应用于输配电安全距离三维仿真的体验平台的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电力仿真技术领域，特别是涉及应用于输配电安全距离三维仿真的体验平台。
【背景技术】
[0002]随着现代电网规模和容量日益扩大、运行方式日趋复杂，安全生产问题成为电力可靠运行的重要因素，电力部门一般采用安全培训的方式来提高操作人员的安全意识和操作水平。
[0003]但电力系统每个环节都可能存在安全隐患，培训操作不能随意进行。可视化技术使三维仿真虚拟培训成为现实。通过电网仿真、变电站仿真、集控站仿真、电网调度自动化系统仿真，通过虚拟现实技术真实模仿所做工作等手段开展电力培训已成为新的发展趋势。
[0004]其中施工人员与电力设备的安全间距是培训的重点课题之一，为此，基于电力三维仿真技术的应用，电力企业开发了应用于输配电安全距离的三维仿真系统，输配电安全距离三维仿真系统V1.0版软件(下文称三维仿真系统V1.0版)，使得学员可以通过计算机平台上虚拟现实来学习安全间距知识，但学员只能利用视觉和听觉在计算机平台平面媒体上学习，对距离没有立体、直观、清晰的感受，培训效果较差。
【实用新型内容】
[0005]基于此，有必要针对现有技术中对距离没有立体、直观、清晰的感受，培训效果较差的问题，提供一种应用于输配电安全距离三维仿真的体验平台。
[0006]一种应用于输配电安全距离三维仿真的体验平台，包括:超声波定位装置，通信模块，运行输配电安全距离三维仿真系统的计算机设备；
[0007]所述超声波定位装置包括用于发射超声波和接收人体反射超声波的超声波传感器、用于采集超声波并转换成电信号的信号采集电路以及用于将电信号换算为距离数据的单片机；
[0008]所述超声波传感器、信号采集电路以及单片机依次连接；所述单片机通过通信模块连接所述计算机设备。
[0009]上述应用于输配电安全距离三维仿真的体验平台，通过超声定位装置可以测量人体与电力设备之间的距离数据，该距离数据通过通信模块传递至运行输配电安全距离三维仿真系统的计算机设备，计算机设备与超声定位装置同步运行，即可在三维仿真的同时也实时展示学员的人体与电力设备之间的位置变化，使学员真实、直观地体验到自己与电力设备之间的实际距离，直观地体现人体进入到危险区域时发生触电或其它恶劣后果，提升了培训效果。
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型的应用于输配电安全距离三维仿真的体验平台的结构示意图；
[0011]图2为信号采集电路的结构示意图；
[0012]图3为本实用新型的应用于输配电安全距离三维仿真的体验平台的应用实例图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图对本实用新型应用于输配电安全距离三维仿真的体验平台的【具体实施方式】作详细描述。
[0014]参考图1所示，图1为本实用新型的应用于输配电安全距离三维仿真的体验平台的结构示意图；主要包括:超声波定位装置10，通信模块20，运行输配电安全距离三维仿真系统的计算机设备30 ；
[0015]所述超声波定位装置10包括用于发射超声波和接收人体反射超声波的超声波传感器101、用于采集超声波并转换成电信号的信号采集电路102以及用于将电信号换算为距离数据的单片机103 ；
[0016]所述超声波传感器101、信号采集电路102以及单片机103依次连接；所述单片机103通过通信模块20连接所述计算机设备30。
[0017]上述应用于输配电安全距离三维仿真的体验平台，通过超声定位装置可以测量人体与电力设备之间的距离数据，该距离数据通过通信模块20传递至运行输配电安全距离三维仿真系统的计算机设备30，计算机设备30与超声定位装置同步运行，即可在三维仿真的同时也实时展示学员的人体与电力设备之间的位置变化，使学员真实、直观地体验到自己与电力设备之间的实际距离，直观地体现人体进入到危险区域时发生触电或其它恶劣后果，提升了培训效果。
[0018]对于超声波定位装置10，超声波传感器101既发射超声波，又接收和检测人体反射的回波，并转换为电信号，输送到信号采集电路102进行相关信号处理后输送到单片机103，单片机103对电信号进行模数转换并将其转换为距离数据。
[0019]需要声明的是，上述超声波定位装置10中的单片机103的换算功能可以通过现有的换算软件来实现，本实用新型中所提供的超声波定位装置10，通过将超声波传感器101、信号采集电路102以及单片机103结合连接应用，其方案实现无需对计算机软件程序进行改进，特此声明。
[0020]在一个实施例中，所述通信模块20通过数据线连接所述计算机设备30。
[0021]在一个实施例中，参考图2所示，图2为信号采集电路102的结构示意图；所述信号采集电路102包括依次连接的滤波电路1021、信号整形电路1022以及放大电路1023 ;所述滤波电路1021连接所述超声波传感器101，所述放大电路1023连接所述单片机103。
