基于近场通信行人涉水防触电智能报警装置及应用的制作方法

本发明涉及电力安全领域，具体地说是基于近场通信行人涉水防触电智能报警装置及应用。

背景技术：

1、在降雨量较大的时候，部分路面积水情况时有发生，行人需要涉水行走一段路程，而在经过电杆、配电箱和变压器台区等地方时，偶尔会发生触电事故，导致人身伤亡。这类触电事件主要是由于路面积水导致漏电，而一些电气设备没有安装漏电保护器，有的漏电保护器质量不佳，经常不动作，导致积水带电或杆体带电，从而使接触的行人发生触电。

2、现有的涉水防触电系统主要采用电容耦合直接测量水中电压和近电感应测量水中电压值两种测量方法，无法实时收集和上传各种数据，或通过算法提供早期预警，同时存在通信距离不足的问题。近年来，新兴的可穿戴物联网技术正在迅猛发展，并广泛应用于各种应用。物联网(iot)技术的最新进展使智能物联网设备可用于大量工业和家庭应用。智能穿戴物联网技术在涉水环境下提供准确、灵敏的监测和报警系统，有效降低触电风险，减少触电事故，并为客户提供早期预警，因此，如何有效利用物联网作为降低行人涉水防触电风险、减少触电事故的发生，成为重中之重。

技术实现思路

1、为了降低行人在涉水环境下的触电风险，本发明提出了一种近场通讯行人涉水防触电智能报警装置及应用。旨在在涉水环境下提供准确、灵敏的监测和报警装置，有效降低触电风险，减少触电事故，并为客户提供早期预警。

2、本发明解决技术问题所采用的方案是：

3、一种基于近场通信行人涉水防触电智能报警装置，包括检测单元、接收单元和告警单元，所述检测单元包括供电模块、测量模块、beagleboard核心模块、通信模块、nfc模块；所述接收单元为接收器，接收具有nfc标签的可穿戴无源设备信号并与nfc模块连通，所述告警单元包括扬声器和led灯光组。

4、所述测量模块由近电感应测量模块、直接测量模块分别连接电流传感器构成，测量模块与告警单元连通，当电流传感器接收到电场信号时，触发告警单元工作并将告警信号数据传输至beagleboard核心模块，同时由beagleboard核心模块通过通信模块将告警信号传输至物联网云平台。

5、所述通信模块与beagleboard核心模块相连通，beagleboard核心模块的数据信号通过通信模块传输至物联网云平台或可穿戴无源设备。

6、所述通信模块包括ttu通信单元、gprs通信单元和上位机，其中ttu通信单元可通过rs485或rs232等串行通信接口直接与上位机相连接；gprs通信单元与物联网云平台相连通。

7、所述nfc模块与beagleboard核心模块交互连通，接收接收器信号、触发beagleboard核心模块工作或将告警信号通过beagleboard核心模块与通信模块传输至可穿戴无源设备上。

8、所述近电感应测量模块包括防电磁辐射笼、感应电场装置、导电棒和绝缘体，其中感应电场装置与导电棒相连通，导电棒与绝缘体相连通，感应电场装置、导电棒和绝缘体放置在防电磁辐射笼内部。

9、所述直接测量模块包括防电磁辐射笼、感应电场装置、导电棒和测量装置，其中感应电场装置与导电棒相连通，感应电场装置和导电棒放置在防电磁辐射笼内部，所述测量装置检测电容两端电压信号并传输至电流传感器。

10、所述接收器可接收具有nfc标签的可穿戴无源设备的信号。

11、所述供电模块包括太阳能供电单元及电力线供电单元，其中太阳能供电单元中太阳能电池板与beagleboard核心模块相连通，电池与beagleboard核心模块相连通。

12、应用一种基于近场通信行人涉水防触电装置的方法，布设本装置于电气设备上，安装完成后启动装置，通信模块与本地服务器或物联网云平台进行信号连通，使本地服务器或物联网云平台与本发明所述装置进行交互连通。

13、当系统打开时，nfc模块和接收器被初始化。如果通信模块未配置或配置信息不正确，本系统所述装置将转入配置模式，通信模配置成功并接入无线网络后，接收器恢复工作模式。

14、本发明所述装置通过近电感应和直接测量两种方式工作，其中近电感应测量的工作方式为利用近电感应测量模块进行作业：当变压器内部无浸水漏电时，防电磁辐射笼能够有效屏蔽空间外电场，在绝缘体上安装的导电棒没有电压，感应电场装置不能感应到电场，此时无报警；当有水浸漏电发生时，漏电处和导电棒之间通过水相连，此时电磁辐射笼内部充满与外部同水位的水，导电棒带电，从而形成对外辐射的电场，同时感应电场装置获得电场信号，向电流传感器传送信号。

