一种用于电力巡检环境数据监测的可穿戴系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于电力巡检环境数据监测的可穿戴系统，其特征在于，包括：可穿戴设备，包括安全帽、微处理器、摄像头、霍尔传感器、温湿度传感器、声音传感器、红外摄像机、模数转换模块、电源、4G通信模块、通讯模块、GPS模块；安全操作系统，包括施工流程监控模块、人体安全模块、外部环境与人体特征关系模块；云服务器，将传感器发送出的数据收集到数据库中进行储存，并与外部客户端进行链接，将数据实时显示在客户端；本发明专利技术使巡检操作可视化，加强了巡检操作的规范，同时通过实时获取的数据与人体特征关系变化及时对异常做出报警处理，可以更好地保障巡检人员的安全和作业质量。更好地保障巡检人员的安全和作业质量。更好地保障巡检人员的安全和作业质量。

【技术实现步骤摘要】
一种用于电力巡检环境数据监测的可穿戴系统


[0001]本专利技术涉及的
是智能设备
，尤其涉及一种用于电力巡检环境数据监测的可穿戴系统。

技术介绍

[0002]自然环境与不确定的外界因素会造成户外电力设备老化、损伤和失效等，这给设备的安全运行带来较大挑战，因此，电力巡检工作非常重要。传统人工巡检工作存在以下缺点：(1)对现场巡检人员缺乏科学的监督和考查。(2)巡检资料以纸质方式保存，统计和查询困难。(3)巡检资料手工管理，差错缺漏时常发生，手工查询资料不便，统计报表费工费时。
[0003]为了提高电力巡检工作的科学管理水平，有效督巡检人员的工作，杜绝巡视不到位等问题，对巡检数据进行集中数字化统一管理和统计分析，实现巡检工作的电子化、信息化和智能化，开发一种高效、实时的智能化巡检系统具有重要现实意义。目前市场上有很多检测仪器，可以直观地测量到包括温湿度，磁感应强度、声音分贝等所需数据，但是这些仪器大多数单独存在，没有形成有效集成，不能对现场数据进行综合预测分析和预警。目前，对于巡检环境数据收集，并对数据进行分析处理的技术用以规范电力巡检人员安全操作的还比较少，同时这类系统综合性还不够强。

