智能电力设备巡检定位系统的制作方法

本发明涉及电力巡检技术领域，尤其是一种智能电力设备巡检定位系统。

背景技术：

随着国家经济的快速发展以及我国电力事业的不断前进，电力行业与人民生产、生活的联系日益紧密。电力线路的稳定运行对电网的安全具有重要的意义，而电力巡检是保证输变电线路安全运行、提高输供电系统可靠性、降低电力线路故障发生率的基础工作。

当前我国电力行业大多数企业的电力设施巡检工作是由巡检人员携带纸质资料，凭经验进行巡查，存在以下问题：现有技术中普遍采用gps进行定位导航，但是现有技术gps的定位精度相对较低，而且仅对二维平面有效，不能对所巡检的区域内的电力设备进行准确定位，巡检人员不能准确的进行电力设备的巡检，巡检时间长，工作效率低，对电力设备不能进行有效的管理，巡检质量得不到保障。同时进行电力设备的巡检时经常受到如工作人员自身因素以及外部环境因素等的影响，不能保证巡检过程的效率和巡检结果的准确率，难以避免的会出现错检、漏检、缺陷描述混乱等问题。

如何对电网设备及线路进行可靠的定位和监控管理，实时掌控设备和线路的运行状态，使得工作人员能够及时发现问题并进行检修，保证电力线路长期安全与稳定运行显得尤为重要。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决上述技术问题而提供一种智能电力设备巡检定位系统，尤其适合电力巡检时使用，通过外置的定位终端，能够准确的进行巡检人员当前的定位，且能够对巡检区域内的电力设备的位置偏差进行纠错，完善电力设备的位置存储。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种智能电力设备巡检定位系统，其特征在于，包括便于巡检员携带的巡检定位终端及巡检移动终端，所述巡检移动终端上安装有电力巡检系统，巡检定位终端与巡检移动终端连接，且所述巡检定位终端的定位信息实时显示在所述巡检移动终端上，其中，所述电力巡检系统包括：

数据层，用于数据储存，其包括云数据集群，所述数据包括定位导航数据和操作信息数据；所述定位导航数据包括各电力设备设在所在位置的数据，具体包括各电力设备所在位置的经度、纬度和海拔高度；所述操作信息数据包括人工在移动终端上操作的各种历史记录；

服务层，其与云数据集群通过互联网连接，所述服务层包括巡检导航管理模块、纠错模块、巡检管理模块、用户管理模块、角色管理模块、巡检定位终端管理模块、电力设备管理模块；以及

用户层，用于人机交互，输入操作指令，服务层根据指令调用数据层的数据，并反馈给用户层。

进一步地，所述巡检导航管理模块可显示导航区域内的电力设备的位置和巡检移动终端的实时位置并给巡检员导航，该巡检导航管理模块包括：

搜索单元，通过所述搜索单元可搜索导航单元导航区域内的电力设备；

定位单元，定位所述电力设备位置所在，并实时显示所述巡检定位终端的定位信息；以及

导航单元，用于导航巡检定位终端与电力设备之间的线路，给巡检人员提供导航；

所述导航单元包括野外智能导航子单元、城市道路导航子单元，所述野外智能导航子单元用于和道路地图数据库、卫星地图数据库信息之间的信息交互而进行野外导航，城市道路导航子单元用于和城市路网数据库之间的信息交互而进行城市导航。

进一步地，所述纠错模块包括：

对比分析单元，接收巡检定位终端传过来的目标电力设备的实际位置信息，并将该实际位置信息与原记载的位置信息进行对比分析，分析两种信息是否存在偏差，若存在偏差，同时将定位信息、系统原有信息以及分析结果传给纠错处置单元；

纠错处置单元，接收所述对比分析单元传过来的信息，并根据所述对比分析单元的分析结果自动修正目标电力设备的实际位置信息，且所述纠错处置单元还供巡检员手动输入原记载位置可视范围内无电力设备的信息，且所述纠错处置单元将修正后的目标电力设备的实际位置信息以及原记载位置可视范围内无电力设备的信息上传到数据层，对应的，所述巡检导航管理模块显示最新电力设备的实际位置；以及

历史纠错查询单元，其用于查询以往纠错信息。

进一步地，所述巡检导航管理模块还包括报警模块，所述对比分析单元分析发现存在偏差，则会触动所述报警模块报警，若所述纠错处置单元有巡检员输入原记载位置可视范围内无电力设备的信息，也会触动报警模块报警，从而提示巡检员查看巡检导航管理模块是否显示了最新电力设备的实际位置，优选地，所述报警模块通过发光或发声的方式提示巡检员。