15、所述直接测量方式为利用直接测量模块进行作业：将导电棒插入大地，电容一端接导电棒，另一端设置在本发明所述装置外部。当电气设备在水中漏电并在水位接触到外部电容端时，电容两端形成水电位和大地之间的电压差，通过测量装置可直接检测到电容两端电压信号，电压信号经感应电场装置处理后，传送至电流传感器。

16、所述电流传感器将处理后的信号输入beagleboard核心模块，beagleboard核心模块周期性地采集被测电流数据，通过通信模块进行电流传感器数据和用户指令的传输。同时通信模块将beagleboard核心模块连接到互联网，通过通信模块处理传感器数据和用户指令的传输，并将实时电流传感器数据发布到时间序列数据库中。

17、其中，nfc读取器不断监测接近nfc标签的存在。当检测到150-175厘米距离内有具有nfc标签的可穿戴设备、且电流传感器接收到电压信号时，触发nfc阅读器模块工作，当nfc阅读器被触发时，同时触发告警单元发出报警信号。

18、积极效果，本发明所述装置通过近电感应测量模块或直接测量模块测量电压信号，当测量到电压信号时，表明该路段存在涉水触电风险，即触发nfc模块发通过通信模块向可穿戴无源设备和物联网云平台发出告警信号，提醒路过行人或相关部门此路段存在涉水风险，提示行人避让，降低行人在涉水环境下的触电风险，减少触电事故。

19、通过太阳能电池板供电与电力线供电两种方式结合供电，实现可持续的电力支持，提高装置的稳定性及可持续作业性。此外多种供电方式与通信方式：本发明不仅支持220ac供电，还引入太阳能供电模块，实现可持续的电力支持，提高系统的稳定性。同时，采用gprs通信的方式，克服了传统系统中通信距离不足的问题，使本发明更加灵活适用于不同环境。

20、综上所述，本发明所述装置事宜作为基于近场通信行人涉水防触电智能报警装置应用。

技术特征：

1.一种基于近场通信行人涉水防触电智能报警装置，包括检测单元、接收单元和告警单元，所述检测单元包括供电模块、测量模块、beagleboard核心模块、通信模块、nfc模块；所述接收单元为接收器，接收具有nfc标签的可穿戴无源设备信号并与nfc模块连通，所述告警单元包括扬声器和led灯光组。

2.根据权利要求1所述的一种基于近场通信行人涉水防触电智能报警装置，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的一种基于近场通信行人涉水防触电智能报警装置，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的一种基于近场通信行人涉水防触电智能报警装置，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的一种基于近场通信行人涉水防触电智能报警装置，其特征在于，

6.根据权利要求2所述的一种基于近场通信行人涉水防触电智能报警装置，其特征在于，

7.根据权利要求2所述的一种基于近场通信行人涉水防触电智能报警装置，其特征在于，

8.根据权利要求1所述的一种基于近场通信行人涉水防触电智能报警装置，其特征在于，

9.应用如权利要求1-8任一所述的一种基于近场通信行人涉水防触电智能报警装置，其特征在于，

技术总结
本发明提出了一种近场通讯行人涉水防触电智能报警装置及应用，包括检测单元、接收单元和告警单元，所述检测单元包括供电模块、测量模块、Beagleboard核心模块、通信模块、NFC模块；所述接收单元为接收器，接收具有NFC标签的可穿戴无源设备信号并与之连通，所述告警单元包括扬声器和LED灯光组。本发明所述装置通过近电感应和直接测量两种方式工作，通过感应电场装置获得电场信号，向电流传感器传送信号，触发告警单元发出报警信号。本发明所述装置测量到电压信号时，表明该路段存在涉水触电风险，即触发NFC模块发出告警信号，提示行人避让，降低行人在涉水环境下的触电风险，减少触电事故。本发明所述装置事宜作为基于近场通信行人涉水防触电智能报警装置应用。

技术研发人员：左越,苑齐鼎,刘佳明,王健伟,曹志,梅耀匀,武栋,李佳音,郭奕男,李天浩,朱家正,李浛永,王星琳,钟丽娜,张少权,魏雷
受保护的技术使用者：国网辽宁省电力有限公司葫芦岛供电公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25