[发明专利]一种电力现场作业可穿戴智能装备

摘要

本发明是一种电力现场作业可穿戴智能装备，包括智能安全帽、智能传感系统、智能穿戴主机、穿戴装备智能供电系统、便携式电力现场作业组合终端和智能装备工作服。智能安全帽用以基本防护及现场影音输入/输出智能管控；智能传感系统用以肢体可突出部分的近电传感和人体体征传感；智能穿戴主机用以全系统管控；穿戴装备智能供电系统用以穿戴式光伏电源智能接入、穿戴装备智能供电自愈；便携式电力现场作业组合终端用以电力作业信息的现场自动化输入/输出；智能装备工作服用以电力作业基本防护、穿戴装备的设备和一般个人工具的“穿戴式承载”。本发明系统设计充分、原理技术成熟、构架简单易实现，可有效解决电力现场作业中关键信息采集缺失、人机交互欠充分、欠便捷等重大技术手段问题。

主权项

一种电力现场作业可穿戴智能装备，包括智能安全帽、智能传感系统、智能穿戴主机、穿戴装备智能供电系统、便携式电力现场作业组合终端和智能装备工作服；所述智能穿戴主机设有主机处理器，所述智能传感系统、便携式电力现场作业组合终端和智能安全帽都与所述智能穿戴主机通信连接；所述智能安全帽用以基本防护及现场影音输入和输出智能管控；所述智能传感系统用以肢体可突出部分的近电传感和人体体征传感；所述智能穿戴主机用以全系统管控；所述穿戴装备智能供电系统用以穿戴式光伏电源智能接入和穿戴装备智能供电自愈；所述便携式电力现场作业组合终端用以电力作业信息的现场自动化输入和输出；所述智能装备工作服用以电力作业基本防护、穿戴装备的设备和一般个人工具的穿戴式承载；其特征在于：所述智能安全帽包括帽本体、摄像机、激光标示器、照明灯、环境光传感器、麦克风、耳机、微控制器和电源，所述摄像机固定在所述帽本体的一侧，用以采集作业的视场影像；所述激光标示器平行固定在所述摄像机的附近，用以通过矩形激光标示摄像机的视场范围；所述麦克风和耳机固定在所述帽本体的另一侧，用以拾音和放音；所述照明灯固定在所述帽本体的前部，用以为摄像机视场提供辅助照明；所述环境光传感器固定在所述帽本体的前部，并通过所述微控制器与所述照明灯的开关连接，用以自动控制辅助照明灯的开启和关闭；所述微控制器固定在所述帽本体的后部，其具有集成的扩展存储器、卫星定位器和接口，用以智能管理摄像机、激光标示器、麦克风和耳机以及作业人员的现场地理位置信息；所述电源固定在所述帽本体的后部，用以为摄像机、激光标示器、照明灯、环境光传感器、麦克风、耳机和微控制器供电；所述摄像机含有实现其变焦的第一变焦电机，用以在手动开关的驱动下改变所述摄像机的焦距；所述激光标示器含有实现其变焦的第二变焦电机，用以受控于所述微控制器改变其焦距，实现激光标示成像角与摄像机视场角成像同步拟合；所述第一变焦电机和第二变焦电机都与所述微控制器通信连接，所述微控制器用以将获取的摄像机变焦信号根据下式转成激光标示器的变焦信号发送给所述第二变焦电机：Vb=Sb*FbSa*Fa*Va-Sb*Fb-Sa*FbSa]]>其中Va是摄像机透镜组与CCD之间的距离，单位为毫米；Vb是激光标识器透镜与激光灯的距离，单位为毫米；Sa是CCD对角线的长度，单位为毫米；Sb是矩形激光灯对角线的长度，单位为毫米；Fa是摄像机透镜组的等效焦距，单位为毫米；Fb是激光标识器透镜的焦距，单位为毫米；所述穿戴装备智能供电系统包括光伏电源单元、主电池单元和智能电池单元，所述智能电池单元分为为各智能设备供电的相应智能电池单元以及为智能穿戴主机供电的智能电池单元；所述光伏电源单元的电能输入为光伏电能接入与市电电能接入，其电能输入出通过电力线与各智能电池单元的电能输入连接；所述主电池单元的电能输入为市电电能接入，其电能输出通过电力线与各智能电池单元的电能输入连接；所述光伏电源单元包括一个光伏电池组、一个稳压模块、一个输入开关、一个输出开关、一个电池开关、一个电池芯片处理器、一个蓄电池、一个调压模块和一个通信接口，所述输入开关、输出开关和电池开关都是场效应管，所述稳压模块为通用的二级管稳压电路，所述光伏电池产生的电能输出至所述稳压模块，经所述稳压模块稳压后与所述市电电能接入的电能一起连接至所述输