[0022]其中，所述计算机设备30包括主机、输入设备以及显示器；所述主机连接所述通信模块20，所述输入设备(键盘、鼠标等)和显示器分别连接所述主机。
[0023]在一个实施例中，本实用新型的应用于输配电安全距离三维仿真的体验平台还可以包括:电力设备模型40 ;其中，所述超声波定位装置10设于所述电力设备模型40上。
[0024]参考图3所示，图3为本实用新型的应用于输配电安全距离三维仿真的体验平台的应用实例图(图中示出了相关部分结构)。
[0025]所示电力设备模型40可以是各种根据实际电力设备形状制作的模型，将该模型放置在三维仿真体验平台现场，超声波定位装置10设置在模型上，这样学员接近模型的过程中，超声波定位装置10能够实时检测出人体与模型之间的距离，从而可以更真实、更直观地体验到自己与电力设备之间的实际距离，提升了培训效果。
[0026]需要说明的是，本实用新型的应用于输配电安全距离三维仿真的体验平台，在现有运行三维仿真系统V1.0版软件的基础上，新增加了用于超声波定位相关硬件，通过提供相应的装置及其连接，从而实现了计算机设备30中实时显示距离数据的功能，其方案实现无需对计算机设备30本身的软件程序进行改进，特此声明。
[0027]为了更加清晰本实用新型的应用于输配电安全距离三维仿真的体验平台的技术原理和优点。
[0028]下面通过列举利用该体验平台来进行仿真培训的若干应用实例。
[0029]在培训现场安装好的体验平台，接通电源，启动计算机设备30运行三维仿真系统V1.0版软件。
[0030]当人体进入现场，逐渐向超声定位装置方向靠近，超声波传感器101发射超声波并接收人体反射的回波，转换为电信号后发送到信号采集电路102，经过滤波电路1021、信号整形电路1022、放大电路1023后送入单片机103，经过模数转换并转换为距离数据，输送到通信模块20，经过通讯线将人体与电力设备模型40之间的距离数据发送到计算机设备
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[0031]应用过程中，设置三维仿真系统V1.0版软件中的虚拟人物同步运动，逐渐接近电力设备模型40，预设安全阀值，如果测量的距离数据大于设定的安全阀值，三维仿真动画不作任何提示，画面中的报警灯显示为绿色，音箱中播放正常的背景音乐，虚拟人物可以自由活动。如果测量的距离数据小于设定的安全阀值，此时，三维仿真动画中的报警灯立即变为闪烁的红色，音箱中播放报警声音，虚拟人物立刻被电击倒地，虚拟电力设备改变颜色并闪烁，达到警示目的。当人体退出危险区域，三维仿真动画又恢复到初始状态，各种报警信息关闭。
[0032]以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1.一种应用于输配电安全距离三维仿真的体验平台，其特征在于，包括:超声波定位装置，通信模块，运行输配电安全距离三维仿真系统的计算机设备； 所述超声波定位装置包括用于发射超声波和接收人体反射超声波的超声波传感器、用于采集超声波并转换成电信号的信号采集电路以及用于将电信号换算为距离数据的单片机； 所述超声波传感器、信号采集电路以及单片机依次连接；所述单片机通过通信模块连接所述计算机设备。
2.根据权利要求1所述的应用于输配电安全距离三维仿真的体验平台，其特征在于，所述通信模块通过数据线连接所述计算机设备。
3.根据权利要求1所述的应用于输配电安全距离三维仿真的体验平台，其特征在于，所述信号采集电路包括依次连接的滤波电路、信号整形电路以及放大电路； 所述滤波电路连接所述超声波传感器，所述放大电路连接所述单片机。
4.根据权利要求1所述的应用于输配电安全距离三维仿真的体验平台，其特征在于，还包括:电力设备模型；其中，所述超声波定位装置设于所述电力设备模型上。
【专利摘要】本实用新型提供一种应用于输配电安全距离三维仿真的体验平台，包括：超声波定位装置，通信模块，运行输配电安全距离三维仿真系统的计算机设备；所述超声波定位装置包括用于发射超声波和接收人体反射超声波的超声波传感器、用于采集超声波并转换成电信号的信号采集电路以及用于将电信号换算为距离数据的单片机；所述超声波传感器、信号采集电路以及单片机依次连接；所述单片机通过通信模块连接所述计算机设备。本实用新型，可在三维仿真的同时也实时展示学员的人体与电力设备之间的位置变化，使学员真实、直观地体验到自己与电力设备之间的实际距离，直观地体现人体进入到危险区域时发生触电或其它恶劣后果，提升了培训效果。
【IPC分类】G05B19-042
【公开号】CN204331351
【申请号】CN201420604173
【发明人】赵采珊, 孙广慧, 罗福健, 宋宇, 梁东明
【申请人】广东电网有限责任公司佛山供电局
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2014年10月17日