进一步地，所述巡检管理模块包括：

巡检项目管理单元，用于管理需要上报结果的检查项目；

自动下发巡检任务单元，用于定时下发巡检任务到对应的巡检员；

当日巡检情况总览单元，用于对当日巡检工作的完成情况进行汇总，其中汇总信息包括各处的巡检完成率、各班组的巡检完成率、当日报警及处理结果、当日尚未进行巡检的电力设备；以及

历史巡检记录查询单元，供查询历史巡检情况。

进一步地，所述用户管理模块包括用户新增单元、用户修改单元、用户删除单元、用户查询单元、用户角色指定单元，用户管理模块对系统中的用户进行统一管理，可以对用户执行增加、修改、删除、角色指定操作。

进一步地，所述角色管理模块包括角色新增单元、角色修改单元、角色删除、角色权限设置单元，角色管理模块对系统中的用户进行角色设定及其所辖权限进行管理。

进一步地，所述巡检定位终端管理模块用于管理巡检定位终端，包括巡检权限管理单元，通过所述巡检定位终端管理单元设置巡检定位终端的巡检权限，来控制巡检定位终端只能对系统指定的电力设备进行巡检。

进一步地，所述电力设备管理模块用于对电力设备的具体检查、维护信息进行维护管理并将该信息上传到数据层。

进一步地，所述电力巡检系统还包括电力设备管控组，所述电力设备管控组包括zigbee路由器、zigbee网关、网络、电力参数采集设备、rfid设备、图像采集设备、通风排湿结构、门禁控制系统、plc控制器；

所述电力参数采集设备和图像采集设备定点设置在电力网上，通风排湿结构和zigbee路由器安装在变电站内，电力参数采集设备与zigbee路由器无线传输连接，门禁控制系统设置在变电站内，zigbee路由器与zigbee网关相连，zigbee网关通过网络与巡检移动终端相连；

所述电力参数采集设备实时采集供热管线电力参数，并通过zigbee路由器上传至zigbee网关，从而电力设备的具体检查、维护信息传到所述电力设备管理模块，进而由电力设备管理模块上传到数据层；

所述图像采集设备安装于变电站内，用于实时采集视频信号，门禁控制系统自动识别和记录人员的出入信息，限制人员的出人区域及出入时间，阻止非法用户的进出，plc控制器根据具体情况控制远程智能调节指定设备；

所述rfid设备包括rfid信源设备和rfid采集设备，rfid信源设备和rfid采集设备通过rfid天线连接，rfid信源设备采用电子标签，电子标签设置在电力参数采集设备上和变电站内，rfid采集设备完成采集点信息输入和回传，其为设置在变电站内的发卡器；所述rfid天线和发卡器用射频线缆连接起来，射频线缆一端通过n转sma和天线连接，另一端接发卡器射频线接口。

本发明的有益效果是：

1、所述移动终端的电力巡检系统能显示巡航区域内各电力设备的位置，从而巡检员可以根据要巡检的几个电力设备的位置选择最合适最省时间的路线，从而减少在路上绕来绕去的时间，提高巡检效率；

2、外置的巡检定位终端能够对巡检人员的位置进行更进准的实时定位，再加上其与电力巡检系统的配合，从而不但可使得巡检区域内的电力设备巡检更加方便，巡检员能更加快速地到达目的地，而且还能确保经过巡检后的电力设备的实际位置能更精准地显示在地图上，如此，能进一步减少巡检人员巡检时的时间浪费，提高巡检的工作效率，且减少了人工成本，降低巡检工作强度；

3、所述纠错模块能针对电力设备位置的情况进行分析纠正，从而节省人力，而且使得电力设备的实际位置能实时更新，再加上报警单元的设置，进一步确保数据更新的实时性与准确性，最大限度的减少漏检、错检等情况，从而保障了电力系统的高效率、低故障率的安全稳定运行；

4、所述巡检管理模块的设置可实现巡检数据实时更新，处理速度快，没有延迟，便于管理人员快速发现问题，及时督促巡检工完成巡检；

5、用户管理模块与角色管理模块的设置可以进一步保证电力网的日常巡检工作正常进行，并确保设备及时抢修，同时确保巡检人员的安全；

6、电力设备管理模块与电力设备管控组的设置，不仅能避免无关人员随意进出变电站而导致的，还能实时掌控变电站内供热设备的情况。

附图说明

图1是本发明智能电力设备巡检定位系统的结构框图；

图2是本发明中巡检导航管理模块的结构框图；

图3是本发明中导航单元的结构框图；

图4是本发明中巡检管理模块的结构框图；

图5是本发明中电力设备管控组与巡检移动终端连接的结构框图；

图6是本发明中门禁的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

如图1至4所示，一种智能电力设备巡检定位系统，其包括便于巡检员携带的巡检定位终端及巡检移动终端，所述巡检移动终端上安装有电力巡检系统，巡检定位终端与巡检移动终端电连接，且所述巡检定位终端的定位信息实时显示在所述移动终端上，其中，所述电力巡检系统包括：

