專利名稱：電網(wǎng)作業(yè)智能化安全管理系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及的是一種集無線通訊、地理信息、光、機、電一體的電網(wǎng)作 業(yè)智能化安全管理系統(tǒng)。
背景技術：
現(xiàn)在應用于高壓線路施工的接地線主要采用彈簧作為壓力，在接地線的 掛接可靠性、操作性等方面都較大缺陷。目前，國內(nèi)外針對高壓線路施工接
地線實施智能化、遠程可控制的系統(tǒng)還是空白。隨著無線通訊技術、3D地 理信息技術和GPS定位技術的發(fā)展，為實現(xiàn)高壓線路施工接地線的智能化
提供了技術基礎。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出的是電網(wǎng)作業(yè)智能化安全管理系統(tǒng)，其目的是使得接地線在 掛接導線接觸面積、掛接可靠性、掛接安全性方面都有極大提高，同時使得 接地線具備可實時遠程監(jiān)控、3D場景顯示，實現(xiàn)超高壓短路接線走向智能化。
本發(fā)明的技術解決方案其結構是數(shù)據(jù)中心處理服務器的第一輸出/輸入 端與無線通訊接入服務器的第 一輸入/輸出端對應相接;數(shù)據(jù)中心處理服務器 的第二輸出/輸入端與數(shù)據(jù)發(fā)布服務器的第一輸入/輸出端對應相接；數(shù)據(jù)中 心處理服務器的第三輸出/輸入端與關系型數(shù)據(jù)庫的輸入/輸出端對應相接； 數(shù)據(jù)中心處理服務器的第四輸出/輸入端與衛(wèi)星差分基站的輸入/輸出端對應相接；數(shù)據(jù)發(fā)布服務器的第N+1輸入/輸出端與監(jiān)控機第N輸出/輸入端對應 相接；無線通訊接入服務器的第Ntl輸入/輸出端與超高壓智能短路接地線 第N輸出/輸入端對應相接。N=l， 2， 3， 4， 5， 6.....。
本發(fā)明的優(yōu)點電網(wǎng)作業(yè)智能化安全管理系統(tǒng)可以對高壓線路施工接地 線進行遠程監(jiān)控和控制，以3D場景顯示接地線所掛接的位置、狀態(tài)，使整 個工作處于可控范圍之內(nèi)，可以有效避免現(xiàn)場施工作業(yè)人員由于誤掛、漏掛 接地線從而導致的安全事故的發(fā)生，極大保障電力生產(chǎn)安全。電網(wǎng)作業(yè)智能 化安全管理系統(tǒng)同時豐富了電力安全生產(chǎn)監(jiān)控手段，是電力安全生產(chǎn)管理的 一項新的技術突破。


附圖1是電網(wǎng)作業(yè)智能化安全管理系統(tǒng)的結構示意圖。 附圖2是無線通訊接入服務器的結構框圖。 附圖3是衛(wèi)星差分基站的結構框圖。
附圖.4是電網(wǎng)作業(yè)智能化安全管理系統(tǒng)的監(jiān)控端程序流程圖。
附圖5是中心處理服務器主程序流程圖。
附圖6是系統(tǒng)智能型短路接地線的結構示意圖。.
