一种基于RFID的电力作业现场智能警示装置的制作方法

技术领域：

本发明涉及一种基于RFID的电力作业现场智能警示装置，属于电力系统作业现场检修管理领域。

背景技术：
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目前，变电站检修工作安全形势日益严峻，而工作现场仍然缺乏有效的管控措施，仅限于监护人监督，受作业地点分散、作业范围大等因素影响较大，造成作业人员对安全注意事项不明确、工作中误入带电间隔、工作班成员与工作票要求不符等违章现象时有发生，恶劣天气作业陡增危险性，严重威胁人身、电网、设备的安全。

技术实现要素：
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本发明的目的在于克服已有技术的不足而提供一种识别精确、监控灵活、安全可靠、智能化高、节约成本的基于RFID的电力作业现场智能警示装置。

本发明的目的可以通过如下措施来达到：一种基于RFID的电力作业现场智能警示装置，其特征在于其包括主控系统，主控系统分别连接RFID识别系统、后台服务器、语音播放系统、天气预报系统；

所述的主控系统包括单片机、存储器、按键输入检测电路、电源模块、USB接口、外接网口、LED显示屏，单片机分别连接存储器、按键输入检测电路、电源模块、USB接口、外接网口、LED显示屏，USB接口、外接网口均与后台服务器相连；

所述的RFID识别系统包括设备电子标签、检修人员电子标签、RFID阅读器Ⅰ、RFID阅读器Ⅱ、功率调节器，RFID阅读器Ⅰ、RFID阅读器Ⅱ、功率调节器均与主控系统的单片机相连；

所述的语音播放系统包括语音解码电路、音频放大电路、扬声器，单片机连接语音解码电路，语音解码电路连接音频放大电路、音频放大电路连接扬声器；

所述的天气预报系统包括天线、位置定位模块、移动通信模块，天线、位置定位模块、移动通信模块均与主控系统的单片机相连；

所述的按键输入检测电路与开机按钮相连，用于检测到开机操作后使装置开机；电源模块为装置提供电源；通过USB接口与后台服务器连接，将各电压等级设备处工作时应注意事项和电力安全规程语音提醒信息存入存储器中；通过外接网口与后台服务器连接，关联变电站当日工作票；

设备电子标签内存有设备电压等级、设备名称信息，检修人员电子标签安装在安全帽中存有人员姓名信息；通过主控系统中单片机控制自动调节器对阅读器Ⅰ的工作功率进行自动调节，使其工作功率满足仅可识别到一个设备电子标签； RFID阅读器Ⅰ经过功率自动调节后识别到设备电子标签，阅读器Ⅱ识别到检修人员安全帽中检修人员电子标签，阅读器Ⅰ、阅读器Ⅱ接收到设备电子标签、检修人员电子标签发送过来的调制信号，并将信号传入单片机提取设备电压等级信息，由单片机选取相应电压等级设备处工作时应注意事项和电力安全规程语音提醒信息文件送至语音解码电路进行解码后再通过音频放大电路放大，最后通过扬声器进行播放；同时单片机将阅读器Ⅰ识别到的设备名称与工作票工作地点信息核对，判断人员是否误入带电间隔，如果误入，发出报警提示；同时，RFID阅读器Ⅱ识别一定范围内作业人员安全帽内检修人员电子标签，将识别到的人员数量、人员姓名信息传入单片机并与工作票所列工作班人员数目和姓名进行核对，判断进入作业现场内作业人员是否与工作票所列名单相符，如果不符，发出报警提示；单片机可控制每隔小时通过天气预报系统中的位置定位模块获取作业现场位置信息，通过天线与移动网络通讯，移动通信模块将位置信息及天气查询请求经发送至气象台、站，查询后天线接收气象台、站返回的天气预报信息，主控系统中单片机控制LED显示屏将天气预报信息进行显示，并通过语音播放系统进行播报。

本发明同已有技术相比可产生如下积极效果：

本发明结构简单实用，能够智能识别检修人员所处间隔位置，自动播放相应电压等级设备处工作时应注意事项和电力安全规程语音提醒信息，智能判断作业人员是否误入带电间隔，智能识别现场作业人员数量并判断是否与工作票上所列作人员名单相符，通过位置定位，经移动通信网络获取当地天气情况定时播报，提醒作业人员提前做好防范措施。

本发明针对变电站检修工作安全形势日益严峻，而工作现场仍然缺乏有效的管控措施，作业人员对安全注意事项不明确、工作中误入带电间隔、工作班成员与工作票要求不符等违章现象时有发生等问题，通过利用RFID识别技术，在变电站内每个设备间隔和检修人员安全帽中安装电子标签，同时通过后台服务器向警示装置内存入安全语音信息和导入变电站内当日工作票，实现对检修人员的工作位置和人员信息进行实时监控比对，并可通过位置定位，经移动通信网络获取当地天气情况定时播报，从而可以：

1）提高作业人员安全意识，保证作业人员生命安全。此装置因为设有RFID识别系统，可智能识别作业人员所处位置，针对不同的设备间隔处，自动播放相应电压等级设备处工作时应注意事项和电力安全规程语音提醒信息，可使作业人员工作过程中了解相关规程、规定，杜绝违章作业行为。

