本發(fā)明涉及電力施工領(lǐng)域，具體是一種適用于復(fù)雜電力作業(yè)環(huán)境的安全保障系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

安全生產(chǎn)是各類生產(chǎn)企業(yè)的生命線，是電力企業(yè)各項生產(chǎn)工作順利開展的前提，也是供電企業(yè)安全生產(chǎn)工作的重中之重。在上個世紀(jì)，由于電力供電安全管理粗放，企業(yè)與員工的風(fēng)險意識、責(zé)任意識和安全基礎(chǔ)工作不夠完善，安全生產(chǎn)形勢時有反復(fù)。

從頻發(fā)人身事故案例分析，人身安全事故事件發(fā)生的原因是涉及到人員、設(shè)備、工具、方法和環(huán)境等多個方面的原因，特別是人員因素又包括技能、年齡、從業(yè)時間、作業(yè)熟悉程度、作業(yè)習(xí)慣、健康、精神狀態(tài)、工作情緒等復(fù)雜因素，因此，供電作業(yè)事故發(fā)生的原因和過程有著極其復(fù)雜的因素，很大程度上存在隨機性、多元性、連鎖性、因果相關(guān)性和人因可靠性等復(fù)雜特性。

高原山區(qū)等復(fù)雜環(huán)境的氣溫、濕度、大氣狀況、紫外線等往往無常變化，工作人員在復(fù)雜作業(yè)環(huán)境中作業(yè)時，常常依靠自身經(jīng)驗對環(huán)境參數(shù)進行預(yù)判，準(zhǔn)確性較低。此外，不同環(huán)境下每個人的承受程度是不一致的，每個人的工作強度也應(yīng)有效均衡，而工作人員往往因團隊行動而忽視自我承受能力，造成體乏、氣喘、頭暈、心率加速等嚴(yán)重后果。如何在復(fù)雜作業(yè)環(huán)境下對工作人員的人生安全做出管控，并對環(huán)境數(shù)據(jù)進行監(jiān)測，這成為目前人們普遍關(guān)注的問題，然而現(xiàn)今沒有相應(yīng)的配套安全保障設(shè)備，也未見相關(guān)的報道。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種適用于復(fù)雜電力作業(yè)環(huán)境的安全保障系統(tǒng)，其應(yīng)用時能對環(huán)境參數(shù)和工作人員的生理特征進行監(jiān)測，能將安全事故防患于未然。

本發(fā)明解決上述問題主要通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：一種適用于復(fù)雜電力作業(yè)環(huán)境的安全保障系統(tǒng)，包括后臺服務(wù)器和監(jiān)測裝置，所述監(jiān)測裝置包括環(huán)境監(jiān)測終端和健康監(jiān)測終端；

所述環(huán)境監(jiān)測終端用于監(jiān)測作業(yè)環(huán)境的環(huán)境參數(shù)，并發(fā)送至后臺服務(wù)器；

所述健康監(jiān)測終端用于監(jiān)測工作人員的生理參數(shù)，并發(fā)送至后臺服務(wù)器；

所述后臺服務(wù)器用于獲取環(huán)境監(jiān)測終端和健康監(jiān)測終端監(jiān)測的信息并進行分析處理，以及向監(jiān)測裝置發(fā)送控制信息。本發(fā)明應(yīng)用時，管控人員可通過后臺服務(wù)器對現(xiàn)場作業(yè)人員設(shè)備信息進行匯總、分析、管理、存儲及反饋，并由后臺服務(wù)器發(fā)出控制信號遙控指揮現(xiàn)場工作人員。

進一步的，所述環(huán)境監(jiān)測終端包括第一主控制器及與第一主控制器連接的環(huán)境感知模塊、存儲器、藍牙模塊、Wifi模塊、通訊模塊、NFC模塊及電源模塊。在藍牙模塊和Wifi模塊的作用下，本發(fā)明可在無網(wǎng)絡(luò)情況下完成現(xiàn)場團隊的溝通。

進一步的，所述環(huán)境監(jiān)測終端還包括與第一主控制器連接的定位模塊。本發(fā)明在定位模塊的作用下，使得本發(fā)明應(yīng)用時可進行人員定位、虛擬柵欄、軌跡恢復(fù)等功能。如此，本發(fā)明應(yīng)用時可在后臺服務(wù)器的地圖或后期3D建模中，畫出禁止區(qū)域與路線，反饋至監(jiān)測裝置，監(jiān)測裝置通過定位信息進行判斷，實現(xiàn)侵入報警。

進一步的，所述電源模塊連接有語音對講模塊。其中，語音對講模塊主要完成團隊作業(yè)時的近場溝通。

進一步的，所述環(huán)境感知模塊包括溫濕度傳感器、紫外線傳感器、氣壓傳感器及交流電場傳感器。如此，本發(fā)明應(yīng)用時，便于工作人員實時了解溫濕度和紫外線狀況，并檢測當(dāng)前的大氣壓。交流電場傳感器可以實時、非接觸地檢測作業(yè)人員所處位置的交流電場強度，當(dāng)交流電場強度超過安全閥值時能夠及時報警，能進一步消除作業(yè)時存在的安全隱患。