附圖7是圖6的側(cè)視圖。
圖6、圖7中的1是掛吊拉開機構、2是脫開彈簧、3是線剎、4是棘爪、 5是運動夾緊機構、6是絲桿、7是回位彈簧、8是夾緊塊、9是電動機、10 是夾爪機構、ll是松開彈簧、12是機殼、13是接地條、14是電池、15是電 路板、16是光電電開關、17是導線、18是吊繩。
具體實施方式
對照附圖1，其結構是數(shù)據(jù)中心處理服務器的第一輸出/輸入端與無線通 訊接入服務器的第一輸入/輸出端對應相接;數(shù)據(jù)中心處理服務器的第二輸出 /輸入端與數(shù)據(jù)發(fā)布服務器的第一輸入/輸出端對應相接；數(shù)據(jù)中心處理服務 器的第三輸出/輸入端與關系型數(shù)據(jù)庫的輸入/輸出端對應相接；數(shù)據(jù)中心處 理服務器的第四輸出/輸入端與衛(wèi)星差分基站的輸入/輸出端對應相接；數(shù)據(jù) 發(fā)布服務器的第N+1輸入/輸出端與監(jiān)控機第N輸出/輸入端對應相接；無線 通訊接入服務器的第N+l輸入/輸出端與智能短路接地線第N輸出/輸入端對
應相接。N-l, 2， 3, 4， 5, 6.....;
所述的數(shù)據(jù)中心處理服務器是軟件程序的一個模塊。是智能短路接地線 系統(tǒng)的主要控制部分，是整個系統(tǒng)的核心部分。主要負責與無線通訊服務器、 衛(wèi)星差分基站、關系型數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)發(fā)布服務器進行數(shù)據(jù)交換。無線遒訊服 務器接收到智能短路接地線上傳狀態(tài)、位置信息之后，將提交數(shù)據(jù)中心處理 服務器，數(shù)據(jù)中心處理服務器將與關系型數(shù)據(jù)庫完成數(shù)據(jù)的解析和存儲工 作，同時將衛(wèi)星差分基站提供相同時刻的衛(wèi)星狀態(tài)參數(shù)進行載波相位差分修 正，以提高終端其自身的定位精度。數(shù)據(jù)中心處理服務器完成后，將終端(智 能短路接地線)狀態(tài)和位置信息傳遞給數(shù)據(jù)發(fā)布服務器，完成發(fā)布工作。
對照附圖2，無線通訊接入服務器的結構是微處理器的輸出/輸入端與通 信模塊組的第一輸入/輸出端對應相接；通信模塊組的第二輸入/輸出端與串 口電平轉(zhuǎn)換芯片的第一輸出/輸入端對應相接；串口電平轉(zhuǎn)換芯片的第二輸出 /輸入端與網(wǎng)絡模塊的輸入/輸出端對應相接；串口電平轉(zhuǎn)換芯片的輸入端與 系統(tǒng)電源管理模塊的第一輸出端對應相接，系統(tǒng)電源管理模塊的第二輸出端 與微處理器的輸入端對應相接，微處理器的輸出端與液晶顯示模塊的第一輸入端對應相接，液晶顯示模塊的第二輸入端接液晶顯示電源的輸出端對應相 接。
所述的微處理器(ATMEG128L)主要作用是檢測GPRS通信模塊是否在 正常工作；在處理完原始數(shù)據(jù)后微處理器將解析的信息通過液晶屏顯示出。
通信模塊組(SIM300D)具有通信質(zhì)量高、功耗低等優(yōu)點。模塊的原始數(shù) 據(jù)通過RJ45網(wǎng)絡口發(fā)送到網(wǎng)絡。模塊也可被處于同一局域網(wǎng)內(nèi)PC遠程控制。
所述的系統(tǒng)電源管理模塊(LM7805C電源芯片，將12V轉(zhuǎn)換成5V)是系統(tǒng) 穩(wěn)定工作的保證，本系統(tǒng)采用輸出功率大、功耗低芯片，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行。 它包括液晶顯示電源模塊(和美廣電)、通信模塊電源模塊(LM2678S—ADJ 可調(diào)節(jié)電源芯片,將12V轉(zhuǎn)換成4. 3V)、系統(tǒng)電源管理模塊(LM7S05C電源芯 片，將12V轉(zhuǎn)換成5V)。
