CN209088630U - 一种高电压环境下人员定位及设备资产在线盘点装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种高电压环境下人员定位及设备资产在线盘点装置，包括布设在高电压环境下的多个LoRa无线基站和人员定位电子标签、设备电子标签、手持终端设备，LoRa无线基站通过物联网关与服务器通讯连接。本实用新型提供的高电压环境下人员定位及设备资产在线盘点装置，采用RFID和LORA相结合，实现抗干扰性能强、定位精度高、功耗低、保密性好的技术特点；实现了低成本的高电压环境下对人及设备的实时位置定位，以及对人及设备的双向信息传输。

Description

一种高电压环境下人员定位及设备资产在线盘点装置
技术领域
本实用新型属于物联网技术领域，涉及一种高电压环境下人员定位及设备资产在线盘点装置。
背景技术
智能电网的实现离不开各类信息采集设备，各类采集设备的工作也离不开电源。高压尤其是特高压变电站环境下，由于过高的电势，无法直接使用金属导线跨不等电势平台传输信号，也无法直接采用高压线获得采集设备所必须的电能。此外，由于高压电力环境是危险环境，当人员进入高电压环境时就会发生触电的危险。
发明内容
本实用新型解决的技术问题在于提供一种高电压环境下人员定位及设备资产在线盘点装置，解决了高电压环境下人员/设备定位以及设备资产在线盘点难的问题。
本实用新型是通过以下技术方案来实现：
一种高电压环境下人员定位及设备资产在线盘点装置，包括布设在高电压环境下的多个LoRa无线基站和人员定位电子标签、设备电子标签、手持终端设备，LoRa无线基站通过物联网关与服务器通讯连接；
所述的LoRa无线基站包括分别与MCU、电源模块相连接的LoRa收发模块；
所述的人员定位电子标签包括标识有ID的MCU和与其相连接的LoRa收发模块；人员定位电子标签的LoRa收发模块能够与多个LoRa无线基站进行通信；
所述的设备电子标签包括分别与MCU连接的设备RFID电子标签、LoRa收发模块和电源模块；设备RFID电子标签的信息能够经MCU通过LoRa收发模块发送至LoRa无线基站，LoRa无线基站将接收的设备信息传送到服务器；
所述的手持终端设备包括分别与数据处理单元相连接的RFID识别单元、LoRa收发模块和显示警告单元；其中，RFID识别单元读取设备电子标签的信息并传送给数据处理单元，再经LoRa收发模块将信息发送给LoRa无线基站；LoRa收发模块能够通过LoRa无线基站接收服务器发送给显示警告单元的信息；
所述的物联网关包括分别与数据处理单元相连接的LoRa收发单元和网络接口，LoRa收发单元接收LoRa无线基站发送的信号给数据处理单元，数据处理单元再将信号经网络接口发送给服务器。
所述的人员定位电子标签入高压电力环境后，人员定位电子标签与LoRa无线基站建立位置定位通信，LoRa无线基站还将人员定位电子标签的ID信息经物联网关发送至服务器；
服务器还通过LoRa无线基站与手持终端设备建立下行信息通信，将人员定位活动信息传递到手持终端设备；当人员定位电子标签跨越被授权访问区域时，服务器发出提示信息给手持终端设备的显示警告单元进行示警。
所述的设备电子标签平时处于待机状态，当其MCU收到服务器经LoRa无线基站发来的盘点指令时被激活，MCU将设备电子标签的相关信息经LoRa收发模块发送给LoRa无线基站，LoRa无线基站再将信息传送到服务器，完成资产盘点的信息采集。
所述的服务器还分别连接有人员定位监视终端和资产盘点监视终端，服务器分别向其发送人员定位电子标签、设备电子标签的定位结果或盘点结果。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：
本实用新型提供的高电压环境下人员定位及设备资产在线盘点装置，采用RFID和LORA相结合，实现抗干扰性能强、定位精度高、功耗低、保密性好的技术特点；实现了低成本的高电压环境下对人及设备的实时位置定位，以及对人及设备的双向信息传输。