数据层，用于数据储存，其包括云数据集群，所述数据包括定位导航数据和操作信息数据；所述定位导航数据包括各电力设备设在所在位置的数据，包括各电力设备所在位置的经度、纬度和海拔高度；所述操作信息数据包括人工在移动终端上操作的各种历史记录；

服务层，其与云数据集群通过互联网连接，所述服务层包括巡检导航管理模块、纠错模块、巡检管理模块、用户管理模块、角色管理模块、巡检定位终端管理模块、电力设备管理模块；以及

用户层，用于人机交互，输入操作指令，服务层根据指令调用数据层的数据，并反馈给用户层。

所述巡检导航管理模块可显示导航区域内的电力设备的位置和巡检移动终端的实时位置并给巡检员导航，其包括：

搜索单元，通过所述搜索单元可搜索导航单元导航区域内的电力设备；

定位单元，定位所述电力设备位置所在，并实时显示所述巡检定位终端的定位信息(即显示巡检员当前的位置)；

导航单元，用于导航巡检定位终端与电力设备之间的线路，给巡检人员提供导航。

较佳的，所述导航单元包括野外智能导航子单元、城市道路导航子单元，所述野外智能导航子单元用于和道路地图数据库、卫星地图数据库信息之间的信息交互而进行野外导航，城市道路导航子单元用于和城市路网数据库之间的信息交互而进行城市导航。所述服务层在收到用户层的人机交互模块的导航指令后，所述导航单元判断巡检定位终端在定位单元上显示的位置，如果位置显示在野外将由野外智能导航子单元引导用户到达巡检区域，如果位置显示在城市则由城市道路导航子单元将用户引导到巡检区域，如果城市道路导航子单元无法将用户带领到巡检区域，则将用户引导到最接近或最符合的位置点，然后将用户交由野外智能导航子单元最终引导到巡检区域。也就是说，在本实施例中，导航单元具有两套相互独立的导航引擎，城市道路导航子单元和野外智能导航子单元，分别进行野外智能导航和城市道路导航，能够根据所处环境进行导航类型选择，使得巡检员能更方便、准确地达到待巡检电力设备位置，从而节省巡检时间。

该定位模块可以是gps定位，也可以是其他定位方式。

具体地说，巡检人员通过搜索单元搜索要巡检的目标电力设备，定位单元定目标电力设备的位置与巡检人员当前的位置，导航单元根据两者的位置选择最合适的路线给巡检员导航。

所述纠错模块包括：

对比分析单元，接收巡检定位终端传过来的目标电力设备的实际位置信息，并将该实际位置信息与原记载的位置信息进行对比分析，分析两种信息是否存在偏差，若存在偏差，同时将定位信息、系统原有信息以及分析结果传给所述纠错处置单元；即是说，若巡检员根据导航信息到达目标电力设备位置后，发现目标电力设备的实际位置与系统原来记载的有偏差，目标电力设备不在为原记载位置，但是在原记载位置可视范围内，此时，所述巡检定位终端会定位目标电力设备的实际位置并传送给对比分析单元，对比分析单元分析该位置是否与原记载位置一致；

纠错处置单元，接收所述对比分析单元传过来的信息，并根据所述对比分析单元的分析结果自动修正目标电力设备的实际位置信息，且所述纠错处置单元还供巡检员手动输入原记载位置可视范围内无电力设备的信息，且所述纠错处置单元将修正后的目标电力设备的实际位置信息以及原记载位置可视范围内无电力设备的信息上传到数据层，对应的，所述巡检导航管理模块显示最新电力设备的实际位置；即是说，巡检员根据导航单元到了目标电力设备记载位置后，没发现目标电力设备，且在可视范围内也没看到电力设备，则通过用户层进入纠错处置单元，将该情况手动输入进入纠错处置单元，这些情况都被存入数据层，对应此情况，所述巡检导航管理模块上最新显示的修正后的则是该位置无电力设备；而不在原记载位置但是在原记载位置可是范围内的，所述巡检导航管理模块显示的这是最新电力设备的实际位置；若不存在偏差，则只是上传数据到数据层，代表该电力设备已经巡检过；以及

