一种开关柜倒闸操作的智能语音提示系统及其控制方法与流程

本发明涉及开关柜技术领域，具体为一种开关柜倒闸操作的智能语音提示系统及其控制方法。

背景技术

开关柜的主要作用是在电力系统进行发电、输电、配电和电能转换的过程中，进行开合、控制和保护用电设备。开关柜内的部件主要有断路器、隔离开关、负荷开关、操作机构、互感器以及各种保护装置等组成。开关柜分为运行、备用（冷备用及热备用）、检修三种状态。将开关柜由一种状态转变为另一种状态的过程叫倒闸，所进行的操作叫倒闸操作。通过操作隔离开关、断路器以及挂、拆接地线将电气设备从一种状态转换为另一种状态或使系统改变了运行方式。

随着电力工业的快速发展，我国的电网规模和容量日益扩大，倒闸操作的规范性和正确性，是确保电网安全和稳定的重要基础，也关系着在电气设备上工作的工作人员及操作人员的生命安全，因此，正确的倒闸操作具有十分重要的意义，规范化的倒闸操作，能够便于配电人员正确、规范、有效地填写和执行操作票，从而提高供电企业配电运行的规范化、标准化管理水平。

现有的倒闸操作，一般是人工进行操作，且在操作过程中一般需要两个人来操作，其中一人作为监护人，另一人作为主操作人，监护人站在主操作人的左后方，一方面监督主操作人的动作是否准确，另一方面可在主操作人进行违章操作时及时制止，在整个操作过程中，开关柜并没有任何提示系统，完全依靠人员对操作票上操作流程的正确把握，一旦人员操作错误将会导致严重的后果，其操作流程风险性较高，因此有必要在开关柜上增加语音提示系统。

技术实现要素：

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种开关柜倒闸操作的智能语音提示系统及其控制方法，具备语音提示功能和带电自检功能等优点，解决了倒闸操作风险性较高的问题。

（二）技术方案

为实现开关柜具备语音提示功能和带电自检功能的目的，本发明提供如下技术方案：一种开关柜倒闸操作的智能语音提示系统，包括服务器、门禁装置和柜体，所述门禁装置包括门框、门扇、把手和门磁开关，所述门框固定连接在柜体的前侧，所述门扇通过合页铰接在门框的一侧，所述把手固定连接在门扇远离合页的外侧壁上，所述门磁开关包括永磁体和干簧管，所述永磁体固定连接在门扇上，所述干簧管固定连接在门框靠近永磁体的一侧，所述门框靠近把手的一侧固定安装有rfid读写器，所述柜体靠近门扇的一侧固定连接有显示装置、语音提示装置和语音采集装置，所述柜体的内部固定连接有控制器，所述控制器通过信号线分别与干簧管、显示装置、语音提示装置、语音采集装置和rfid读写器相连接，所述柜体的内部还固定连接有第一无线通信装置，所述第一无线通信装置通过信号线与控制器信号连接，所述服务器上设置有第二无线通信装置，所述第二无线通信装置通过信号线与服务器信号连接，所述第一无线通信装置和第二无线通信装置通过无线信号相连接，所述柜体的内部还设置有交直流采集装置，所述交直流采集装置通过信号线与控制器信号连接。

优选的，所述服务器包含数据库模块，所述数据库模块用于存储员工信息，所述员工信息中包含倒闸操作的权限，所述数据库模块还用于存储操作票信息。

优选的，所述显示装置为lcd显示屏，用于显示柜体的工作状态，还用于显示操作流程。

优选的，所述语音提示装置包括放大器和扬声器，用于播放操作流程。

优选的，所述语音采集装置包括拾音器、放大器、a/d转换器和滤波器，所述拾音器用于对采集声音，所述放大器用于对拾音器的电信号进行放大，所述a/d转换器用于将电信号转换为数字信号，所述滤波器用于滤除噪音干扰。