入开关的源极，所述输入开关、输出开关和电池开关的漏极连接在一起，所述输入开关、输出开关和电池开关的栅极分别接至所述电池芯片处理器的3个开关控制指令输出端，所述输出开关的源极通过所述调压模块调压后接至各智能电池单元的电能输入端，所述电池开关的源极接所述蓄电池的电能输入端，所述蓄电池的电池状态数据输出端接所述电池芯片处理器的电池状态数据输入端，所述电池芯片处理器的电池状态数据输出端通过数据总线连接所述通信接口，由所述通信接口将电池状态数据输出至所述智能穿戴主机的主机处理器；所述主电池单元包括一个输入开关、一个输出开关、一个电池开关、一个电池芯片处理器、一个本地电池、一个调压模块和一个通信接口，所述输入开关、输出开关和电池开关都是场效应管，市电电能接入的电能连接至所述输入开关的源极，所述输入开关、输出开关和电池开关的漏极连接在一起，所述输入开关、输出开关和电池开关的栅极分别接至所述电池芯片处理器的3个开关控制指令输出端，所述输出开关的源极通过所述调压模块调压后接至各智能电池单元的电能输入端，所述电池开关的源极接所述本地电池的电能输入端，所述本地电池的电池状态数据输出端接所述电池芯片处理器的电池状态数据输入端，所述电池芯片处理器的电池状态数据输出端通过数据总线连接所述通信接口，由所述通信接口将电池状态数据输出至所述智能穿戴主机的主机处理器；所述智能电池单元包括一个输入开关、一个负载开关、一个电池开关、一个电池芯片处理器、一个本地电池和一个通信接口，所述输入开关、负载开关和电池开关都是场效应管，所述输入开关的源极连接所述光伏电源单元和所述主电池单元的电能输出，所述输入开关、负载开关和电池开关的漏极连接在一起，所述输入开关、负载开关和电池开关的栅极分别接至所述电池芯片处理器的3个开关控制指令输出端，所述负载开关的源极接相应智能设备的电能输入端，所述电池开关的源极接相应本地电池的电能输入端，所述本地电池的电池状态数据输出端接所述电池芯片处理器的电池状态数据输入端，所述电池芯片处理器的电池状态数据输出端通过数据总线连接所述通信接口，由所述通信接口将电池状态数据输出至所述智能穿戴主机的主机处理器；所述智能装备工作服包括连体式结构服装本体以及设置在服装本体上的线缆通道、主机袋、智能电池袋、智能专用移动终端袋、个人工具袋、近电传感器袋、体征传感器锁扣和柔性太阳能电池锁扣；所述线缆通道缝制于服装本体外表，呈星形布局，即线缆通道以主机袋为原点，呈星形拓扑结构布局，用以布放主机至各传感的线缆；所述线缆通道为全内埋式拉锁结构，宽度30±5mm，各段线缆通道的两端均为开放结构；所述线缆通道在服装双侧肩部、肘部、胯部及膝部均设有半径为25±5mm的半圆形线缆伸缩区；所述线缆通道内每隔100±5mm设置一个固线扣，所述半圆形线缆伸缩区的两个端点各设置一个固线扣；所述主机袋缝制于服装本体的上体后中部一侧，用于放置电力可穿戴智能装备主机；所述智能电池袋缝制于服装本体的上体后中部另一侧，用于放置主电池和光伏智能蓄电池或备用电池；所述智能专用移动终端袋缝制于服装本体的上体前下部一侧，用于放置智能专用移动终端；所述个人工具袋缝制于服装本体的上体前下部另一侧，用于放置常规个人工具；所述近电传感器袋缝制于服装本体的两衣袖的外肘部与袖口外侧以及两裤腿的膝部与裤脚口外侧，用于放置近电传感器；所述体征传感器锁扣缝制于服装本体的两衣袖的袖口内侧，用于固定体征传感器；所述柔性太阳能电池锁扣缝制于服装本体的上体后上部，用于固定柔性太阳能电池；所述智能传感系统由智能体征传感器和智能近电传感器组成，所述智能体征传感器固定于所述智能装备工作服一侧袖口的传感器锁扣上，用以采集并发送心率等体征实时信息至所述主机处理器；所述智能近电传感器分别安装于所述智能装备工作服的两袖口、两肘部、两膝部及两裤脚口，用以实时感应电能并发送感应电能的实时量信息至所述主机处理器；所述便携式电力现场作业组合终端由手持终端主机、电能质量测量分机、条码识读分机、RFID读写分机、远红外收发分机、IC卡读写分机和微型打印分机组成，各分机为有独立电源的单一输入或输出功能设备，通过近场通讯技术与所述主机处理器通信连接。