本实用新型提供的高电压环境下人员定位及设备资产在线盘点装置，服务器能够准确了解人员/设备在地上/地下的位置，当人员在进入高压电力环境后可清楚了解自己所处位置和周围设备信息，对未经授权进入危险高压电力环境的人员/设备，服务器会向人员佩戴的定位电子标签模块/设备识别电子标签模块发出危险告警，提示人员/设备不得进入未经授权进入的危险高压电力环境。
本实用新型提供的高电压环境下人员定位及设备资产在线盘点装置，可以实现远程设备资产在线盘点，对处于高压电力环境设备安装设备电子标签模块，设备电子标签模块支持射频识别技术(RFID)与基于1GHz以下的超长距低功耗数据传输技术(LORA)，即可以支持巡检人员近距离用射频识别器，识读电子身份识别标签对应的设备信息，也可以支持远程自动化设备实时在线定位及设备资产在线盘点。
附图说明
图1为物联网关的连接结构示意图；
图2为LORA基站的连接结构示意图；
图3为人员定位电子标签的连接结构示意图；
图4为电子标签识读器的连接结构示意图；
图5为手持终端设备的连接结构示意图；
图6为本实用新型的变电站内应用场景系统结构示意图；
图7为本实用新型的电力沟道内应用场景系统结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述，所述是对本实用新型的解释而不是限定。
本实用新型提供的高电压环境下人员定位及设备资产在线盘点装置，包括布设在高电压环境下的多个LoRa无线基站和人员定位电子标签、设备电子标签、手持终端设备，LoRa无线基站通过物联网关与服务器通讯连接；
所述的LoRa无线基站包括分别与MCU、电源模块相连接的LoRa收发模块，其能够与人员定位标签、设备电子标签及手持终端设备进行通信；
所述的人员定位电子标签包括标识有ID的MCU和与其相连接的LoRa收发模块；人员定位电子标签的LoRa收发模块能够与多个LoRa无线基站进行通信；
所述的设备电子标签包括分别与MCU连接的设备RFID电子标签、LoRa收发模块和电源模块；设备RFID电子标签的信息能够经MCU通过LoRa收发模块发送至LoRa无线基站，LoRa无线基站将接收的设备信息传送到服务器；
所述的手持终端设备包括分别与数据处理单元相连接的RFID识别单元、LoRa收发模块和显示警告单元；其中，RFID识别单元读取设备电子标签的信息并传送给数据处理单元，再经LoRa收发模块将信息发送给LoRa无线基站；LoRa收发模块能够通过LoRa无线基站接收服务器发送给显示警告单元的信息；
所述的物联网关包括分别与数据处理单元相连接的LoRa收发单元和网络接口，LoRa收发单元接收LoRa无线基站发送的信号给数据处理单元，数据处理单元再将信号经网络接口发送给服务器。
所述的人员定位电子标签入高压电力环境后，人员定位电子标签与LoRa无线基站建立位置定位通信，LoRa无线基站还将人员定位电子标签的ID信息经物联网关发送至服务器；
服务器还通过LoRa无线基站与手持终端设备建立下行信息通信，将后台人员定位活动信息传递到手持终端设备；当人员定位电子标签跨越被授权访问区域时，服务器发出提示信息给手持终端设备的显示警告单元进行示警。
所述的设备电子标签平时处于待机状态，当其MCU收到服务器经LoRa无线基站发来的盘点指令时被激活，MCU将设备电子标签的相关信息经LoRa收发模块发送给LoRa无线基站，LoRa无线基站再将信息传送到服务器，完成资产盘点的信息采集。
所述的服务器还分别连接有人员定位监视终端和资产盘点监视终端，服务器分别向其发送人员定位电子标签、设备电子标签的定位结果或盘点结果。
下面分别对本实用新型的各个部分进行详细的说明。
1)物联网关
参见图1，物联网关包括数据处理单元(采用中央处理器或MCU)，其外围连接带有电源单元(12V供电电路单元)、网络传输接口和LoRa收发单元；LoRa收发单元接收LoRa无线基站传来的数据，经过数据处理单元处理后，网络接口将数据传送到服务器。
物联网关实现以太网与LORA无线基站之间的数据转换及中继通信；其具有路由和终端设备功能，能够主动连接LoRa无线基站和被动接受服务器连接。