2）减少作业事故发生率，保证电网安全稳定运行。此装置因为设有RFID识别系统，可通过对作业人员位置的智能识别，并与导入警示装置的工作票工作地点相比对，可智能判断作业人员是否误入带电间隔，如果误入及时发出报警提醒；通过对作业现场人员信息的智能识别并与工作票相比对判断作业人员是否符合要求，如有非相关人员作业及时发出报警提醒。

3）提前预知作业现场天气情况，预先做好防范措施。此装置因为设有定位模块，可以通过定位功能经移动通信网络获取作业现场天气情况，并可预报两小时后天气情况，如有大风、暴雨、闪电、冰雹等极端恶劣天气，作业人员可提前做好防范措施，增强作业安全性，提高作业人员应急处置能力。

附图说明：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的整体模块关系图。

具体实施方式：下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细说明：

实施例：一种基于RFID的电力作业现场智能警示装置（参见图1、图2），它包括主控系统1，主控系统1分别连接RFID识别系统2、后台服务器3、语音播放系统4、天气预报系统5。

所述的主控系统1包括单片机1-1、存储器1-2、按键输入检测电路1-3、电源模块1-4、USB接口1-5、外接网口1-6、LED显示屏1-7，单片机1-1分别连接存储器1-2、按键输入检测电路1-3、电源模块1-4、USB接口1-5、外接网口1-6、LED显示屏1-7，USB接口1-5、外接网口1-6均与后台服务器3相连。

所述的RFID识别系统2包括设备电子标签2-1、检修人员电子标签2-2、RFID阅读器Ⅰ2-3、RFID阅读器Ⅱ2-4、功率调节器2-5，RFID阅读器Ⅰ2-3、RFID阅读器Ⅱ2-4、功率调节器2-5均与主控系统1的单片机1-1相连。

所述的语音播放系统4包括语音解码电路4-1、音频放大电路4-2、扬声器4-3，单片机1-1连接语音解码电路4-1，语音解码电路4-1连接音频放大电路4-2、音频放大电路4-2连接扬声器4-3。

所述的天气预报系统5包括天线5-1、位置定位模块5-2、移动通信模块5-3，天线5-1、位置定位模块5-2、移动通信模块5-3均与主控系统1的单片机1-1相连。

按键输入检测电路1-3与开机按钮相连，用于检测到开机操作后使装置开机；电源模块1-4为装置提供电源；通过USB接口1-5与后台服务器3连接，将各电压等级设备处工作时应注意事项和电力安全规程语音提醒信息存入存储器1-2中；通过外接网口1-6与后台服务器3连接，关联变电站当日工作票。

设备电子标签2-1内存有设备电压等级、设备名称信息，检修人员电子标签2-2安装在安全帽中存有人员姓名信息。由于室内低电压等级设备相邻距离很近，极易造成阅读器Ⅰ2-3同时识别多个设备电子标签2-1，无法准确判断警示装置所在具体设备间隔。而RFID阅读器一个重要作用是决定整个RFID 识别系统的工作功率， 阅读器的工作功率将直接决定阅读器与设备电子标签2-1的识别距离，因此可通过主控系统1中单片机1-1控制自动调节器2-5对阅读器Ⅰ2-3的工作功率进行自动调节，使其工作功率满足仅可识别到一个设备电子标签2-1。但是识别现场检修人员电子标签2-2时又需要使识别范围相对扩大或固定，一个RFID阅读器无法实现，因此需装设两个RFID阅读器，一个用于识别设备电子标签，另一个用于识别检修人员安全帽中电子标签。RFID阅读器Ⅰ2-3经过功率自动调节后识别到设备电子标签2-1，阅读器Ⅱ2-4识别到检修人员安全帽中检修人员电子标签2-2，阅读器Ⅰ2-3、阅读器Ⅱ2-4接收到设备电子标签2-1、检修人员电子标签2-2发送过来的调制信号，并将信号传入单片机1-1提取设备电压等级信息，由单片机1-1选取相应电压等级设备处工作时应注意事项和电力安全规程语音提醒信息文件送至语音解码电路4-1进行解码后再通过音频放大电路4-2放大，最后通过扬声器4-3进行播放。同时单片机1-1将阅读器Ⅰ2-3识别到的设备名称与工作票工作地点信息核对，判断人员是否误入带电间隔，如果误入，发出报警提示。同时，RFID阅读器Ⅱ2-3识别一定范围内作业人员安全帽内检修人员电子标签2-2，将识别到的人员数量、人员姓名信息传入单片机1-1并与工作票所列工作班人员数目和姓名进行核对，判断进入作业现场内作业人员是否与工作票所列名单相符，如果不符，发出报警提示。单片机1-1可控制每隔2小时通过天气预报系统5中的位置定位模块5-2获取作业现场位置信息，通过天线5-1与移动网络通讯，移动通信模块5-3将位置信息及天气查询请求经发送至气象台、站，查询后天线5-1接收气象台、站返回的天气预报信息，主控系统1中单片机1-1控制LED显示屏1-7将天气预报信息进行显示，并通过语音播放系统4进行播报，针对相关天气情况提前通知作业人员做好防范措施。还可以根据天气情况提醒工作人员如高温防中暑、低温防冻伤及相应的一些常识播报。