一种用于变电巡视和倒闸操作的智能安全帽的制作方法

本实用新型涉及一种用于变电巡视和倒闸操作的智能安全帽，属于音频视频数据采集及识别技术领域。

背景技术：

为记录变电巡视和倒闸操作作业人员的行为，变电站作业规范要求作业人员佩戴音视频记录仪，对作业全过程进行录音录像。音视频记录仪一般悬挂佩戴在作业人员所穿着工装的上衣口袋，由于视频记录仪有一定重量，作业中当俯身弯腰时视频记录仪容易掉落损坏，对作业人员的正常操作造成一定干扰和影响。另外，变电巡视过程中，作业人员需要对温度表、压力表、泄漏电流表等指针式表计进行纸面抄录，巡视过程结束后再录入生产管理系统，繁琐复杂，且容易出现转录错误，因此，基于图像智能识别技术的表计自动抄录功能需求凸显。显然，普通音视频记录仪不能满足变电巡视和倒闸操作的要求。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种用于变电巡视和倒闸操作的智能安全帽，将录音录像功能集成到安全帽上，具备语音识别和图像模式识别功能，完成变电巡视和倒闸操作的全过程音视频记录，辅助作业人员自动抄录指针式表计数据，并自动上传至后台管理系统，对倒闸操作过程进行语音提示和智能检查。

本实用新型所采用的技术方案是：一种用于变电巡视和倒闸操作的智能安全帽，由安全帽帽壳、帽衬、下颏带和附件组成。下颏带不涉及本实用新型内容的核心，故省略其介绍。

安全帽帽壳，由帽舌、帽沿和顶筋组成。在帽沿上集成电源开关、录音录像开关、LED照明灯开关、激光指示器开关、扬声器、Micro USB2.0接口、 Micro SD卡插槽、MIC录音孔、状态指示灯；在传统安全帽帽壳顶筋上部增加一个集成电路腔体，用于布置摄像头镜头、LED照明灯、激光指示器、感光芯片模块、主控芯片模块、锂电池以及排线。锂电池通过排线连接主控芯片模块，主控芯片模块连接通过排线连接可视探头和感光芯片模块；主控芯片模块连接电源开关、录音录像开关、LED照明灯开关、激光指示器开关、扬声器、Micro USB2.0接口、Micro SD卡插槽、MIC录音孔、状态指示灯。

摄像头镜头、LED照明灯、激光指示器三个部件集成封装在一个具备防水密封的圆柱形腔体内，三者在一个平面上呈等边三角形分布，上方为激光指示器，下面为摄像头镜头和LED照明灯。

帽壳使用的环境条件：温度范围-10～60摄氏度，湿度不低于95％RH；防尘防水等级IP65，完全防止粉尘进入、用水冲洗无任何伤害，抗震满足2米高空跌落测试不小于15次。

摄像头镜头，优选玻璃镜片定焦镜头，可防止户外作业高温对镜片的老化，配置玻璃镜头应能通过2米高空跌落测试。

LED照明灯，供电电压DC3.7V，采用高亮LED灯珠，单颗LED灯珠功率 1W，光通量130～140流明，满足作业人员在夜晚进行变电巡视和倒闸操作的辅助照明和视频录像补光要求。

激光指示器，供电电压DC3.7V，波长650nm红光，功率50mW，照射距离不小于50m，用于待巡视设备的位置指示。

感光芯片模块，不低于400万像素，CMOS传感器，支持2560*1080P (30fps)、2304*1296P(30fps)、1920*1080P(60fps)；HDR支持1920*1080P (30fps)、1280*720P(60fps)。

主控芯片模块，ARM架构处理器，视频文件编码格式H.26，视频文件存储格式MP4，具备视频矩形校正功能，单芯片具备500Mpixel/s的影像处理能力，具备语音和图片识别功能，可实现语音控制，设备标识牌、表计指针指示数据和开关分合闸指示器的拍照识别。

锂电池，可充电聚合物锂离子电池，标称电压3.7V，充电终止电压4.2V，放电终止电压2.7V，容量不低于3500mAh，可提供征集工作续航时间不小于6 小时。

在帽舌下方的帽沿上集成MIC录音孔和状态指示灯，用于音频录制和安全帽工作状态指示。指示的状态包括电量低告警、正在充电、充电已完成、充电故障、正在录音录像、正在上传数据、数据上传完成、数据上传失败等。

在帽沿右侧下方集成电源开关、录音录像开关和扬声器；在帽沿左侧下方集成LED照明灯开关和激光指示器开关。也可选用另外一种方案，在帽沿下方仅设置一个开关按键，通过短按、长按、连续双击、连续三击来实现对电源、录音录像、LED照明灯、激光指示器的开关控制。

