一种固定式防外破预警装置 |
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| 申请号 | CN202211712149.3 | 申请日 | 2022-12-29 | 公开(公告)号 | CN116129588A | 公开(公告)日 | 2023-05-16 |
| 申请人 | 国网湖南省电力有限公司; 国网湖南省电力有限公司常德供电分公司; 国家电网有限公司; | 发明人 | 陶杰; 钟鸣; 周文博; 李炜; 朱哲明; 王蕾; 钟著辉; 孙辉; 赵积红; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种固定式防外破预警装置，包括设置于 箱体 顶部的电线挂接机构和设置于箱体侧面的电线杆固定机构，箱体内部设有控制单元、通信单元、 人脸识别 单元、存储单元和计数单元，箱体的外部还设有 传感器 单元、报警单元、语音播放单元、摄像头单元。从而可以在有物体靠近装置所安装的电线或电线杆时及时进行报警提醒，并通过语音播放的形式进行提醒，还可以识别靠近的对象，以避免出现误报警的情况。本发明可以实现外破的提前 预防 ，对保障配网线路安全稳定运行具有重大意义。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种固定式防外破预警装置，其特征在于，包括设置于箱体(1)顶部的电线挂接机构(2)和设置于箱体(1)侧面的电线杆固定机构(3)，所述箱体(1)内部设有控制单元(11)和通信单元(12)，所述箱体(1)的外部还设有传感器单元(13)、报警单元(14)和语音播放单元(15)，所述控制单元(11)和传感器单元(13)输出端以及报警单元(14)控制端分别连接，所述控制单元(11)还通过通信单元(12)和远程的控制终端交互，所述控制单元(11)还与语音播放单元(15)的输入端连接，所述箱体(1)外部还设有摄像头单元(16)，所述箱体内部还设有人脸识别单元(17)、存储单元(18)和计数单元(19)，所述摄像头单元(16)通过人脸识别单元(17)和控制单元(11)连接，所述人脸识别单元(17)和传感器单元(13)输出端连接，所述控制单元(11)和存储单元(18)连接，且所述计数单元(19)通过通信单元(12)和远程的控制终端连接。 |
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| 说明书全文 | 一种固定式防外破预警装置技术领域背景技术[0002] 外破是指人为外力造成的破坏，防外破是电网安全管理中的重要工作。近年来，随着配网覆盖率的提升，各类线路、设备因固定基建场地类的外破、行驶中的车辆类的外破、农用无人机类的外破、外人砍树(超高树木)类的外破现象正逐年提升。在施工过程中，因挖断电缆、拉断架空线路等外力破坏造成的配电线路跳闸是近年来跳闸事故中所占比例最大的一类，同时由于外破跳闸往往难以重合成功，造成线路停运，对电网的安全稳定运行构成了较大威胁。外力破坏以线下违章施工使用机械为主，特别是夜间施工，由于看不清导线，难以保证吊车、翻斗车等大型施工机械与带电导线的安全距离，极易发生外破跳闸，对配电线路造成不可挽回的破坏，引发一系列的停电事故，给电力公司和社会带来巨大的经济损失。 发明内容[0004] 为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为： [0005] 一种固定式防外破预警装置，包括设置于箱体顶部的电线挂接机构和设置于箱体侧面的电线杆固定机构，所述箱体内部设有控制单元和通信单元，所述箱体的外部还设有传感器单元、报警单元和语音播放单元，所述控制单元和传感器单元输出端以及报警单元控制端分别连接，所述控制单元还通过通信单元和远程的控制终端交互，所述控制单元还与语音播放单元的输入端连接，所述箱体外部还设有摄像头单元，所述箱体内部还设有人脸识别单元、存储单元和计数单元，所述摄像头单元通过人脸识别单元和控制单元连接，所述人脸识别单元和传感器单元输出端连接，所述控制单元和存储单元连接，且所述计数单元通过通信单元和远程的控制终端连接。 [0006] 进一步的，所述电线挂接机构包括吊耳和防脱钩，所述吊耳固设于箱体顶部，所述吊耳为开口环形结构，所述吊耳的开口一侧设有供防脱钩滑动的滑槽。 [0007] 进一步的，所述防脱钩上设有把手，且所述滑槽远离开口的一端设有连接头，所述把手和连接头通过弹簧连接。 [0008] 进一步的，所述电线杆固定机构包括扎带，固定块和丝杆升降机构，所述固定块和丝杆升降机构分别固设于箱体侧面，所述扎带一端固设于箱体侧面，且扎带另一端穿过固定块的通孔后与丝杆升降机构的活动板连接。 [0010] 进一步的，所述箱体顶部还设有光伏板，且所述箱体底部设有蓄电池，所述蓄电池的充电端和光伏板连接，且所述蓄电池的输出端和控制单元、通信单元、传感器单元、报警单元、语音播放单元、摄像头单元、人脸识别单元、存储单元和计数单元的受电端分别连接。 [0011] 进一步的，所述箱体外部还设有调节支架，所述摄像头单元安装于调节支架上。 [0012] 本发明还提出任一所述的固定式防外破预警装置的控制方法，包括以下步骤： [0013] S1)传感器单元检测到物体靠近时，使能人脸识别单元； [0014] S2)人脸识别单元从摄像头单元获取当前图像并进行识别后，将识别结果发送给控制单元； [0015] S3)若识别结果中不存在人脸信息，控制单元等待下一图像的识别结果，并返回步骤S2)，若识别结果中存在人脸信息，控制单元将识别结果发送给存储单元； [0016] S4)存储单元收到新的识别结果后，将识别结果中的人脸信息与数据库中已有人脸信息进行匹配，若不存在匹配结果，将新的人脸信息保存在数据库中，并重置计数单元的计数次数，同时向控制单元发送用于使能报警单元的第一信号，返回步骤S2)；若存在匹配结果，且匹配结果存在认证标记，向控制单元11发送用于关闭报警单元14的第二信号，返回步骤S1)；若存在匹配结果，且匹配结果不存在认证标记，更新计数单元的计数次数； [0017] S5)计数单元的计数次数超过第一阈值时，控制单元通过通信单元将对应的识别结果发送给控制终端； [0018] S6)控制终端收到识别结果后，将识别结果中的人脸信息匹配认证数据库，若存在匹配结果，通过通信单元向控制单元发出认证指令，控制单元收到认证指令后，关闭报警单元，并将认证指令转发给存储单元，存储单元根据认证指令，为数据库中对应的人脸信息增加认证标记。 [0019] 进一步的，步骤S6)之后还包括不存在匹配结果的处理步骤，具体包括：若不存在匹配结果，控制终端生成提醒信息，等待并接收操作人员的语音数据后，控制终端将语音数据通过通信单元发送给控制单元，控制单元将收到的语音数据通过语音播放单元进行播放。 [0020] 进一步的，所述方法还包括： [0021] 1)传感器单元未检测到物体靠近的时长超过第二阈值时，人脸识别单元进行待机； [0022] 2)控制单元从摄像头单元获取当前图像，对当前图像进行复制操作得到对应的原件和副本，将当前图像的原件通过通信单元发送给控制终端，并将当前图像的副本保存在存储单元中。 [0023] 和现有技术相比，本发明具有下述优点： [0024] 本发明包括设置于箱体顶部的电线挂接机构和设置于箱体侧面的电线杆固定机构，使得装置可以通过电线挂接机构挂接在电线下，也可以通过电线杆固定机构固定在电线杆上，安装方式灵活多变，适用范围广，使用灵活性高。 [0025] 本发明的本体包括设置于箱体中的控制单元，以及设置于箱体外表面的传感器单元和报警单元，控制单元和传感器单元输出端以及报警单元的控制端分别连接，从而可以在有物体靠近装置所安装的电线或电线杆时及时进行报警提醒。此外，本发明的箱体内部还设有通信单元，箱体外表面还设有语音播放单元，控制单元可以通过通信单元和远程的控制终端进行交互，并将控制终端语音数据通过语音播放单元进行播放，从而采用多种方式对靠近的人员或物体进行报警。附图说明 [0026] 图1为本发明实施例的装置的整体结构图。 [0027] 图2为本发明实施例的装置的电气结构图。 [0028] 图3为本发明实施例的装置的吊耳机构结构图。 [0029] 图4为本发明实施例的装置底部结构图。 [0030] 图例说明：1、箱体；2、电线挂接机构；3、电线杆固定机构；4、光伏板；5、蓄电池；11、控制单元；12、通信单元；13、传感器单元；14、报警单元；15、语音播放单元；16、摄像头单元；17、人脸识别单元；18、存储单元；19、计数单元；21、吊耳；22、防脱钩；23、滑槽；24、把手；25、连接头；26、弹簧；31、扎带；32、固定块、33、丝杆升降机构、331、活动板、332、丝杆；333、导向杆；334、手柄；101、调节支架；102、上箱体；103、下箱体。 具体实施方式[0032] 实施例一 [0033] 为了实现外破的提前预防，本实施例提出一种固定式防外破预警装置，如图1所示，包括设置于箱体1顶部的电线挂接机构2和设置于箱体1侧面的电线杆固定机构3，通过电线挂接机构2，可将箱体1挂接在电线下，通过电线杆固定机构3，还可以将箱体1固定在电线杆上，使得本实施的装置安装方式灵活多变，适用范围广，适用灵活性高。 [0034] 如图2所示，本实施例的箱体1内部设有控制单元11和通信单元12，箱体1的外部还设有传感器单元13、报警单元14和语音播放单元15，控制单元11和传感器单元13输出端以及报警单元14控制端分别连接，控制单元11还通过通信单元12和远程的控制终端交互，控制单元11还与语音播放单元15的输入端连接。 [0035] 上述模块的工作原理为：当传感器单元13检测到靠近的物体时，向控制单元11发出信号，控制单元11收到信号后，使能报警单元14进行报警，并将传感器单元13的信号通过通信单元12发送给控制单元11；远程的控制终端等待工作人员输入语音提升后，将语音数据通过通信单元12发送给控制单元11，控制单元收到语音数据后，通过语音播放单元15播放语音，从而采用多种方式对靠近的人员或物体进行报警。 [0036] 由于外破的主要原因是人为造成，为了防止出现误报警的情况，如图2所示，本实施例中，箱体1外部还设有摄像头单元16，箱体内部还设有人脸识别单元17、存储单元18和计数单元19，摄像头单元16通过人脸识别单元17和控制单元11连接，摄像头单元16还通过另一端口直连控制单元11，人脸识别单元17和传感器单元13输出端连接，控制单元11和存储单元18连接，且计数单元19通过通信单元12和远程的控制终端连接，其中： [0037] 摄像头单元16用于实时采集外部的图像数据，并将图像数据依次通过控制单元11、通信单元12发送给远程终端，供远程终端的工作人员实时了解现场情况，控制单元11还将这些图像数据保存在存储单元18中，供后期调取数据进行情景复现； [0038] 人脸识别单元17用于从摄像头单元16获取每一张图像，并进行人脸识别，然后将每一张图像的识别结果发送给控制单元11，识别结果包括不存在人脸信息的图像与存在人脸信息的图像两种情况，当识别结果不存在人脸信息时，说明靠近的物体可能是鸟类等不会造成外破的动物，控制单元11等待后续识别结果，识别结果存在人脸信息时，说明存在可能造成外破的人员，控制单元11将识别结果转发给存储单元18，同时准备使能报警单元14； [0039] 存储单元18包括对比模块和数据库，数据库用于存储人脸信息，存储单元18收到新的识别结果后，对比模块将其中的人脸信息与数据库中已有人脸信息进行匹配，不存在匹配结果时，首先将新的人脸信息加入数据库，然后将计数单元的计数次数重置为0，同时向控制单元11发送用于使能报警单元14的第一信号(如高电平)；存在匹配结果时，再查询匹配结果是否存在认证标记，存在认证标记则说明是工作人员，此时向控制单元11发送用于关闭报警单元14的第二信号(如低电平)，如果不存在认证标记，则说明可能造成外破的人员在装置附近进行逗留，更新计数单元的计数次数，如将计数次数自加一； [0040] 计数单元19用于在计数次数超过第一阈值的情况下，将计数次数通过通信单元12上传给远程终端，计数次数超过第一阈值说明未认证人员逗留时间较久，外破风险较大，本实施例中第一阈值为2，此时控制单元11也将对应的包含人脸信息的图像通过通信单元12上传给远程终端，由远程终端的工作人员来确认附近逗留的未认证人员是否为工作人员；当确认未认证人员为工作人员时，远程终端通过通信单元12将认证信息发送给控制单元 11，控制单元11收到认证信息之后，关闭报警单元14，同时将认证信息发送给存储单元18，存储单元18为数据库中对应的人脸信息增加认证标记。 [0041] 本实施例中，箱体1外部还设有调节支架101，摄像头单元16安装于调节支架101上，如图4所示，箱体1底部每条边均设有对应的调节支架101，这些调节支架101均在竖直方向0°至‑90°的范围内预先被调整至所需的角度，然后将对应的摄像头单元16安装在这些调节支架101上，从而使得本实施例的装置在底部的水平面具备了充足的监测视角。 [0042] 本实施例中，控制单元11采用PLC或者MCU，能够按照实际需要，被编程或配置来执行对应功能，其外部罩设有金属网构成的电磁屏蔽器，通过电磁屏蔽器使预警装置具备强大的耐压、抗干扰能力；传感器单元13采用红外传感器，能够在夜晚能见度不足的情况下，准确的探测到靠近的物体，本实施例中红外传感器沿周向间隙设置于箱体1的外壁上；报警单元14采用声光报警器，能在发出报警声音的同时指示所安装的电线或者电线杆的位置，其设置于箱体1的侧壁；语音播放单元15采用扬声器，以发出清晰的语音提示，其设置于箱体1的底部；摄像头单元16采用红外摄像头，以适应日夜不同的光线环境；人脸识别单元17采用人脸识别SOC芯片；存储单元18中对比模块采用FPGA，数据库采用存储器；计数单元19采用计数器。 [0043] 本实施例中，为了便于进行检修和维护，箱体1包括可拆卸连接的上箱体102和下箱体103，上箱体102和下箱体103之间通过螺栓固定连接，装置的机械部分均设置于上箱体102，电气部分均设置于下箱体103，即电线挂接机构2设置于上箱体102顶部，且电线杆固定机构3设置于上箱体102侧面，控制单元11、通信单元12、人脸识别单元17、存储单元18和计数单元19均设置于下箱体103内部，且传感器单元13设置于下箱体103四周的侧壁，报警单元14设置于下箱体103侧面，语音播放单元15、摄像头单元16设置于下箱体103底部。 [0044] 如图2所示，本实施例的电线挂接机构2包括吊耳21和防脱钩22，吊耳21固设于箱体1顶部，吊耳21为开口环形结构，吊耳21的开口一侧设有供防脱钩22滑动的滑槽23。如图2所示，初始状态下防脱钩22将开口封闭，通过将防脱钩22在滑槽23中往上方滑动，即可将开口打开，此时就可将电线通过开口放入吊耳21的中心孔，使得吊耳21挂接在电线上，然后将防脱钩22在滑槽23中往下方滑动回复初始状态，防止电线从吊耳21脱落。 [0045] 为了简化操作，如图2所示，本实施例中，防脱钩22上设有把手24，且滑槽23远离开口的一端设有连接头25，把手24和连接头25通过弹簧26连接，通过弹簧26提供推力，从而推动把手24和防脱钩22将吊耳12的开口处封住，这样在将预警装置挂到电线上时，仅需要通过把手24将防脱钩22拉出，并使电线通过开口进入到吊耳21中即可，然后松开把手24，在弹簧26的推动下，防脱钩22回复初始状态，操作简单方便。 [0046] 如图1所示，本实施例中的电线杆固定机构3包括扎带31，固定块32和丝杆升降机构33，固定块32和丝杆升降机构33分别固设于箱体1侧面，扎带31一端固设于箱体1侧面，且扎带31另一端穿过固定块32的通孔后与丝杆升降机构33的活动板331连接。 [0047] 本实施例中，固定块32为两个，这两个固定块32并列设置，扎带31一端与其中一个固定块32固定连接，且扎带31另一端穿过另一个固定块32的通孔，丝杆升降机构33还包括插设于箱体1侧面的丝杆332和导向杆333，丝杆332和导向杆333分别穿过活动板331，丝杆332与箱体1转动连接，且丝杆332与活动板331螺纹连接，导向杆333与活动板331滑动连接，丝杆332远离箱体1的一端还设有手柄334。