一种电力施工现场安全巡视监测系统的制作方法

本发明涉及一种电力监测系统，特别涉及一种电力施工现场安全巡视监测系统。

背景技术：

随着我国经济的快速发展，社会对电力能源提出了巨大需求。为满足社会需求，国家电网正在进行超高压大容量电力线路扩建，线路将穿越各种复杂地形，如何解决电力线路架线、巡线监测的精度和效率，是困扰电力行业的重大难题。

由于高压输电线路的架线和巡线监测常规作业方式中，利用传统人工的方式具有明显的缺点：劳动强度大、工作条件艰苦，而且劳动效率低，遇到电网紧急故障和异常气候条件下，高空作业人员的安全存在极大危险。

利用无人机自身具有携带方便、操作简单、反应迅速、载荷丰富、任务用途广泛、起飞降落对环境的要求低、可自主飞行等优势，建立了更加先进、科学、高效的电力巡线方式，大大提高了电力维护和检修的速度和效率，弥补了传统人工巡线的方式的缺点，降低了高空作业人员的劳动强度，使许多工作能在完全带电的环境下安全完成。

但是现有无人机的功能无法满足对高空作业人员身体状况进行监测，使作业人员人身安全得不到保障，怎样对高空作业人员身体状况进行监测，一直以来是电力部门难以解决的问题，如何实时监测高空作业人员的身体状况，将高空作业人员的健康状态，如心率，体温等实时传输回地面监控点，从而提前知晓高空作业人员的健康状态，对可能发生的安全事故作出预判，提前提醒高空作业人员结束工作，返回地面接受治疗，大大减少高空作业人员的伤亡是电力部门急需解决的大问题。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术对应的不足，提供一种电力施工现场安全巡视监测系统，实时监测高空作业人员的身体状况，将高空作业人员的健康状态，如心率，体温等实时传输回地面监控点，从而提前知晓高空作业人员的健康状态，对可能发生的安全事故作出预判，提前提醒高空作业人员结束工作，返回地面接受治疗，大大减少高空作业人员的伤亡。

本发明的目的是采用下述方案实现的：一种电力施工现场安全巡视监测系统，包括无人机系统，可移动现场安全监控箱，还包括人体安全感应装置,所述人体安全感应装置由安全帽、感应处理器模块、人体温度感应模块、人体心率感应模块、语音报警模块、第三2.4g通讯模块组成，所述感应处理器模块、人体温度感应模块、人体心率感应模块、语音报警模块、第三2.4g通讯模块设置在安全帽上，人体温度感应模块、人体心率感应模块的信号输出端均与感应处理器模块的信号接收端连接，语音报警模块、第三2.4g通讯模块的信号接收端均与感应处理器模块的信号输出端连接；所述无人机系统由无人机、摄像装置、5.8g图传发射装置、高压电压感应模块、感应信号反馈处理模块、第一2.4g通讯模块组成，所述摄像装置、5.8g图传发射装置、高压电压感应模块、感应信号反馈处理模块、第一2.4g通讯模块设置在无人机上，摄像装置的视频输出端和5.8g图传发射装置的视频接收端连接，高压电压感应模块的信号输出端和感应信号反馈处理模块的信号接收端连接，感应信号反馈处理模块的信号输出端和第一2.4g通讯模块的信号接收端连接；所述可移动现场安全监控箱由5.8g图传接收装置、视频显示装置、第二2.4g通讯模块、处理器、监控终端组成；其中，5.8g图传接收装置的视频输出端与视频显示装置的视频接收端连接，第二2.4g通讯模块的信号输出端与处理器的信号接收端连接，处理器的信号输出端与监控终端的信号接收端连接。