技术实现思路

[0004]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
[0005]鉴于上述存在的问题，提出了本专利技术。
[0006]因此，本专利技术解决的技术问题是：目前，对于巡检环境数据收集，并对数据进行分析处理的技术用以规范电力巡检人员安全操作的还比较少，同时这类系统综合性还不够强。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种用于电力巡检环境数据监测的可穿戴系统，包括：
[0008]可穿戴设备，包括安全帽、微处理器、摄像头、霍尔传感器、温湿度传感器、声音传感器、红外摄像机、模数转换模块、电源、4G通信模块、通讯模块、GPS模块；
[0009]安全操作系统，包括施工流程监控模块、人体安全模块、外部环境与人体特征关系模块；
[0010]云服务器，将传感器发送出的数据收集到数据库中进行储存，并与外部客户端进行链接，将数据实时显示在客户端。
[0011]作为用于电力巡检环境数据监测的可穿戴系统的一种优选方案，其中：
[0012]所述安全帽用于搭载微处理器开发板、摄像头、霍尔传感器、温湿度传感器、声音传感器、红外摄像机、模数转换模块、通信模块、通讯模块；摄像头放置在所述安全帽前部用
于实时监控巡检现场环境。
[0013]作为用于电力巡检环境数据监测的可穿戴系统的一种优选方案，其中：
[0014]所述微处理器与摄像头、霍尔传感器、温湿度传感器、声音传感器、心率传感器、红外摄像机、模数转换模块、通信模块连接；GPS模块用于实时反馈巡检员位置，对巡检员进行定位；模数转换模块与声音传感器连接以监测环境噪声强度模拟量；霍尔传感器用于检测现场环境的磁感应强度；温湿度传感器用于检测巡检现场的温度和湿度；心率传感器用于检测人员心率变化；红外摄像机用于巡检员肢体动作识别；通讯模块用于实现通讯功能。
[0015]作为用于电力巡检环境数据监测的可穿戴系统的一种优选方案，其中：
[0016]所述施工流程监控模块对巡检的操作流程进行规定，通过处理摄像头获取的图像和红外摄像机识别的人体肢体动作图像，判定巡检员是否触碰危险区域或存在巡检错误操作，对异常情况进行报警处理。
[0017]作为用于电力巡检环境数据监测的可穿戴系统的一种优选方案，其中：
[0018]所述人体安全模块对巡检人员身体状态进行检测，模块界面可以显示传感器获取的心率、脉搏、温度信息和变化曲线，当人体数据出现异常时发出报警信号。
[0019]作为用于电力巡检环境数据监测的可穿戴系统的一种优选方案，其中：
[0020]外部环境与人体特征关系模块通过传感器对巡检员周围环境进行监测，同时结合人体心率变化，获得温湿度与心率关系曲线图、磁场与心率关系曲线图和声音强度与心率关系曲线图，同时记录异常肢体动作时的环境数据并上传至数据库保存。
[0021]作为用于电力巡检环境数据监测的可穿戴系统的一种优选方案，其中：
[0022]施工流程监控模块读取数据库中的图像和红外图像，直接显示于系统界面；同时，对两个图像进行SLAM算法处理；当人体SLAM识别边缘与危险区域SLAM边缘存在触碰时立即触发报警信号；采用深度学习神经网络算法对SLAM图像进行数据库比对，当存在异常作业操作时，立即发出报警信号。
[0023]作为用于电力巡检环境数据监测的可穿戴系统的一种优选方案，其中：
[0024]所述施工流程监控模块使用的SLAM算法包括：使用ORB算法进行特征提取：采用FAST检测算法获取像素差值，像素差值N表示为：
[0025]N＝∑|I
(X)
‑
I
(P)
|>εd
[0026]其中，I
(x)
表示圆周上任意一点灰度，I
(p)
表示圆心灰度，εd表示灰度值差的阈值；
[0027]获取特征描述符BRIEF：在圆O内某一模式选取N个点对，N＝512，假设选取4个点对P1(A,B)、P2(A,B)、P3(A,B)、P4(A,B)描述符值：
[0028][0029]设T(P1(A,B))＝1，T(P2(A,B))＝0，T(P3(A,B))＝1，T(P4(A,B))＝1，
……
得到最终描述符：1011
……
；
[0030]然后应用灰度质心法求取描述符角点方向，得到具有方向的特征点；对于图中某一图像块，矩可以被定义为：
[0031]m
pq
＝∑x
p
y
q
I(x,y)
[0032]式中：若p＝0，则q＝1，反之若p＝1，则q＝0；x
p
、y
q
分别为x的p次方与y的q次方；I
[0059]从而计算得到SLAM图像。
[0060]本专利技术的有益效果：本专利技术所提供的用于监测电力巡检环境数据的可穿戴系统使巡检操作可视化，加强了巡检操作的规范，同时通过实时获取的数据与人体特征关系变化及时对异常做出报警处理，可以更好地保障巡检人员的安全和作业质量。
附图说明
[0061]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
[0062]图1是本专利技术第一个实施例所述的用于电力巡检环境数据监测的可穿戴系统的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于电力巡检环境数据监测的可穿戴系统，其特征在于，包括：可穿戴设备，包括安全帽、微处理器、摄像头、霍尔传感器、温湿度传感器、声音传感器、红外摄像机、模数转换模块、电源、4G通信模块、通讯模块、GPS模块；安全操作系统，包括施工流程监控模块、人体安全模块、外部环境与人体特征关系模块；云服务器，将传感器发送出的数据收集到数据库中进行储存，并与外部客户端进行链接，将数据实时显示在客户端。2.如权利要求1所述的用于电力巡检环境数据监测的可穿戴系统，其特征在于，包括：所述安全帽用于搭载微处理器开发板、摄像头、霍尔传感器、温湿度传感器、声音传感器、红外摄像机、模数转换模块、通信模块、通讯模块；摄像头放置在所述安全帽前部用于实时监控巡检现场环境。3.如权利要求1所述的用于电力巡检环境数据监测的可穿戴系统，其特征在于，包括：所述微处理器与摄像头、霍尔传感器、温湿度传感器、声音传感器、心率传感器、红外摄像机、模数转换模块、通信模块连接；GPS模块用于实时反馈巡检员位置，对巡检员进行定位；模数转换模块与声音传感器连接以监测环境噪声强度模拟量；霍尔传感器用于检测现场环境的磁感应强度；温湿度传感器用于检测巡检现场的温度和湿度；心率传感器用于检测人员心率变化；红外摄像机用于巡检员肢体动作识别；通讯模块用于实现通讯功能。4.如权利要求1所述的用于电力巡检环境数据监测的可穿戴系统，其特征在于，包括：所述施工流程监控模块对巡检的操作流程进行规定，通过处理摄像头获取的图像和红外摄像机识别的人体肢体动作图像，判定巡检员是否触碰危险区域或存在巡检错误操作，对异常情况进行报警处理。5.如权利要求1所述的用于电力巡检环境数据监测的可穿戴系统，其特征在于，包括：所述人体安全模块对巡检人员身体状态进行检测，模块界面可以显示传感器获取的心率、脉搏、温度信息和变化曲线，当人体数据出现异常时发出报警信号。6.如权利要求1所述的用于电力巡检环境数据监测的可穿戴系统，其特征在于，包括：外部环境与人体特征关系模块通过传感器对巡检员周围环境进行监测，同时结合人体心率变化，获得温湿度与心率关系曲线图、磁场与心率关系曲线图和声音强度与心率关系曲线图，同时记录异常肢体动作时的环境数据并上传至数据库保存。7.如权利要求1所述的用于电力巡检环境数据监测的可穿戴系统，其特征在于，包括：施工流程监控模块读取数据库中的图像和红外图像，直接显示于系统界面；同时，对两个图像进行SLAM算法处理；当人体SLAM识别边缘与危险区域SLAM边缘存在触碰时立即触发报警信号；采用深度学习神经网络算法对SLAM图像进行数据库比对，当存在异常作业操作时，立即发出报警信号。8.如权利要求1或7所述的用于电力巡检环境数据监测的可穿戴系统，其特征在于，所述施工流程监控模块使用的SLAM算法包括：使用ORB算法进行特征提取：采用FAST检测算法获取像素差值，像素差值N表示为：N＝∑|I
(X)
‑
I
(P)
|>εd其中，I
(x)
...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁嘉文，李婷婷，严占林，张斌，陈乃超，颜华鑫，
申请(专利权)人：国网甘肃省电力公司甘南供电公司，
类型：发明
国别省市：