历史纠错查询单元，其用于查询以往纠错信息。

在本实施例中，较佳的，所述巡检导航管理模块还包括报警模块，所述对比分析单元分析发现存在偏差，则会触动所述报警模块报警，若所述纠错处置单元有巡检员输入原记载位置可视范围内无电力设备的信息，也会触动报警模块报警，从而提示巡检员查看巡检导航管理模块的搜索单元是否显示了最新电力设备的实际位置。所述报警模块通过发光或发声的方式提示巡检员。

所述巡检管理模块包括：

巡检项目管理单元，用于管理需要上报结果的检查项目；

自动下发巡检任务单元，用于定时下发巡检任务到对应的巡检员；

当日巡检情况总览单元，用于对当日巡检工作的完成情况进行汇总；优选地，汇总信息包括各处的巡检完成率、各班组的巡检完成率、当日报警及处理结果、当日尚未进行巡检的电力设备等；

历史巡检记录查询单元，供查询历史巡检情况。

通过所述巡检管理模块，可实现巡检数据实时更新，处理速度快，没有延迟，便于管理人员快速发现问题，及时督促巡检工完成巡检。

所述用户管理模块包括用户新增单元、用户修改单元、用户删除单元、用户查询单元、用户角色指定单元，用户管理模块对系统中的用户进行统一管理，可以对用户执行增加、修改、删除、角色指定操作。

角色管理模块包括角色新增单元、角色修改单元、角色删除、角色权限设置单元，对系统中的用户进行角色设定及其所辖权限进行管理。

系统的角色设计有两种：系统管理员和普通用户。其中，系统管理员：可以查看所有信息，并对系统进行维护操作；普通用户：根据配置权限的不同可以查看自己权限下的页面，执行被授权的操作。后期可以扩展实现更完善的权限管理。

管理用户所用移动终端与巡检员所用移动终端均安装有电力巡检系统，系统管理员可以通过自动下发巡检任务单元设置巡检任务，自动下发巡检任务单元再将该任务自动下发到对应的巡检员，管理用户还可通过该系统查看不同巡检员当前的位置以及不同巡检员上传的信息，从而统筹全局，如此，通过用户管理模块与角色管理模块可以对不同人员的权限进行合理设置，从而保证电力网的日常巡检工作正常进行，确保设备及时抢修，同时确保巡检人员的安全。即是说，当管理用户在电力巡检系统上发现代表某一巡检员的定位信息长时间不移动后，可以推测该巡检员可能遇上了什么麻烦，从而主动询问情况，从而保证了巡检人员的安全。

所述巡检定位终端管理模块用于管理巡检定位终端，包括巡检权限管理单元，通过所述巡检定位终端管理单元设置巡检定位终端的巡检权限，来控制巡检定位终端只能对系统指定的电力设备进行巡检。

结合图5、6所示，所述电力设备管理模块用于对电力设备的具体检查、维护信息进行维护管理并将该信息上传到数据层，所述电力巡检系统还包括电力设备管控组，所述电力设备管控组包括zigbee路由器、zigbee网关、网络、电力参数采集设备、rfid设备、图像采集设备、通风排湿结构、门禁控制系统、plc控制器；

所述电力参数采集设备和图像采集设备定点设置在电力网上，通风排湿结构和zigbee路由器安装在变电站内，电力参数采集设备与zigbee路由器无线传输连接，门禁控制系统设置在变电站内，zigbee路由器与zigbee网关相连，zigbee网关通过网络与巡检移动终端相连。

所述电力参数采集设备实时采集供热管线电力参数，并通过zigbee路由器上传至zigbee网关，从而电力设备的具体检查、维护信息传到所述电力设备管理模块，进而由电力设备管理模块上传到数据层。电力参数采集设备集数据采集和传输于一体，安装简便，成本低，实现数字信号采集、无线传输等技术，应用于不方便布线的场合。

所述图像采集设备安装于变电站内，用于实时采集视频信号，门禁控制系统自动识别和记录人员的出入信息，限制人员的出人区域及出入时间，阻止非法用户的进出，plc控制器可以根据具体情况控制远程智能调节指定设备。

所述plc控制器通过信号线与图像采集设备、门禁控制系统和通风排湿结构相连；门禁控制系统包括电机、继电器和门禁，电机与plc控制器相连，继电器与电机相连，门禁与继电器相连。