所述高压电压感应模块的电路由一个四路二输入与非门芯片、第1电容、第2电容、第3电容、第4电容、第5电容、第6电容、第1电阻、第2电阻、第3电阻、第4电阻、第5电阻、第6电阻、第7电阻、第8电阻、第9电阻、第10电阻、试验按钮、发光二极管、第1二极管、第2二极管、第3二极管、第4二极管、电位器、三极管，所述四路二输入与非门芯片的第1引脚连接第5电容和第7电阻的一端，第5电容的另一端连接第6电阻的一端和第11引脚相连，第6电阻的另一端连接三极管的基极，第3引脚、第13引脚、第12引脚均与第7电阻的另一端连接，三极管的发射极和第3电容的一端相连并接地，第3电容的另一端和第5电阻、第10电阻的一端相连，第10电阻的另一端、第4电容的一端、第1二极管的正极均与第2引脚相连，第4电容的另一端接地，第5电阻的另一端和第2二极管的负极相连，第2二极管的正极、第1二极管的负极、第3二极管的正极、第2电容的一端均与第4引脚相连，第2电容的另一端和第4电阻、第2电阻的一端相连，第5引脚、第6引脚、第10引脚均与第4电阻的另一端连接，第2电阻的另一端与第8引脚相连，第1电阻、第3电阻、第1电容、试验按钮的一端和第3二极管的负极均与第9引脚连接，试验按钮的另一端、第4二极管的负极、发光二极管、第6电容的一端均与第14引脚连接并接入+5v电压，三极管的集电极和发光二极管的另一端连接感应信号反馈处理模块的信号接收端，第7引脚接地，电位器的第3针脚和第9电阻的一端相连，第9电阻的另一端接地，电位器的第2针脚和第3电阻的另一端相连，电位器的第1针脚和第8电阻的一端相连，第8电阻的另一端与第4二极管的正极相连，第1电阻的另一端连接验电触头。

所述四路二输入与非门芯片型号为tc4011bp，所述三极管为npn三极管c1815，电位器的最大阻值为1mω，所述第1二极管、第2二极管、第3二极管、第4二极管均为1n4148，第1电阻的阻值为10mω，第2电阻的阻值为1mω，第3电阻的阻值为10mω，第4电阻的阻值为51kω，第5电阻的阻值为1mω，第6电阻的阻值为1kω，第7电阻的阻值为200kω，第8电阻的阻值为3mω，第9电阻的阻值为2mω，第10电阻的阻值为5.1kω，第2电容、第3电容的电容量为104，第1电容、第4电容、第5电容的电容量为102，第6电容的电容量为22μf。

所述处理器采用的芯片为stm32f407zet6，所述感应信号反馈处理模块采用的芯片为stm32f103rct6，所述感应处理器模块采用的芯片为stm32f103rct6。

所述人体温度感应模块采用的接触式人体感应温度传感器wd3703，所述人体心率感应模块采用的脉搏传感器pulsesensor，所述语音报警模块采用的isd1820录音语音模块。

所述高压电压感应模块采用的声光棒状高压验电器gdy-ii。

所述第一2.4g通讯模块、第二2.4g通讯模块和第三2.4g通讯模块采用的芯片均为nrf24l01。

所述5.8g图传接收装置采用rc832接收机，5.8g图传发射装置采用ts832发射机。

本发明具有的优点是：利用人体安全感应装置与无人机系统的信号传输，将高空作业人员的健康状态，如心率，体温等实时传输回地面监控点，并存到软件平台该人员信息的数据库中，与同环境温度下该工人的正常体温、心跳进行比对，从而实时掌握高空作业人员的健康状态，对可能发生的安全事故作出预判，提前提醒存在异常身体状态的高空作业人员结束工作，返回地面接受治疗，大大减少高空作业人员的伤亡。

在高空作业人员工作时，地面的监控人员可以参考视频显示装置显示的视频控制无人机飞行到高空作业人员附近的指定位置。由于本电力施工现场安全巡视监测系统挂载了高压电压感应模块，利用高压验电的工作原理，无人机到达指定位置的同时，可以通过高压电压感应模块判断该区域是否是危险高压区域，如果有高压危险，监控人员可操纵无人机及时飞离该区域，避免无人机过分接近高压线，对无人机系统造成不可逆转的损害，甚至导致无人机系统无法正常进行工作。与此同时，监控人员还可以结合视频显示装置和监控终端反馈的高压电压感应信息来确定线路是否存在问题，及时安排相应资质的高空作业人员进行维修维护。

高空作业人员在进行工作的时候，其头上佩戴的安全帽内部镶嵌有身份识别芯片，无人机识别到身份芯片中的信号，将信号传回地面的监控终端，在监控终端的后台数据库软件平台上，监控人员可以很方便的查看该名高空作业人员的人员信息，技能级别，工作年限，违章记录等相关信息，方便地面的监控人员合理分配工作任务给不同资历的高空作业人员。