液晶顯示屏在處理器處理完原始數(shù)據(jù)后，液晶顯示屏將接收處理器發(fā)送 來的顯示數(shù)據(jù)。(比如顯示通訊能模塊是否工作正常)
網(wǎng)絡模塊(串口聯(lián)網(wǎng)服務器(NP314A))主要是發(fā)送GPRS原始數(shù)據(jù)到網(wǎng) 絡并且接收網(wǎng)絡上發(fā)送來的控制命令。
.對照附圖3，衛(wèi)星差分基站的結構是網(wǎng)絡模塊的輸出/輸入端與^位模塊
的輸入/輸出端對應相接;定位模塊的輸出端與微處理器的第一輸入端對應相
接；電源系統(tǒng)的第一輸出端與定位模塊的輸入端對應相接；電源系統(tǒng)的第二
輸出端與微處理器的第二輸入端對應相接；電源系統(tǒng)的第三輸出端與液晶顯 示屏的第一輸入端對應相接；微處理器的輸出端與液晶顯示屏的第二輸入端
對應相接。
所述的微處理器(ATMEG8L)，主要作用是接收GPS定位模塊發(fā)送來的原始數(shù)據(jù)，處理器對接收到的原始數(shù)據(jù)進行分析、解算、判斷；在處理完原 始數(shù)據(jù)后微處理器將解析的信息通過液晶屏顯示出。
定位模塊(ublox-4t)，模塊原始數(shù)據(jù)流共分為兩路， 一路流向處理器供 解析用；另一路通過網(wǎng)絡模塊發(fā)送到網(wǎng)絡。網(wǎng)絡模塊同時也可接收遠程控制 命令將相應的數(shù)據(jù)送入GPS定位模塊。
液晶顯示屏(和美廣電)，在處理器處理完原始數(shù)據(jù)后，液晶顯示屏將 接收處理器發(fā)送來的顯示數(shù)據(jù)。(如當前定位模塊有無定位、時間、經(jīng)度、 維度、高度、可用衛(wèi)星數(shù)等)
網(wǎng)絡模塊(串口聯(lián)網(wǎng)服務器(NP314A))此部分功能主要是發(fā)送GPS原始 數(shù)據(jù)到網(wǎng)絡并且接收網(wǎng)絡上控制命令將相應命令送入GPS定位模塊。
衛(wèi)星差分基站主要采用高精度、高性能的GPS模塊，提供載波數(shù)據(jù)的差 分服務器。它主要以載波相位數(shù)據(jù)進行相對差分修正，以減少大氣層、接收 時間差等對定位結果的影響，從而提高定位精度。此外，衛(wèi)星差分基站為整 個監(jiān)控系統(tǒng)提供統(tǒng)一的時間源，即時間修正。
關系型數(shù)據(jù)庫主要完成通訊數(shù)據(jù)的存儲。關系型數(shù)據(jù)庫，是屬于數(shù)據(jù)庫 分類的一種，主要以關系形式表現(xiàn)事物間的關系，并以特定的格式存儲于諸 如硬盤介質(zhì)中，具有不易丟失，可檢索查詢等特性，主要產(chǎn)品有MS-SQL SERVER 、 MySQL、 Oracle。 數(shù)據(jù)發(fā)布服務器，是軟件程序的子模塊主要面向監(jiān)控機提供監(jiān)控數(shù)據(jù)來源， 負責監(jiān)控機的接入驗證，依據(jù)監(jiān)控機不同的權限等級提供不同的數(shù)據(jù)來源。
監(jiān)控機，是軟件程序的子模塊主要以客戶端的形式與數(shù)據(jù)發(fā)布服務器 進行數(shù)據(jù)通訊，可以依據(jù)不同的操作權限下發(fā)命令。監(jiān)控機主要以3D的方式顯示地理信息、桿塔的模型、系統(tǒng)智能型短路接地線掛接點的位置、 狀態(tài)等相關信息。