在帽沿后下方集成Micro USB2.0接口和Micro SD卡插槽，最大支持64GB Micro SD卡。

本实用新型的有益效果是，一种用于变电巡视和倒闸操作的智能安全帽，将录音录像功能集成到安全帽上，具备语音识别和图像模式识别功能，完成变电巡视和倒闸操作的全过程音视频记录，辅助作业人员自动抄录指针式表计数据，并自动上传至后台管理系统，对倒闸操作过程进行语音提示和智能检查。作业人员在作业结束后，将智能安全帽柜上的USB插头插入安全帽上的USB接口即可完成充电和数据上传，方便快捷，推广实用价值大。

本实用新型适用于变电站运行巡视和倒闸操作等工作场景，可扩展应用至电力线路、铁路、建筑施工等涉及安全生产的领域。

附图说明

图1是本实用新型的一种用于变电巡视和倒闸操作的智能安全帽示意图。

图2是图1所示一种用于变电巡视和倒闸操作的智能安全帽的帽沿示意图。

图3是图1所示一种用于变电巡视和倒闸操作的智能安全帽的可视探头示意图。

图4是一种用于变电巡视和倒闸操作的智能安全帽辅助变电巡视人员表计抄录工作的基本流程图。

图5是一种用于变电巡视和倒闸操作的智能安全帽辅助变电倒闸操作人员倒闸操作工作的基本流程图。

图中标号：1是安全帽帽壳；11是帽舌；12是帽沿；121是电源开关； 122是录音录像开关；123是LED照明灯开关；124激光指示器开关；125是扬声器；126是Micro USB2.0接口；127是Micro SD卡插槽；128是MIC录音孔；129是状态指示灯；13是集成电路腔体；131是可视探头；132是感光芯片模块；133是排线；134是主控芯片模块；135是锂电池；2是帽衬；131 是可视探头；1311是激光指示器；1312是摄像头镜头；1313是LED照明灯。

具体实施方式

下面结合附图详细阐明本实用新型。

如图1～图3所示。一种用于变电巡视和倒闸操作的智能安全帽由安全帽帽壳(1)、帽衬(2)和下颏带等组成；所述安全帽帽壳(1)由帽舌(11)、帽沿(12)、顶筋和集成电路腔体(13)组成，顶筋连接帽舌(11)和帽沿 (12)，集成电路腔体(13)设于顶筋上部。

在帽沿(12)上集成电源开关(121)、录音录像开关(122)、LED照明灯开关(123)、激光指示器开关(124)、扬声器(125)、Micro USB2.0接口(126)、Micro SD卡插槽(127)、MIC录音孔(128)、状态指示灯(129)。

集成电路腔体(13)中布置可视探头(131)、感光芯片模块(132)、排线(133)、主控芯片模块(134)、锂电池(135)；可视探头(131)包括激光指示器(1311)、摄像头镜头(1312)、LED照明灯(1313)。锂电池(135)通过排线(133)连接主控芯片模块(134)，主控芯片模块(134) 连接通过排线(133)连接可视探头(131)和感光芯片模块(132)；主控芯片模块(134)连接电源开关(121)、录音录像开关(122)、LED照明灯开关(123)、激光指示器开关(124)、扬声器(125)、Micro USB2.0接口(126)、 Micro SD卡插槽(127)、MIC录音孔(128)、状态指示灯(129)。

激光指示器(1311)、摄像头镜头(1312)、LED照明灯(1313)三个部件集成封装在一个具备防水密封的圆柱形腔体内，三者在一个平面上呈等边三角形分布，上方为激光指示器(1311)，下面为摄像头镜头(1312)和LED 照明灯(1313)。

安全帽帽壳(1)使用的环境条件：温度范围-10～60摄氏度，湿度不低于 95％RH；防尘防水等级IP65，完全防止粉尘进入、用水冲洗无任何伤害，抗震满足2米高空跌落测试不小于15次。

摄像头镜头(1312)，优选玻璃镜片定焦镜头，可防止户外作业高温对镜片的老化，配置玻璃镜头应能通过2米高空跌落测试。

LED照明灯(1313)，供电电压DC3.7V，采用高亮LED灯珠，单颗LED 灯珠功率1W，光通量130～140流明，满足作业人员在夜晚进行变电巡视和倒闸操作的辅助照明和视频录像补光要求。