优选的，所述交直流采集装置包括电压传感器、电流传感器和运算放大器，用于将采集的电信号传送到控制器。

优选的，所述第一无线通信装置和第二无线通信装置结构相同，所述第一无线通信装置和第二无线通信装置为3g通信模块、4g通信模块或wifi通信模块中的一种。

本发明还提供一种开关柜倒闸操作的智能语音提示系统的控制方法，控制方法为：

s1：分析操作流程，制定操作票，并选定操作人员和监护人员；

s2：将操作票、操作人员和监护人员的信息分别传输至服务器中的数据库模块；

s3：操作人员和监护人员利用rfid读写器识别个人身份，判定是否与操作票中的人员信息一致，如果不一致，则无操作权限，控制器控制门禁系统关闭，如果有权限，则控制器控制门禁系统打开；

s4：s3步骤中的门禁系统打开后，控制器控制语音提示装置，按照操作票上的流程进行语音提示；

s5：操作人员复述s4中的语音提示，并由语音采集装置上传到控制器进行比较，判定无误后，语音提示装置提示可以操作；

s6：操作人员按照s5中的指示进行操作；

s7：交直流采集装置采集电信号，并传送到控制器进行判定，判定无误后，语音提示装置提示操作结束。

（三）有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种开关柜倒闸操作的智能语音提示系统及其控制方法，具备以下有益效果：

1、通过设置服务器、控制器、第一无线通信装置和第二无线通信装置，可以实现服务器与控制器之间的信息交流，从而便于对操作人员的操作权限进行判断，也便于将操作票的信息显示在显示装置上，并由语音提示装置进行提示；通过设置语音采集装置，可以在操作过程中，由操作人员复述语音提示装置所提示的内容，并按照所提示的内容进行操作，可以提高操作人员操作的正确率；通过设置门禁装置，使得只有具有操作权限的人员才可以对开关柜进行操作。

附图说明

图1为本发明提出的一种开关柜倒闸操作的智能语音提示系统的系统架构图；

图2为本发明提出的一种开关柜倒闸操作的智能语音提示系统的部分结构示意图。

图中：1柜体、2门框、3门扇、4把手、5永磁体、6干簧管、7rfid读写器、8显示装置、9语音提示装置、10语音采集装置。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2，一种开关柜倒闸操作的智能语音提示系统，包括服务器、门禁装置和柜体1，所述门禁装置包括门框2、门扇3、把手4和门磁开关，所述门框2固定连接在柜体1的前侧，所述门扇3通过合页铰接在门框2的一侧，所述把手4固定连接在门扇2远离合页的外侧壁上，所述门磁开关包括永磁体5和干簧管6，所述永磁体5固定连接在门扇3上，所述干簧管6固定连接在门框2靠近永磁体5的一侧，所述门框2靠近把手4的一侧固定安装有rfid读写器7，rfid读写器7可以用来识别操作人员的权限，rfid读写器7的型号为高频15693读写器，当进行身份识别时，有权限的状况下，控制器会控制干簧管6将门磁开关打开，无权限的门磁开关将不会打开，也就无法对柜体1进行操作，所述柜体1靠近门扇3的一侧固定连接有显示装置8、语音提示装置9和语音采集装置10，所述柜体1的内部固定连接有控制器，所述控制器通过信号线分别与干簧管6、显示装置8、语音提示装置9、语音采集装置10和rfid读写器7相连接，所述柜体1的内部还固定连接有第一无线通信装置，所述第一无线通信装置通过信号线与控制器信号连接，所述服务器上设置有第二无线通信装置，所述第二无线通信装置通过信号线与服务器信号连接，所述第一无线通信装置和第二无线通信装置通过无线信号相连接，所述柜体1的内部还设置有交直流采集装置，所述交直流采集装置通过信号线与控制器信号连接。