進一步的，所述后臺服務(wù)器設(shè)有通訊模塊和顯示模塊。

進一步的，所述環(huán)境監(jiān)測終端和健康監(jiān)測終端通過網(wǎng)關(guān)與后臺服務(wù)器進行信息交互。本發(fā)明通過設(shè)置網(wǎng)關(guān)，便于對本發(fā)明所述監(jiān)測裝置的監(jiān)測終端進行拓展，可對監(jiān)測終端進行統(tǒng)一管理、存儲、分析及報表生成，同時本發(fā)明可支持手持終端及遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)訪問，不僅能將監(jiān)測終端小型化，還提高了系統(tǒng)的擴展性。

進一步的，所述健康監(jiān)測終端包括第二主控制器及與第二主控制器連接的PPG模擬采集前端、ECG模擬采集前端、體溫傳感器及NorFlash存儲單元。其中，PPG模擬采集前端用于檢測人體的心率，ECG模擬采集前端用于測量人體血氧，體溫傳感器用于對人體的體溫進行實時監(jiān)測。

進一步的，所述健康監(jiān)測終端還包括與第二主控制器連接的三軸加速度傳感器。本發(fā)明通過三軸加速度傳感器便于監(jiān)測工作人員的體位狀態(tài)，且在本發(fā)明配備有定位模塊時，在三軸加速度傳感器的作用下，便于獲取工作人員每天卡路里的消耗量。

綜上所述，本發(fā)明具有以下有益效果：(1)本發(fā)明設(shè)有環(huán)境監(jiān)測終端和健康監(jiān)測終端，在本發(fā)明應(yīng)用時，通過環(huán)境監(jiān)測終端監(jiān)測作業(yè)環(huán)境的環(huán)境參數(shù)，能提升獲取的環(huán)境參數(shù)的準(zhǔn)確度，且保證工作人員對環(huán)境及時認(rèn)知；本發(fā)明通過健康監(jiān)測終端監(jiān)測工作人員的生理參數(shù)，可以讓工作人員對自身體征狀況有及時的認(rèn)知。本發(fā)明在復(fù)雜環(huán)境下，用于團隊溝通、生理特征檢測，使工作人員實時了解并調(diào)整自己工作任務(wù)、強度及抗壓度，并通過長時間對自我規(guī)律的量化認(rèn)知，將安全事故防患于未然。

(2)本發(fā)明將基本安全保障的防范手段無侵入的融入現(xiàn)場作業(yè)，便于通過生理特征指標(biāo)與病理學(xué)分析去衡量工作人員的健康指標(biāo)，形成一套安全保障系統(tǒng)，以方便管理現(xiàn)場作業(yè)人員，并保障其日常健康，具有十分重要的實際意義。

(3)本發(fā)明具有便利性、可擴展性和操作非侵入性，還具有操作安全、自動化程度高、數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定可靠、單人操作方便等顯著優(yōu)點。不同工作人員攜帶的本發(fā)明所述的安全保障系統(tǒng)之間能實現(xiàn)聯(lián)動響應(yīng)，如此，可降低巡檢人次，提升故障定位及分析效率。

(4)本發(fā)明利用網(wǎng)關(guān)完成了個域監(jiān)測終端的數(shù)據(jù)處理與上傳，可以使傳感類監(jiān)測終端更加小巧，并增加續(xù)航時間。

(5)本發(fā)明通過環(huán)境檢測終端的交流電場傳感器能夠?qū)崟r非接觸檢測作業(yè)人員所處的電場強度，一旦越限能夠及時報警，防止觸電發(fā)生。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明實施例的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，并不構(gòu)成對本發(fā)明實施例的限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明一個具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中環(huán)境監(jiān)測終端的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖1中健康監(jiān)測終端的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合實施例和附圖，對本發(fā)明作進一步的詳細(xì)說明，本發(fā)明的示意性實施方式及其說明僅用于解釋本發(fā)明，并不作為對本發(fā)明的限定。