附图说明

图1为本发明的原理示意图；

图2为本发明的高压电压感应模块电路示意图。

具体实施方式

参见图1，一种电力施工现场安全巡视监测系统，包括无人机系统10，可移动现场安全监控箱20，还包括人体安全感应装置30,所述人体安全感应装置30由安全帽12、感应处理器模块16、人体温度感应模块13、人体心率感应模块14、语音报警模块15、第三2.4g通讯模块17组成，所述感应处理器模块16、人体温度感应模块13、人体心率感应模块14、语音报警模块15、第三2.4g通讯模块17设置在安全帽12上，人体温度感应模块13、人体心率感应模块14的信号输出端均与感应处理器模块16的信号接收端连接，语音报警模块15、第三2.4g通讯模块17的信号接收端均与感应处理器模块16的信号输出端连接；所述人体温度感应模块13采用的接触式人体感应温度传感器wd3703，用来采集高空作业人员的体温，所述人体心率感应模块14采用的脉搏传感器pulsesensor，用来采集高空作业人员的脉搏，所述语音报警模块15采用的isd1820录音语音模块用来对高空作业人员进行语音报警，所述感应处理器模块16采用的芯片为stm32f103rct6，将人体温度感应模块13与人体心率感应模块14采集到的信息转换后通过第三2.4g通讯模块17传输给无人机系统10，并控制语音报警模块15对高空作业人员进行危险报警。

所述无人机系统10由无人机1、摄像装置2、5.8g图传发射装置3、高压电压感应模块4、感应信号反馈处理模块5、第一2.4g通讯模块6组成，所述摄像装置2、5.8g图传发射装置3、高压电压感应模块4、感应信号反馈处理模块5、第一2.4g通讯模块6设置在无人机1上，摄像装置2的视频输出端和5.8g图传发射装置3的视频接收端连接，高压电压感应模块4的信号输出端和感应信号反馈处理模块5的信号接收端连接，感应信号反馈处理模块5的信号输出端和第一2.4g通讯模块6的信号接收端连接；所述高压电压感应模块4采用的声光棒状高压验电器gdy-ii，所述高压电压感应模块4的电路由一个四路二输入与非门芯片ic1、第1电容c1、第2电容c2、第3电容c3、第4电容c4、第5电容c5、第6电容c6、第1电阻r1、第2电阻r2、第3电阻r3、第4电阻r4、第5电阻r5、第6电阻r6、第7电阻r7、第8电阻r8、第9电阻r9、第10电阻r10、试验按钮s1、发光二极管led1、第1二极管d1、第2二极管d2、第3二极管d3、第4二极管d4、电位器w1、三极管q1组成。所述四路二输入与非门芯片ic1型号为tc4011bp，所述三极管q1为npn三极管c1815，电位器w1的最大阻值为1mω，所述第1二极管d1、第2二极管d2、第3二极管d3、第4二极管d4均为1n4148，第1电阻r1的阻值为10mω，第2电阻r2的阻值为1mω，第3电阻r3的阻值为10mω，第4电阻r4的阻值为51kω，第5电阻r5的阻值为1mω，第6电阻r6的阻值为1kω，第7电阻r7的阻值为200kω，第8电阻r8的阻值为3mω，第9电阻r9的阻值为2mω，第10电阻r10的阻值为5.1kω，第2电容c2、第3电容c3的电容量为104，第1电容c1、第4电容c4、第5电容c5的电容量为102，第6电容c6的电容量为22μf。所述四路二输入与非门芯片ic1的第1引脚a1连接第5电容c5和第7电阻r7的一端，第5电容c5的另一端连接第6电阻r6的一端和第11引脚x4相连，第6电阻r6的另一端连接三极管q1的基极，第3引脚x1、第13引脚a4、第12引脚b4均与第7电阻r7的另一端连接，三极管q1的发射极和第3电容c3的一端相连并接地，第3电容c3的另一端和第5电阻r5、第10电阻r10的一端相连，第10电阻r10的另一端、第4电容c4的一端、第1二极管d1的正极均与第2引脚b1相连，第4电容c4的另一端接地，第5电阻r5的另一端和第2二极管d2的负极相连，第2二极管d2的正极、第1二极管d1的负极、第3二极管d3的正极、第2电容c2的一端均与第4引脚x2相连，第2电容c2的另一端和第4电阻r4、第2电阻r2的一端相连，第5引脚b2、第6引脚a2、第10引脚x3均与第4电阻r4的另一端连接，第2电阻r2的另一端与第8引脚a3相连，第1电阻r1、第3电阻r3、第1电容c1、试验按钮s1的一端和第3二极管d3的负极均与第9引脚b3连接，试验按钮s1的另一端、第4二极管d4的负极、发光二极管led1、第6电容c6的一端均与第14引脚v00连接并接入+5v电压，三极管q1的集电极和发光二极管led1的另一端连接感应信号反馈处理模块5的信号接收端pa12，第7引脚vss接地，电位器w1的第3针脚和第9电阻r9的一端相连，第9电阻r9的另一端接地，电位器w1的第2针脚和第3电阻r3的另一端相连，电位器w1的第1针脚和第8电阻r8的一端相连，第8电阻r8的另一端与第4二极管d4的正极相连，第1电阻r1的另一端连接验电触头，利用高压验电器对高压电信号进行感应，并传输相对应的信号到感应信号反馈处理模块5中。所述感应信号反馈处理模块5采用的芯片为stm32f103rct6，将高压电压感应模块4的输出信号转换后通过第一2.4g通讯模块6发送到可移动现场安全监控箱20。