所述服务器包含数据库模块，所述数据库模块用于存储员工信息，所述员工信息中包含倒闸操作的权限，所述数据库模块还用于存储操作票信息，操作票信息包括倒闸每一步的操作流程，以及所需要进行倒闸操作的开关柜的编号，在进行倒闸操作时，操作人员的每一步操作都要与操作票上的流程相符，在操作人员操作之前，控制器会将当前开关柜的编号与操作票中的信息进行比较，确认当前开关柜为需要进行倒闸操作的开关柜。

所述显示装置8为lcd显示屏，用于显示柜体1的工作状态，还用于显示操作流程，操作流程为操作票上事先拟定的流程，便于提示操作人员进行操作。

所述语音提示装置9包括放大器和扬声器，用于播放操作流程，控制器控制语音提示装置9按照操作票的流程进行语音提示，在提示结束后，操作人员需复述一遍语音提示的内容，并由语音采集装置10将复述的语音采集，并通过控制器与语音提示装置9中所提示的操作流程进行对比，对比正确的方可进行下一步操作，控制器中含有语音识别模块。

所述语音采集装置10包括拾音器、放大器、a/d转换器和滤波器，所述拾音器用于对采集声音，所述放大器用于对拾音器的电信号进行放大，所述a/d转换器用于将电信号转换为数字信号，所述滤波器用于滤除噪音干扰，语音采集装置10用于将操作人员复述的操作流程进行收集并与系统中的语音提示装置9的提示内容进行对比。

所述交直流采集装置包括电压传感器、电流传感器和运算放大器，用于将采集的电信号传送到控制器,所述交直流采集装置分别与柜体1中的真空断路器、负载侧隔离开关和母线侧隔离开关电性连接，可以检测出真空断路器、负载侧隔离开关和母线侧隔离开关电性连接的带电情况。

所述第一无线通信装置和第二无线通信装置结构相同，所述第一无线通信装置和第二无线通信装置为3g通信模块、4g通信模块或wifi通信模块中的一种，用于控制器与服务器之间的沟通。

开关柜倒闸操作的智能语音提示系统的控制方法，控制方法为：

s1：分析操作流程，制定操作票，并选定操作人员和监护人员；

s2：将操作票、操作人员和监护人员的信息分别传输至服务器中的数据库模块；

s3：操作人员和监护人员利用rfid读写器7识别个人身份，判定是否与操作票中的人员信息一致，如果不一致，则无操作权限，控制器控制门禁系统关闭，如果有权限，则控制器控制门禁系统打开；

s4：s3步骤中的门禁系统打开后，控制器控制语音提示装置9，按照操作票上的流程进行语音提示；

s5：操作人员复述s4中的语音提示，并由语音采集装置10上传到控制器进行比较，判定无误后，语音提示装置9提示可以操作；

s6：操作人员按照s5中的指示进行操作；

s7：交直流采集装置采集电信号，并传送到控制器进行判定，判定无误后，语音提示装置9提示操作结束。

综上所述，在使用时首先要根据倒闸操作的任务制定操作票，选定操作人员和监护人员，并将操作票上的操作流程、操作对象以及操作人员和监护人员的个人信息存储到服务器的数据库模块中，然后操作人员和监护人员到达指定的开关柜前利用rfid读写器7，进行身份验证，验证时控制器将验证信息与服务器中存储的个人信息进行比对，比对通过的控制器控制门磁开关打开，然后操作人员将门扇3打开，然后语音提示装置9提示此时应该进行何种操作，如“对g02号开关柜进行真空断路器分闸操作”，然后操作人员复述语音提示装置9所提示的操作步骤，如上面例子中的“对g02号开关柜进行真空断路器分闸操作”，语音采集装置10将操作人员复述的内容采集并转换为电信号与语音提示装置9所提示的内容进行比较，确认无误后，语音提示装置9提示可以操作，操作人员按照指示进行操作，操作结束后，交直流采集装置通过电压传感器、电流传感器采集到的信息传送给控制器，由控制器判定操作完成，然后语音提示装置9提示操作完成，然后操作人员将门扇3关闭，在门磁开关的作用下门扇3与门框2固定连接在一起。

需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。