。

实施例1：

如图1和2所示，本实用新型公开的变电站智能巡检系统包括：穿戴终端设备、基站设备以及各个用于安装在巡检区域内的UWB标签19；穿戴终端设备包括前侧板1、两块后侧板5、两根弹性收缩带4、温度传感器18、湿度传感器17、摄像头20、UWB通信单元2、供电线11以及信号传输线10；两块后侧板5通过合页9铰接安装形成背板，使得背板具有一定的弯折性能，使得穿戴后具有一定的舒适性；两根弹性收缩带4分别连接在左右两侧的前侧板1与背板之间形成环形腰带结构；在两块后侧板5的后侧面上分别安装有控制盒6和电源模块7；在控制盒6内设有微处理器、报警器以及终端4G通信模块；温度传感器18、湿度传感器17、摄像头20以及UWB通信单元2均安装在前侧板1的前侧面上；在UWB通信单元2上设有与UWB通信单元2射频端相连的UWB天线3；在控制盒6上设有与终端4G通信模块射频端相连的4G天线8；基站设备包括服务器、存储器、基站4G通信模块以及显示屏；服务器分别与存储器、基站4G通信模块以及显示屏电连接；UWB通信单元2与各个UWB标签19无线通信；终端4G通信模块与基站4G通信模块无线通信；微处理器的I/O端口与报警器以及终端4G通信模块电连接，同时还通过信号传输线10与温度传感器18、湿度传感器17、摄像头20以及UWB通信单元2电连接；电源模块7的电极端与微处理器、报警器以及终端4G通信模块相连供电，同时通过供电线11与温度传感器18、湿度传感器17、摄像头20以及UWB通信单元2相连供电。

进一步地，在前侧板1的后侧面上左右对称设置有两块弹性板12，且左侧弹性板12的左侧边以及右侧弹性板12的右侧边均向后侧弹性翘起构成八字形结构。

进一步地，在前侧板1的左右侧端面上均设有一个插口13；在两根弹性收缩带4的端部上均设有一个用于插装在插口13上的连接插头14，在连接插头14上设有弹性卡扣，在前侧板1的前侧面上设有与插口13相通的卡扣孔，连接插头14插装在插口13上时，弹性卡扣卡扣在卡扣孔上。

进一步地，温度传感器18通过隔温垫16固定安装在前侧板1的前侧面上，利用隔温垫16能够防止体温传递至温度传感器18上，确保温度检测的精确性。

进一步地，在前侧板1上侧边的左端设有一个信号接插口，温度传感器18、湿度传感器17、摄像头20以及UWB通信单元2的信号端分别与信号接插口内的各个针脚相连；在信号传输线10的端部上设有一个用于插装在信号接插口上的信号接插头15，且信号接插头15与各个针脚电连接。

进一步地，在前侧板1上侧边的右端设有一个电源接插口，温度传感器18、湿度传感器17、摄像头20以及UWB通信单元2的电源端分别与电源接插口内的各个针脚相连；在供电线11的端部上设有一个用于插装在电源接插口上的电源接插头，且电源接插头与各个针脚电连接。

本实用新型公开的变电站智能巡检系统中涉及的相关电器原件说明：

微处理器是由单片机及其外围电路构成的常规最小系统结构，单片机设有多路I/O端口，用于信号的输入输出定义使用，同时也设置有A/D采集端口。

温度传感器18和湿度传感器17采用现有的常规传感器，可以输出模拟信号也可以输出数字信号，如果输出模拟信号，则单片机需要使用A/D采集端口与之相连，当现场温度和湿度超过设定范围时，则由单片机控制报警器进行现场报警，由巡查人员进行现场检查。

摄像头20采用常规的非高清摄像头，确保通信数据量即可，单片机的I/O端口定义为用于摄像头信号接收处理的视频信号端口，单片机进行缓存后通过终端4G通信模块与基站4G通信模块通信实现视频信号的转发，服务器实时接收视频信号，并驱动显示屏进行显示，同时将视频信号存储在存储器中作备份。

UWB通信单元2和UWB标签19均采用现有的设备，UWB通信单元2与单片机通信，获取信号收发时间，从而计算UWB通信单元2与UWB标签19之间的距离，在进行定位时，至少确保定位空间内有三个位置不同的UWB标签19参与定位，每个UWB标签19的三维位置都是已知的，结合通信距离边可以计算出UWB通信单元2的坐标位置，所采用的定位算法是常规的定位算法，单片机在获得定位位置后通过终端4G通信模块与基站4G通信模块通信实现定位位置的转发，服务器实时接收定位位置，并驱动显示屏进行位置信息显示。