在实际使用中，通过转动手柄334对丝杆332进行转动，丝杆332通过与活动板331螺纹连接的作用，带动活动板331移动，由活动板331带动扎带31穿过固定块32收紧，从而通过扎带31将装置捆绑固定在电线杆上。 [0048] 如图1所示，箱体1顶部还设有光伏板4，如图4所示，箱体1底部设有蓄电池5，蓄电池5的充电端和光伏板4连接，且蓄电池5的输出端和控制单元11、通信单元12、传感器单元13、报警单元14和语音播放单元15、摄像头单元16、人脸识别单元17存储单元18和计数单元 19的受电端分别连接。通过采用光伏+充电电池模式，通过可充电的蓄电池5供电，同时光伏板4接收太阳能对蓄电池5充电，实现设备长时间续航。 [0049] 实施例二 [0050] 本实施例提出实施例一所述的固定式防外破预警装置的控制方法，包括以下步骤： [0051] S1)传感器单元13检测到物体靠近时，生成高电平并发送给控制单元11和人脸识别单元17，以使能人脸识别单元17，并使控制单元11进入第一种工作模式； [0052] S2)人脸识别单元17从摄像头单元16获取当前图像并进行识别后，将识别结果发送给控制单元11； [0053] S3)若识别结果中不存在人脸信息，控制单元11等待下一图像的识别结果，并返回步骤S2)，若识别结果中存在人脸信息，控制单元11将识别结果，即包含人脸信息的图像发送给存储单元18； [0054] S4)存储单元18收到新的识别结果后，将识别结果中的人脸信息与数据库中已有人脸信息进行匹配，若不存在匹配结果，将新的人脸信息保存在数据库中，并重置计数单元19的计数次数，同时向控制单元11发送用于使能报警单元14的第一信号，返回步骤S2)；若存在匹配结果，且匹配结果存在认证标记，向控制单元11发送用于关闭报警单元14的第二信号，返回步骤S1)；若存在匹配结果，且匹配结果不存在认证标记，更新计数单元19的计数次数； [0055] S5)计数单元19的计数次数超过第一阈值时，控制单元11通过通信单元12将对应的识别结果发送给控制终端，计数单元19的计数次数未超过第一阈值时，返回步骤S2)； [0056] S6)控制终端收到识别结果后，将识别结果中的人脸信息匹配认证数据库，若存在匹配结果，通过通信单元12向控制单元11发出认证指令，控制单元11收到认证指令后，关闭报警单元14，并将认证指令转发给存储单元18，存储单元18根据认证指令，为数据库中对应的人脸信息增加认证标记。 [0057] 本实施例的步骤S6)之后还包括不存在匹配结果的处理步骤，具体包括：若不存在匹配结果，控制终端生成提醒信息，等待并接收操作人员的语音数据后，控制终端将语音数据通过通信单元12发送给控制单元11，控制单元11将收到的语音数据通过语音播放单元15进行播放，以提醒未认证人员尽快离开。 [0058] 本实施例方法还包括以下步骤： [0059] 1)传感器单元13未检测到物体靠近时，生成低电平并发送给控制单元11和人脸识别单元17，人脸识别单元17接收低电平的时长超过第二阈值时，进行待机以减小能耗，控制单元11接收低电平的时长超过第二阈值时，进入第二种工作模式； [0060] 2)控制单元11从摄像头单元16获取当前图像，对当前图像进行复制操作得到对应的原件和副本，将当前图像的原件通过通信单元12发送给控制终端，并将当前图像的副本保存在存储单元18中。 [0061] 综上所述，本发明的有益效果是： [0062] 本发明便于安装，既能挂在电线下使用，也能够固定在电线杆上固定，安装方式灵活多变，适用范围广，使用灵活性高。 [0063] 本发明设置多种报警方式，来对周围的人进行多种方式的报警提示，并且能够有效避免误报警的情况，从而提高电线周围的安全性，并且不会打搅人员作业。 [0064] 上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。 |
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