所述可移动现场安全监控箱20由5.8g图传接收装置7、视频显示装置8、第二2.4g通讯模块9、处理器10、监控终端11组成；其中，5.8g图传接收装置7的视频输出端与视频显示装置8的视频接收端连接，第二2.4g通讯模块9的信号输出端与处理器10的信号接收端连接，处理器10的信号输出端与监控终端11的信号接收端连接。所述处理器10采用的芯片为stm32f407zet6，对搜集到的信号进行处理转化并传送到第二2.4g通讯模块9中。

所述第一2.4g通讯模块6、第二2.4g通讯模块9和第三2.4g通讯模块17采用的芯片均为nrf24l01，由于nrf24l01传输距离最大可以到30米左右，所以第一2.4g通讯模块6与第二2.4g通讯模块9、第一2.4g通讯模块9与第三2.4g通讯模块17将相对应的信号在无人机系统、可移动现场安全监控箱与人体安全感应装置之间进行无线传输的最大距离也是为30米。

所述5.8g图传接收装置7采用rc832接收机，5.8g图传发射装置3采用ts832发射机，用来传输无人机1摄像装置2拍摄的图像画面到视频显示装置8上，从而令地面的监控人员更准确的操作无人机1进行作业。

本发明的工作原理为：在高空作业人员进行工作的时候，无人机1上摄像装置2通过5.8g图传发射装置3发送摄像数据到可移动现场安全监控箱20，可移动现场安全监控箱20的5.8g图传接收装置7接收信号并反馈给视频显示装置8，地面的监控人员可以参考视频显示装置8显示的视频控制无人机飞行到高空作业人员附近位置。

高空作业人员在进行工作的时候，其头上佩戴的安全帽12上的人体温度感应模块13和人体心率感应模块14及时将高空作业人员的体温和脉搏等参数信号送入感应处理器模块16中，感应处理器模块16一端通过第三2.4g通讯模块17将高空作业人员的体温与脉搏等健康参数由无人机系统10的第一2.4g通讯模块6反馈回地面的可移动现场安全监控箱20的第二2.4g通讯模块9中，并传给处理器10处理后上传至计算机的监控终端11，并存到软件平台该人员信息的数据库中，与同环境温度下该工人的正常体温、心跳进行比对，让地面的监控人员进行判断处理，对可能发生的安全事故作出预判，提前提醒存在异常身体状态的高空作业人员结束工作，返回地面接受治疗，大大减少高空作业人员的伤亡。

无人机1上的高压电压感应模块4利用高压验电的工作原理检查到电压后，发送信号给无人机1上感应信号反馈处理模块5，感应信号反馈处理模块5通过第一2.4g通讯模块6发送信号给可移动现场安全监控箱20，可移动现场安全监控箱20通过第二2.4g通讯模块9接收信号并反馈给处理器10，通过处理器10把该信号反馈到监控终端11。无人机到达指定位置的同时，可以通过高压电压感应模块4判断该区域是否是危险高压区域，如果有高压危险，监控人员可操纵无人机1及时飞离该区域，避免无人机1过分接近高压线，对无人机系统10造成不可逆转的损害，甚至导致无人机系统10无法正常进行工作。与此同时，监控人员还可以结合视频显示装置8和监控终端11反馈的高压电压感应信息来确定线路是否存在问题，及时安排相应资质的高空作业人员进行维修维护。

高空作业人员在进行工作的时候，其头上佩戴的安全帽12内部镶嵌有身份识别芯片，无人机1识别到身份芯片中的信号，将信号传回地面的监控终端11，在监控终端11的后台数据库软件平台上，监控人员可以很方便的查看该名高空作业人员的人员信息，技能级别，工作年限，违章记录等相关信息，方便地面的监控人员合理分配工作任务给不同资历的高空作业人员。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。