本申请的变电站智能巡检系统中涉及的电路连接结构均采用现有技术即可实现，所涉及的定位算法和控制程序均采用现有技术中的常规简单程序，不是本申请的创新点所在，本申请的重点在于电路结构的组成连接关系以及机械结构的位置安装关系。

本实用新型公开的变电站智能巡检系统中的，供电线11和信号传输线10的长度相等，可作为两根肩带使用，配合两根弹性收缩带4、前侧板1以及两块背板构成的环形腰带结构一起使用，便于巡检人员穿戴使用；同时两块弹性板12构成的八字形结构对巡检人员的腹部进行弹性支撑，确保穿戴的舒适性。

如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本实用新型，但其不得解释为对本实用新型自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本实用新型的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。

Claims (6)

1.一种变电站智能巡检系统，其特征在于：包括穿戴终端设备、基站设备以及各个用于安装在巡检区域内的UWB标签(19)；穿戴终端设备包括前侧板(1)、两块后侧板(5)、两根弹性收缩带(4)、温度传感器(18)、湿度传感器(17)、摄像头(20)、UWB通信单元(2)、供电线(11)以及信号传输线(10)；两块后侧板(5)通过合页(9)铰接安装形成背板；两根弹性收缩带(4)分别连接在左右两侧的前侧板(1)与背板之间形成环形腰带结构；在两块后侧板(5)的后侧面上分别安装有控制盒(6)和电源模块(7)；在控制盒(6)内设有微处理器、报警器以及终端4G通信模块；温度传感器(18)、湿度传感器(17)、摄像头(20)以及UWB通信单元(2)均安装在前侧板(1)的前侧面上；在UWB通信单元(2)上设有与UWB通信单元(2)射频端相连的UWB天线(3)；在控制盒(6)上设有与终端4G通信模块射频端相连的4G天线(8)；基站设备包括服务器、存储器、基站4G通信模块以及显示屏；服务器分别与存储器、基站4G通信模块以及显示屏电连接；UWB通信单元(2)与各个UWB标签(19)无线通信；终端4G通信模块与基站4G通信模块无线通信；微处理器的I/O端口与报警器以及终端4G通信模块电连接，同时还通过信号传输线(10)与温度传感器(18)、湿度传感器(17)、摄像头(20)以及UWB通信单元(2)电连接；电源模块(7)的电极端与微处理器、报警器以及终端4G通信模块相连供电，同时通过供电线(11)与温度传感器(18)、湿度传感器(17)、摄像头(20)以及UWB通信单元(2)相连供电。

2.根据权利要求1所述的变电站智能巡检系统，其特征在于：在前侧板(1)的后侧面上左右对称设置有两块弹性板(12)，且左侧弹性板(12)的左侧边以及右侧弹性板(12)的右侧边均向后侧弹性翘起构成八字形结构。

3.根据权利要求1所述的变电站智能巡检系统，其特征在于：在前侧板(1)的左右侧端面上均设有一个插口(13)；在两根弹性收缩带(4)的端部上均设有一个用于插装在插口(13)上的连接插头(14)。

4.根据权利要求1所述的变电站智能巡检系统，其特征在于：温度传感器(18)通过隔温垫(16)固定安装在前侧板(1)的前侧面上。

5.根据权利要求1所述的变电站智能巡检系统，其特征在于：在前侧板(1)上侧边的左端设有一个信号接插口，温度传感器(18)、湿度传感器(17)、摄像头(20)以及UWB通信单元(2)的信号端分别与信号接插口内的各个针脚相连；在信号传输线(10)的端部上设有一个用于插装在信号接插口上的信号接插头(15)，且信号接插头(15)与各个针脚电连接。

6.根据权利要求1所述的变电站智能巡检系统，其特征在于：在前侧板(1)上侧边的右端设有一个电源接插口，温度传感器(18)、湿度传感器(17)、摄像头(20)以及UWB通信单元(2)的电源端分别与电源接插口内的各个针脚相连；在供电线(11)的端部上设有一个用于插装在电源接插口上的电源接插头，且电源接插头与各个针脚电连接。