對照附圖6，所述的系統(tǒng)智能型短路接地線，其結構是掛吊拉開機構i、 運動夾緊機構5、電動機9、夾爪機構IO、接地條13、電池14、電路板15 固為定在機殼12上，運動夾緊機構5內(nèi)裝有棘爪4，棘爪4與絲桿6保持螺 紋傳動關系，絲桿6與電動機9固定連接在在一起，棘爪4與掛吊拉開機構 1內(nèi)的脫開彈簧2通過線剎3聯(lián)接，運動夾緊機構5內(nèi)夾緊塊8與夾爪機構 IO保持滑動配合，夾緊塊8與松開彈簧11、回位彈簧7相觸。 工作原理
夾緊過程由光電開關檢測高壓線至設備夾爪位置，若無電動機不轉(zhuǎn)。 若有電動機帶動絲桿啟動，夾緊塊向下運動，夾爪夾緊高壓線，電動機停轉(zhuǎn) 并完成機械動作。
手動松開過程用20kg以上的力量拉動吊繩，脫開彈簧壓縮，拉動線剎 鋼絲，棘爪與絲桿脫離，回位彈簧使整個機構回位復原
自動松開過程電動機反向轉(zhuǎn)動，夾緊塊向上回位，夾爪漲開松開導線，整 個機構回位復原。
系統(tǒng)智能型短路接地線的作用，當電力輸變線路進行施工和搶修時，必 須掛接接地線，使得線路與大地導通，預防突發(fā)來電或殘留靜電對人體傷害， 以保障作業(yè)施工人員的人身安全。系統(tǒng)智能型短路接地線掛接之后將往遠程
中心上傳接地線的掛接狀態(tài)、位置。
電網(wǎng)作業(yè)智能化安全管理系統(tǒng)集成了衛(wèi)星定位技術、無線通訊技術、光 電傳導技術、機械傳動等多項技術。當系統(tǒng)智能型短路接地線檢測有導線進入時，光電開關將使光信號轉(zhuǎn)換成模擬信號，傳遞至微處理器，觸發(fā)機械傳動部分進行夾緊掛接操作，同時檢測反饋信號確保導線夾緊可靠。同時通過
無線通訊技術(GPRS/CDMA/WIFI)等方式將系統(tǒng)智能型短路接地線的地理信息、自身的工作狀態(tài)信息傳遞至遠程的無線通訊接入服務器，完成其與中心監(jiān)控的數(shù)據(jù)交換。系統(tǒng)智能型短路接地線也將處理無線通訊接入服務轉(zhuǎn)發(fā)的査詢狀態(tài)命令、松脫命令、查詢位置命令、復位命令、修改參數(shù)命令等。電網(wǎng)作業(yè)智能化安全管理系統(tǒng)的工作流程如下.系統(tǒng)智能型短路接地線監(jiān)測到有導線進入夾子時，系統(tǒng)智能型短路接地線將啟動電機進行夾緊操作，同時監(jiān)測導線夾緊力，確保導線夾緊可靠。當系統(tǒng)智能型短路接地線完成導線夾緊操作之后，將通過無線的方式與遠程的無線通訊接入服務器進行身份驗證連接，并把自身的工作狀態(tài)及位置信息上傳至無線通訊接入服務器。無線通訊服務器接收到數(shù)據(jù)之后提交至數(shù)據(jù)中心處理服務器進行解析和處理。數(shù)據(jù)中心處理服務器將解析結果保存至關系型數(shù)據(jù)庫完成數(shù)據(jù)的保存工作，并通過衛(wèi)星差分基站取得載波相位差分數(shù)據(jù)，完成GPS載波數(shù)據(jù)的相對差分計算，并提交至數(shù)據(jù)發(fā)布服務器完成數(shù)據(jù)的發(fā)布。數(shù)據(jù)發(fā)布服務器主要為監(jiān)控機提供智能短路接地線的狀態(tài)數(shù)據(jù)、歷史操作記錄。監(jiān)控機可以遠程下發(fā)松脫命令、査詢命令、復位等命令，提交至數(shù)據(jù)發(fā)布服務器，再轉(zhuǎn)發(fā)至數(shù)據(jù)中心處理服務器，無線通訊接入服務器，通過無線方式傳送至系統(tǒng)智能型短路接地線。
權利要求