如此设置，即可用于监控变电站内的情况，防止出现失盗或者供热设备破裂等意外事故，提高安全性能，门禁控制系统外也安装有图像采集设备，方便记录和识别人员的进出情况。

所述rfid设备包括rfid信源设备和rfid采集设备，rfid信源设备和rfid采集设备通过rfid天线连接，rfid信源设备采用电子标签，电子标签设置在电力参数采集设备上和变电站内，rfid采集设备完成采集点信息输入和回传，其为设置在变电站内的发卡器；所述rfid天线和发卡器用射频线缆连接起来，射频线缆一端通过n转sma和天线连接，另一端接发卡器射频线接口。

根据系统管理粒度的不同，电子标签有两种部署方式：

根据变电站的实际情况，调整设置电子标签的个数，合理控制成本。

设置在电力参数采集设备上的电子标签为超高频抗金属无源电子标签，超高频抗金属无源电子标签采用型号zxris2621a1g0，存储电热设备相关信息；

超高频抗金属无源电子标签采用3m双面胶粘贴在电力参数采集设备，要求如下：

rfid有效读取区域：水平距离0-80cm；如采用高频标签，读取距离0-10cm；

若现场部署不满足布设安装要求的，或现场环境非常复杂的，根据现场情况特殊处理。

备用安装方式：

如果业主认为标签用双面胶安装不够可靠，备用安装方式如下：

螺丝安装方式

尼龙铆钉安装方式

支架安装方式

防拆标签：如果业主需要使用防拆标签，可以使用陶瓷防拆标签或者有源防拆标签。

通风排湿结构为排风扇和排气式鼓风机，结构简单，变电站内湿度时进行处理，通风排湿效果好，保证变电站内设备正常运行。

巡检工作方式：

巡检员执行巡检任务前，启动巡检移动终端上的电力巡检系统程序，电力巡检系统程序自动开始记录巡检移动终端的gps数据；

在野外进行数据巡检时把管网及设备在运行期间的情况记入巡检移动终端，即采用巡检移动终端收集数据。

数据有两类：

问题数据：在巡检中发现管网问题点，进行拍照记录。

关键点的巡检数据：巡检员到达巡检路线中的关键点，拍照记录该点当前状态信息。

数据上传：

实时上传：巡检工作执行过程中，巡检员记录管网状态数据并保存后，如果网络状态良好，数据将自动上传到后台系统；

延时上传：巡检工作执行过程中，巡检员记录管网状态数据并保存后，如果网络状态不好，数据将保存在巡检移动终端中，待网络恢复后将自动上传到后台系统；巡检员也可以点击手动上传按钮，随时触发手持巡检终端程序执行上传动作。

人工上传：如果网络一直存在问题，可以通过服务端系统中手动数据填报功能，将巡检移动终端采集到的巡检数据上报到电力巡检系统。

可以利用桌面pc机或服务器查询修改供热管网设备情况，生成巡检过程中出现的设备缺陷处理单，对历史巡检数据进行查询分析和生成统计报表等。

在本实施例中，所述移动终端可以是手机、ipad或电脑等，所述巡检移动终端与所述巡检移动终端通过usb或者蓝牙或其他可行的方式连接。

所述巡检定位终端为定位装置，在本实施例中，较佳地，所述定位终端采用华测bx2，bx2是智能高精度便携式定位终端，工艺精致，轻巧便携，既能用于人员位置定位，还能进行高精度gis数据采集，结合北斗cors差分技术，该华测bx2采用一体式设计，设定全方位解决方案和便捷的作业模式。该华测bx2是北斗双模亚米级穿戴产品，基于差分定位单元，应用于人员定位，支持标准cors差分接入，定位数据实时回传，通信稳定性强，断线重连通信中断时，自动重新连接，时间间隔短，无障碍使用，能够对巡检人员的位置实施进行定位，并将定位信息时时传递给巡检定位终端，进行巡检人员位置实时显示，而且华测bx2呈可穿戴式设计，且其还具有低功耗和工作时间超长的优点，工作时间可达24小时，还支持语音功能，可以自动接听电话，支持二次开发和定制化服务，所以使用也特别方便。

该巡检定位终端与电力巡检系统的连接方式为：打开gnsstool点击连接,设备类型选择外设，设备型号为bx2，连接方式蓝牙，点击目标蓝牙找到对应bx2机器的蓝牙，匹配输0000，在已配对的蓝牙设备中找到配对蓝牙，选中后点击连接，连接成功后，可以在巡检定位终端查看到该设备的定位信息。

综上所述，本发明的内容并不局限在上述的实施例中，本领域的技术人员可以在本发明的技术指导思想之内提出其他的实施例，但这些实施例都包括在本发明的范围之内。