具体的，中央处理器可采用Intel或AMD的产品即可，MCU可采用ST公司的STM32F103系列，LoRa收发模块采用：LoRa610AES、LoRa611AES、LoRa611PRO、LoRa6500AES以及与其相匹配的天线；网络传输接口采用市售的网卡即可。
2)LORA无线基站
参见图2，所述的LoRa无线基站包括分别与MCU、电源模块相连接的LoRa收发模块；LORA收发模块负责收发无线数据，与人员定位标签、设备识别标签及手持终端设备进行通信；LORA收发模块还能够进行数据的中继转发。
LORA无线基站是基于扩频技术的低功耗远距离无线传输技术，提供一种简单的能实现远距离、长电池寿命、大容量的系统，进而扩展传感网络；实现上行和下行数据信息传输功能。
MCU可采用ST公司的STM32F103系列，LoRa收发模块采用：LoRa610AES、LoRa611AES、LoRa611PRO、LoRa6500AES以及与其相匹配的天线。
3)人员定位电子标签
参见图3，人员定位电子标签支持LORA通信模块，其与LORA无线基站模块建立无线通信。人员定位电子标签进入高压电力环境后，电子标签与LORA无线基站模块建立位置定位通信，LORA无线基站准确了解人员实时位置，人员实时位置被发送到服务器并实时更新人员活动信息；
具体的，LORA收发模块负责将人员定位电子标签相关信息发送给LORA无线基站，经LORA基站将数据传送到服务器。服务器根据人员定位电子标签与其相近的LORA无线基站，可知佩戴电子标签的现场工作人员所在的具体位置；
服务器再通过LORA无线基站与手持终端设备建立下行信息通信，将后台人员定位活动信息传递到终端设备模块，现场被定位人员可以实时通过手持终端设备查看自己的实时位置及活动轨迹。当人员跨越被授权访问区域时，服务器通过手持终端设备会发出告警，提示被定位人员离开禁止区域。
MCU可采用ST公司的STM32F103系列，LoRa收发模块采用：LoRa610AES、LoRa611AES、LoRa611PRO、LoRa6500AES以及与其相匹配的天线；服务器采用变电站所配置的监控服务器即可。
4)设备电子标签
参见图4，采用RFID射频电子芯片与LORA收发单元组成设备电子标签。可支持RFID射频识读器读取电子芯片信息，也可支持与LORA无线基站模块完成上下行信息传输，交互完成设备在高电压环境下的资产在线盘点功能。
设备电子标签平时工作在待机状态，当收到服务器发来的命令时，经LoRa收发模块将本电子标签的相关信息，发送给LoRa基站，LoRa基站再将信息传送到服务器，完成资产盘点的信息采集任务；RFID电子标签信息也可通过手持终端设备读取。
具体的，MCU可采用ST公司的STM32F103系列，LoRa收发模块采用：LoRa610AES、LoRa611AES、LoRa611PRO、LoRa6500AES以及与其相匹配的天线；RFID标签可采用包覆式陶瓷VI型抗金属标签Tag-LMM-06G。
5)手持终端设备
参见图5，手持终端设备支持RFID射频识别模块与LORA通信模块的信息通信。通过读取RFID射频电子芯片获取设备及人员相关信息。通过与LORA无线基站模块建立直接无线通信，可以获取本人活动路由及定位位置点等信息。当人员跨越被授权访问区域时，终端设备模块会发出告警信息，并且指引跨越未被授权访问区域的人员按照正确的活动路线及行动轨迹离开未被授权访问区域。
进一步的，RFID识别单元负责读取设备识别电子标签的相关信息，并将信息传送给数据处理单元，由数据处理单元经lora收发模块将信息发送给lora基站，再由基站经网关将信息传送到服务器。
服务器经过网络将数据传送到相关LORA基站，LORA基站再将数据传送到手持终端设备的lora模块，数据处理单元把lora模块接收到的信息发送到显示告警单元，显示告警单元通过显示屏显示相应的信息，如有告警信息，还将作出声光报警，以提醒现场工作人员作相应处理。
具体的，数据处理单元采用MCU，可采用ST公司的STM32F103系列，LoRa收发模块采用：LoRa610AES、LoRa611AES、LoRa611PRO、LoRa6500AES以及与其相匹配的天线；RFID识读单元采用RFID标签配制的RFID读卡器即可。