1、電網(wǎng)作業(yè)智能化安全管理系統(tǒng)，其特征是數(shù)據(jù)中心處理服務器的第一輸出/輸入端與無線通訊接入服務器的第N輸入/輸出端對應相接；數(shù)據(jù)中心處理服務器的第二輸出/輸入端與數(shù)據(jù)發(fā)布服務器的第一輸入/輸出端對應相接；數(shù)據(jù)中心處理服務器的第三輸出/輸入端與關系型數(shù)據(jù)庫的輸入/輸出端對應相接；數(shù)據(jù)中心處理服務器的第四輸出/輸入端與衛(wèi)星差分基站的輸入/輸出端對應相接；數(shù)據(jù)發(fā)布服務器的第N+1輸入/輸出端與監(jiān)控機第N輸出/輸入端對應相接；無線通訊接入服務器的第N+1輸入/輸出端與系統(tǒng)智能型短路接地線第N輸出/輸入端對應相接；N＝1，2，3，4，5，6.....。
2、 根據(jù)權利要求1所述的電網(wǎng)作業(yè)智能化安全管理系統(tǒng)，其特征是所 述的無線通訊接入服務器的結構是微處理器的輸出/輸入端與通信模塊組的 第一輸入/輸出端對應相接；通信模塊組的第二輸入/輸出端與串口電平轉(zhuǎn)換 芯片的第一輸出/輸入端對應相接；串口電平轉(zhuǎn)換芯片的第二輸出/輸入端與 網(wǎng)絡模塊的輸入/輸出端對應相接；串口電平轉(zhuǎn)換芯片的輸入端與系統(tǒng)電源管 理模塊的第一輸出端對應相接，系統(tǒng)電源管理模塊的第二輸出端與微處理器 的輸入端對應相接，微處理器的輸出端與液晶顯示模塊的第一輸入端對應相 接，液晶顯示模塊的第二輸入端接液晶顯示電源的輸出端對應相接。
3、 根據(jù)權利要求1所述的電網(wǎng)作業(yè)智能化安全管理系統(tǒng)，其特征是所 述的衛(wèi)星差分基站中的網(wǎng)絡模塊的輸出/輸入端與定位模塊的輸入/輸出端對 應相接；定位模塊的輸出端與微處理器的第一輸入端對應相接；電源系統(tǒng)的 第一輸出端與定位模塊的輸入端對應相接；電源系統(tǒng)的第二輸出端與微處理器的第二輸入端對應相接；電源系統(tǒng)的第三輸出端與液晶顯示屏的第一輸入端對應相接；微處理器的輸出端與液晶顯示屏的第二輸入端對應相接。
4、根據(jù)權利要求l所述的電網(wǎng)作業(yè)智能化安全管理系統(tǒng)，其特征是所述 的系統(tǒng)智能型短路接地線，其結構是掛吊拉開機構、運動夾緊機構、電動機、 夾爪機構、接地條、電池、電路板固為定在機殼上，運動夾緊機構內(nèi)裝有棘 爪，棘爪與絲桿保持螺紋傳動關系，絲桿與電動機固定連接在在一起，棘爪 與掛吊拉開機構內(nèi)的脫幵彈簧通過線剎聯(lián)接，運動夾緊機構內(nèi)的夾緊塊與夾 爪機構保持滑動配合，夾緊塊與松開彈簧、回位彈簧相觸。
全文摘要
本發(fā)明電網(wǎng)作業(yè)智能化安全管理系統(tǒng)，其特征是數(shù)據(jù)中心處理服務器的四個輸出/輸入端分別與無線通訊接入服務器的第N輸入/輸出端、數(shù)據(jù)發(fā)布服務器的第一輸入/輸出端、關系型數(shù)據(jù)庫的輸入/輸出端、衛(wèi)星差分基站的輸入/輸出端對應相接；數(shù)據(jù)發(fā)布服務器的第N+1輸入/輸出端與監(jiān)控機第N輸出/輸入端對應相接；無線通訊接入服務器的第N+1輸入/輸出端與智能短路接地線第N輸出/輸入端對應相接；N＝1，2，3，4……。優(yōu)點可以對作業(yè)現(xiàn)場接地線進行遠程監(jiān)控和控制，以3D場景顯示接地線所掛接的位置、狀態(tài)，整個工作處于可控范圍之內(nèi)，有效避免現(xiàn)場施工作業(yè)人員因誤掛、漏掛接地線從而導致的安全事故的發(fā)生，保障電力生產(chǎn)安全。
文檔編號G06Q10/00GK101639913SQ20091018401
公開日2010年2月3日 申請日期2009年8月11日 優(yōu)先權日2009年8月11日
發(fā)明者彭宏橋, 毛建良 申請人:蘇州市普華電力工程有限公司;湖北省電力公司超高壓輸變電公司