激光指示器(1311)，供电电压DC3.7V，波长650nm红光，功率50mW，照射距离不小于50m，用于待巡视设备的位置指示。

感光芯片模块(132)，不低于400万像素，CMOS传感器，支持2560*1080P (30fps)、2304*1296P(30fps)、1920*1080P(60fps)；HDR支持1920*1080P (30fps)、1280*720P(60fps)。

主控芯片模块(134)，采用ARM架构处理器，视频文件编码格式H.26，视频文件存储格式MP4，具备视频矩形校正功能，单芯片具备500Mpixel/s的影像处理能力，具备语音和图片识别功能，可实现语音控制，设备标识牌、表计指针指示数据和开关分合闸指示器的拍照识别。

锂电池，采用可充电聚合物锂离子电池，标称电压3.7V，充电终止电压 4.2V，放电终止电压2.7V，容量不低于3500mAh，可提供征集工作续航时间不小于6小时。

在帽舌(11)下方的帽沿(12)上集成MIC录音孔(128)和状态指示灯(129)，用于音频录制和安全帽工作状态指示。指示的状态包括电量低告警、正在充电、充电已完成、充电故障、正在录音录像、正在上传数据、数据上传完成、数据上传失败等。

在帽沿(12)右侧下方集成电源开关(121)、录音录像开关(122)和扬声器(125)；在帽沿左侧下方集成LED照明灯开关(123)和激光指示器开关(124)。也可选用另外一种方案，在帽沿下方仅设置一个开关按键，通过短按、长按、连续双击、连续三击来实现对电源、录音录像、LED照明灯、激光指示器的开关控制。

在帽沿(12)后下方集成Micro USB2.0接口(126)和Micro SD卡插槽 (127)，最大支持64GB Micro SD卡。

本实用新型首次使用时，由具备管理员权限的管理员通过后台管理系统对安全帽进行认证注册。通过认证注册的安全帽方可投入使用，并接入后台管理系统进行充电和数据上传。

按下安全帽电源开关，安全帽开机自检，自检通过进入待机状态，监听接收语音指令。可通过物理按键开启录音录像、激光指示器、LED照明灯，也可通过语音进行控制。

如图4所示，按照预先制定的标准化流程，一种用于变电巡视和倒闸操作的智能安全帽辅助变电巡视人员表计抄录工作的基本流程如下：

1)作业人员佩戴好安全帽，按下安全帽电源开关，安全帽开机自检，自检通过进入待机状态，监听接收语音指令。

2)作业人员口述“进入数据抄录模式”，安全帽通过语音识别进入数据抄录模式，并给出语音提示“已进入数据抄录模式”。

3)作业人员打开激光指示器，并将光点指向待读取设备的标识牌，作业人员口述“识别设备名称”，安全帽拍照识别设备名称，并语音提示。

4)作业人员将激光指示器光点指向设备的待读取表计，作业人员口述“读取表计数据”，安全帽拍照读取识别表计数据，并语音提示数据名称和值，请作业人员确认是否正确，如回答“是”，自动保存数据，进入下一步；如回答“否”，返回上一步。

5)数据保存完成后，给出语音提示并询问“该设备是否已读取完毕？”，如回答“否”，继续读取该设备的下一个表计数据；如回答“是”，询问“是否还有下一设备？”，如回答“否”，表计数据抄录工作结束；如回答“是”，进入下一步。

6)作业人员将激光指示器光点指向下一待读取设备，继续读取下一设备的表计数据，直至工作结束。

如图5所示，按照预先制定的倒闸操作票，一种用于变电巡视和倒闸操作的智能安全帽辅助变电倒闸操作工作的基本流程如下：

1)作业人员佩戴好安全帽，按下安全帽电源开关，安全帽开机自检，自检通过进入待机状态，监听接收语音指令。

2)作业人员口述“进入倒闸操作模式”，安全帽通过语音识别进入倒闸操作模式，并给出语音提示“已进入倒闸操作模式”。

3)根据操作票，安全帽语音提示合(分)某一开关，作业人员在听到语音提示后合(分)某一开关。

4)作业人员将激光指示器指向已操作开关的分合闸指示器，并口述“操作完成”。

5)安全帽读取并识别已完成操作的开关分合闸指示状态，并判断判断分合闸指示状态与操作票要求是否一致，如一致则保存照片和数据，并进入下一步；如不一致，语音提示操作人员合(分)闸操作失败，操作人员检查现场开关状态后，进入下一步操作。

6)安全帽自动判断操作票上预先制定的操作内容是否完全结束，如全部已完成则结束倒闸操作流程，进入待机状态；如未结束则根据操作票进入下一条操作指令。