[发明专利]一种基于物联网的电力施工安全管理系统

摘要

本发明公开了一种基于物联网的电力施工安全管理系统，包括若干工人手持机、现场信息处理终端和远程监控中心；工人手持机包含第一微控制器、工人心率采集装置、工人运动状态采集装置、语音报警装置、近电报警装置等；现场信息处理终端包含第二微控制器、指纹考勤装置、GPS定位装置等；远程监控中心包含第二网络通信装置、监控计算机；本发明打破传统的监理人员现场监管的模式；将GPS定位和指纹考勤结合，有效减少逃岗、早退等违规事件发生；通过各传感器协同工作，实时反馈工人的生理状态和运动状态，结合语音报警，可以有效为施工人员提供安全辅助功能，方便监控中心监控工人的状况，防止出现施工方为赶进度，使工人疲劳作业，增大安全隐患的情况。

主权项

1.一种基于物联网的电力施工安全管理系统，其特征在于，包括若干工人手持机、现场信息处理终端和远程监控中心；所述工人手持机包含第一微控制器、工人心率采集装置、工人运动状态采集装置、语音报警装置、近电报警装置、工人间对讲装置、第一现场无线数据通信装置、第一电池及电量管理装置；所述工人心率采集装置、工人运动状态采集装置、语音报警装置、近电报警装置、工人间对讲装置、第一现场无线数据通信装置、第一电池及电量管理装置均与第一微控制器连接；所述现场信息处理终端包含第二微控制器、指纹考勤装置、GPS定位装置、第二现场无线数据通信装置、第一网络通信装置、第二电池及电量管理装置；所述指纹考勤装置、GPS定位装置、第二现场无线数据通信装置、第一网络通信装置、第二电池及电量管理装置均与第二微控制器连接；所述远程监控中心包含第二网络通信装置、监控计算机；所述工人心率采集装置，用于采集工人体征信号获得心率数据，所述心率数据经串口通信传输至第一微控制器；所述工人运动状态采集装置，用于采集工人身体的运动加速度数据并经I2C总线传输至第一微控制器；所述语音报警装置为语音输出电路，当第一微控制器将报警语音信息输出到所述语音输出电路，工人将获得语音报警提示；所述近电报警装置感应输电线周围的工频电场并将干扰信号滤除，将工频信号放大并与设定阈值比较，当超过阈值时触发蜂鸣器报警；所述工人间对讲装置采用DMR数字对讲机，可实现工人间实时对讲；所述第一电池及电量管理装置包含可充电锂电池、电池电量检测电路、充电管理电路；所述电池电量检测电路采集电池电压模拟量，经AD转换得到电压数据，根据锂电池电量电压曲线估算锂电池电量，当欠压时欠压指示灯亮；所述充电管理电路对电池进行限流充电并能防止过充，当充电完成时，充电完成指示灯亮；所述第一现场无线数据通信装置采用LORA低功耗扩频通信模块，负责与现场信息处理终端的数据传输；所述第一微控制器与工人心率采集装置和工人运动状态采集装置进行指令和数据交互，实时获取工人的生理信息和运动特征，并对危险情况进行识别与警报；通过AD转换将电源电压的模拟量转换成数字量，并与设定的阈值比较，如果低于阈值则发出欠压指示；通过AD转换获取空间电场强度信号，并判断是否超标，防止触电事故的发生；将数据传输给第一现场无线数据通信装置，将需要传送给现场信息处理终端的数据发送出去；所述指纹考勤装置采用AS608指纹识别模块，可实现指纹的写入、存储、比对、删除等功能，用于现场考勤；所述GPS定位装置为GPS定位模块，将定位数据传输至第二微控制器，对施工队的位置进行定位；所述第二现场无线数据通信装置采用LORA低功耗扩频通信模块，负责与工人手持机的数据传输；所述第一网络通信装置为4G通信模块，其兼容GPRS和3G通信，支持现场信息处理终端将数据传送至远程监控中心；所述第二电池及电量管理装置包含可充电锂电池、电池电量检测电路、充电管理电路；所述电池电量检测电路采集电池电压模拟量，进行AD转换得到电压数据，根据锂电池电量电压曲线估算锂电池电量，当欠压时欠压指示灯亮；所述充电管理电路对电池进行限流充电并能防止过充，当充电完成时，充电完成指示灯亮；所述第二微控制器获取第二现场无线数据通信装置接收到的数据并对数据进行处理、存储或转发；通过AD转换将电源电压的模拟量转换成数字量，并与设定的阈值比较，如果低于阈值则发出欠压指示；将需要发送到远端的数据传输给第一网络通信装置；通过串口与指纹识别模块实现数据交互；通过串口获取GPS定位模块的数据，用以确定施工队位置；在施工队进行资质审查时对符合要求的施工人员进行指纹录入，当施工队到达指定位置时进行指纹录入；所述第二网络通信装置为4G网络通信模块，其兼容GPRS和3G通信，支持远程监控中心将数据传送至现场信息处理终端。所述监控计算机读取并存储第二网络通信装置接收的数据，监控人员根据获取的数据了解施工队到岗情况和工人健康状况，对现场实现远程监管。