实施例1
参见图6所示的变电站应用场景示意图；在变电站内，通过架设多个LORA基站，对变电站内佩戴人员定位电子标签的现场工作人员进行平面定位，现场工作人员通过手持终端设备可看到自己及其他人在变电站内的位置，当工作人员靠近危险区域时，手持终端发出报警，提醒工作人员不要靠近危险区域，可有效防止安全事故的发生。同时系统可对变电站内安装了设备电子标签的设备进行资产盘点，极大提高盘点工作效率。
实施例2
参见图7所示的电力沟道应用场景示意图；在沟道内，通过架设多个LORA基站，利用LoRa基站的中继功能，完成数据的接力传送，达到沟道内LoRa无线通信的全覆盖，实现对沟道内佩戴人员定位电子标签的工作人员的一维定位；沟道内工作人员可通过手持终端设备看到自己及其他人在沟道内的位置。同时系统可对沟道内安装了设备电子标签的设备进行资产盘点。
以上给出的实施例是实现本实用新型较优的例子，本实用新型不限于上述实施例。本领域的技术人员根据本实用新型技术方案的技术特征所做出的任何非本质的添加、替换，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种高电压环境下人员定位及设备资产在线盘点装置，其特征在于，包括布设在高电压环境下的多个LoRa无线基站和人员定位电子标签、设备电子标签、手持终端设备，LoRa无线基站通过物联网关与服务器通讯连接；
所述的LoRa无线基站包括分别与MCU、电源模块相连接的LoRa收发模块；
所述的人员定位电子标签包括标识有ID的MCU和与其相连接的LoRa收发模块；人员定位电子标签的LoRa收发模块能够与多个LoRa无线基站进行通信；
所述的设备电子标签包括分别与MCU连接的设备RFID电子标签、LoRa收发模块和电源模块；设备RFID电子标签的信息能够经MCU通过LoRa收发模块发送至LoRa无线基站，LoRa无线基站将接收的设备信息传送到服务器；
所述的手持终端设备包括分别与数据处理单元相连接的RFID识别单元、LoRa收发模块和显示警告单元；其中，RFID识别单元读取设备电子标签的信息并传送给数据处理单元，再经LoRa收发模块将信息发送给LoRa无线基站；LoRa收发模块能够通过LoRa无线基站接收服务器发送给显示警告单元的信息；
所述的物联网关包括分别与数据处理单元相连接的LoRa收发单元和网络接口，LoRa收发单元接收LoRa无线基站发送的信号给数据处理单元，数据处理单元再将信号经网络接口发送给服务器。
2.如权利要求1所述的高电压环境下人员定位及设备资产在线盘点装置，其特征在于，所述的人员定位电子标签入高压电力环境后，人员定位电子标签与LoRa无线基站建立位置定位通信，LoRa无线基站还将人员定位电子标签的ID信息经物联网关发送至服务器；
服务器还通过LoRa无线基站与手持终端设备建立下行信息通信，将人员定位活动信息传递到手持终端设备；当人员定位电子标签跨越被授权访问区域时，服务器发出提示信息给手持终端设备的显示警告单元进行示警。
3.如权利要求1所述的高电压环境下人员定位及设备资产在线盘点装置，其特征在于，所述的设备电子标签平时处于待机状态，当其MCU收到服务器经LoRa无线基站发来的盘点指令时被激活，MCU将设备电子标签的相关信息经LoRa收发模块发送给LoRa无线基站，LoRa无线基站再将信息传送到服务器，完成资产盘点的信息采集。
4.如权利要求1所述的高电压环境下人员定位及设备资产在线盘点装置，其特征在于，所述的服务器还分别连接有人员定位监视终端和资产盘点监视终端，服务器分别向其发送人员定位电子标签、设备电子标签的定位结果或盘点结果。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110674909A (zh) * 2019-09-18 2020-01-10 成都数之联科技有限公司 一种应用于钢轨仓储管理的电子标签
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