[實用新型]基于激光掃描和超寬帶定位的變電站作業安全檢測系統

有效

• 申請號: 201720642562.5
• 申請日: 2017-06-05
• 公開（公告）號: CN206757363U
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 夏娜;常亮;周洋;陳國燁;宋重曦
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司34101
• 代理人: 陸麗莉,何梅生

技術領域

本實用新型涉及一種變電站安全區域監控系統領域，特別涉及一種基于激光掃描和超寬帶定位的變電站作業安全檢測系統。

背景技術

變電站是銜接發電、輸電、變電、配電、用電和調度的最關鍵環節，也是電網中實現能源轉換和控制的核心平臺，其安全穩定運行和管理一直是行業關注的重點。在變電站改建、擴建和維修的過程中，作業人員和機器(如挖機)可能會因為疏忽大意，接近或誤入危險區域，超出作業范圍，從而發生觸電安全事故。而目前，在變電站設備運行狀態的巡視及安全區域監控全過程的自動化方面還沒有相關的成熟技術。

現有的安全監測技術主要有基于紅外、藍牙、RFID、WiFi、Zigbee等無線定位技術。然而紅外定位方式必須要可視范圍內測量，當距離較大時并不適合，同時精度較低，往往無法達到測量的要求，容易受到測量環境的干擾；藍牙技術相對于其他幾種方式，雖然能夠達到精確的定位結果，但技術不夠成熟，無法大規模的運用在實際定位測量中，而且通訊速率較低；RFID技術可以達到厘米級定位精度的信息，成本較低，但作用距離較近，不便于整合到其他系統中；Zigbee技術主要作為近距離內的通訊，同時存在可靠性低，不穩定等問題，因此往往造成精度達不到需求；基于視覺檢測的技術由于受到光線和遮擋等因素的影響，無法達到可靠的安全管控。

發明內容

本實用新型為克服上述現有技術的不足之處，提供一種基于激光掃描和超寬帶定位的變電站作業安全檢測系統，以期能對檢測區域內的人員和機械設備進行準確定位和實時監控，從而提高作業的安全性。

為實現上述目的，本實用新型通過以下技術方案實現：

本實用新型一種基于激光掃描和超寬帶定位的變電站作業安全檢測系統的特點包括：無線通訊超寬帶傳感器、超寬帶移動標簽、激光模塊、旋轉平臺和上位機；

所述無線通訊超寬帶傳感器固定在支架上并作為超寬帶通訊基站；所述超寬帶移動標簽固定在變電站工作人員的安全帽上或者挖掘機的機械臂上；所述激光模塊固定安裝在所述旋轉平臺上；所述旋轉平臺由外部移動電池供電，并通過電機在一定角度內勻速旋轉；由所述超寬帶通訊基站的安全區域邊界和激光模塊的掃描范圍構成檢測區域；

所述無線通訊超寬帶傳感器通過數據線與所述上位機連接，用于傳輸所采集到的超寬帶移動標簽的二維坐標；

所述激光模塊通過數據線與所述上位機連接，用于判斷超寬帶移動標簽的是否超過限高；

所述上位機根據所接收到的超寬帶移動標簽的二維坐標和高度判斷信息，對所述檢測區域內的變電站工作人員和挖掘機進行實時監測和報警。

本實用新型所述的基于激光掃描和超寬帶定位的變電站作業安全檢測系統的特點也在于：在所述檢測區域內，設置有四個超寬帶通訊基站，其中三個超寬帶通訊基站保持同一高度，另外一個超寬帶通訊基站的高度不同。

所述激光模塊包括：電源模塊、激光探頭、微處理器、串口電路；

當所述激光探頭探測到所述超寬帶移動標簽的高度信號時，將所述高度信號傳輸至所述微處理器的PA引腳；所述微處理器將所述高度信號通過所述串口電路傳遞給所述上位機；所述電源模塊為所述微處理器和激光探頭供電。

與已有技術相比，本實用新型的有益效果體現在：

1、本實用新型將無線通訊超寬帶傳感器和激光模塊運用到變電站安全區域監控領域，可以對安全區域內的人員進行自動監控和實時定位，實現了對監測區域的監督和預警功能，從而減少了人員傷亡事故，保證了變電站的安全運行和人員操作的人身安全。

2、本實用新型所采用的無線通訊超寬帶傳感器，具有功耗低、抗多徑效果好、安全性高、系統復雜度低，尤其是能提供非常精確的定位精度等優點，從而實現了短距離內超寬帶、高速的數據傳輸功能。

附圖說明

圖1是本實用新型系統的空間布置示意圖；

圖2是本實用新型系統的數據傳輸流程圖；

圖3是本實用新型系統中上位機的數據處理流程圖；

圖中標號：1無線通訊超寬帶傳感器；2無線超寬帶移動標簽；3支架；4激光模塊；5旋轉平臺；6上位機；7安全區域邊界；8激光掃描范圍。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型做進一步詳細的說明。

本實施例中，如圖1所示，一種基于激光掃描和超寬帶定位的變電站作業安全檢測系統，包括：無線通訊超寬帶傳感器1、超寬帶移動標簽2、激光模塊4、旋轉平臺5和上位機6；