實施例

如圖1所示，一種適用于復(fù)雜電力作業(yè)環(huán)境的安全保障系統(tǒng)，包括后臺服務(wù)器和監(jiān)測裝置，其中，監(jiān)測裝置包括環(huán)境監(jiān)測終端和健康監(jiān)測終端，后臺服務(wù)器設(shè)有通訊模塊和顯示模塊，環(huán)境監(jiān)測終端和健康監(jiān)測終端均通過網(wǎng)關(guān)與后臺服務(wù)器進行信息交互，網(wǎng)關(guān)內(nèi)可集成主流的無線傳輸模塊，如wifi、Bluetooth，并可供多個監(jiān)測終端連接與數(shù)據(jù)傳輸，增強了整個系統(tǒng)的擴展性。本實施例的網(wǎng)關(guān)以無線的方式，集中管理個體所有的監(jiān)測終端信息，并與后臺服務(wù)器進行數(shù)據(jù)交換。本實施例應(yīng)用時，環(huán)境監(jiān)測終端用于監(jiān)測作業(yè)環(huán)境的環(huán)境參數(shù)，并發(fā)送至后臺服務(wù)器；健康監(jiān)測終端用于監(jiān)測工作人員的生理參數(shù)，并發(fā)送至后臺服務(wù)器；后臺服務(wù)器用于獲取環(huán)境監(jiān)測終端和健康監(jiān)測終端監(jiān)測的信息并進行分析處理，以及向監(jiān)測裝置發(fā)送控制信息。后臺服務(wù)器具備信息管理功能，后臺服務(wù)器通過匯總、存儲和管理環(huán)境監(jiān)測終端和健康監(jiān)測終端的信息，可進行環(huán)境監(jiān)測、健康分析與異常報警。后臺服務(wù)器具備消息推送功能，后臺服務(wù)器可進行通知公告、任務(wù)內(nèi)容的推送，直接下達到工作人員的監(jiān)測裝置上。

本實施例的環(huán)境監(jiān)測終端包括第一主控制器、環(huán)境感知模塊、存儲器、藍牙模塊、Wifi模塊、通訊模塊、NFC模塊、定位模塊及電源模塊，其中，環(huán)境感知模塊、存儲器、藍牙模塊、Wifi模塊、通訊模塊、NFC模塊、定位模塊及電源模塊均與第一主控制器連接。本實施例的電源模塊包括鋰電池及與鋰電池連接的電源管理模塊，電源模塊具體由其電源管理模塊與第一主控制器連接，鋰電池用于供電，電源管理模塊用于供電穩(wěn)壓和充放電管理。為了使本實施例應(yīng)用時具備語音對講的功能，本實施例的電源模塊連接有語音對講模塊，語音對講模塊用于在無網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下現(xiàn)場人員之間相互通訊。本實施例在具體設(shè)置時，環(huán)境感知模塊包括溫濕度傳感器、紫外線傳感器、氣壓傳感器及交流電場傳感器。本實施例的定位模塊采用GPS或AGPS模塊，定位模塊用于對現(xiàn)場佩戴人員進行實時定位，獲取位置數(shù)據(jù)。環(huán)境監(jiān)測終端的通訊模塊采用2G/4G傳輸模塊，用于向后臺服務(wù)器傳輸綜合數(shù)據(jù)。本實施例的NFC模塊用于標(biāo)識該佩戴者身份，用于身份管理和查詢。本實施例的藍牙模塊和Wifi模塊，實現(xiàn)監(jiān)測終端的接入和擴展。

本實施例的第一主控制器采用君正X1000處理器，溫濕度傳感器采用意法HTS221TR芯片，紫外線傳感器采用GY-ML8511芯片，氣壓傳感器采用博世BMP085芯片，環(huán)境監(jiān)測終端和通訊模塊采用中興7620模塊。本實施例的語音對講模塊采用全集成對講機Module，其內(nèi)置高性能射頻收發(fā)芯片、微控制器以及射頻功放(PA)，外部控制器通過標(biāo)準(zhǔn)的異步串行接口(RS232)設(shè)置模塊的參數(shù)、功能，并可通過串口AT指令控制整個模塊的收發(fā)，其型號為A1840。

本實施例的健康監(jiān)測終端包括第二主控制器、PPG模擬采集前端、ECG模擬采集前端、體溫傳感器、三軸加速度傳感器及NorFlash存儲單元，其中，PPG模擬采集前端、ECG模擬采集前端、體溫傳感器、三軸加速度傳感器及NorFlash存儲單元均與第二主控制器連接。

本實施例在具體實施時，網(wǎng)關(guān)和環(huán)境監(jiān)測終端以臂帶的方式展現(xiàn)。本實施例的健康監(jiān)測終端以智能腕表的方式展現(xiàn)，分為腕表與生理信號采集兩部分，在智能腕表模組部分，僅完成智能腕表的常用功能，如操作系統(tǒng)、藍牙傳輸、屏驅(qū)動/UI&UE、存儲等；在生理信號采集部分，完成心電、心率、血氧、體溫的采集、數(shù)據(jù)預(yù)處理。兩者通過并口進行通信，生理信號采集部分將生理信號采集和預(yù)處理完畢后傳輸給智能腕表，在智能腕表上進行顯示，并可通過藍牙同步至手機和網(wǎng)關(guān)，用戶通過手機或后臺進行日常健康管理。

本實施例的健康監(jiān)測終端主要的要求是功耗和性能，在健康監(jiān)測終端中，智能腕表模組的主控制器選擇M200，其實現(xiàn)了超低功耗的硬件架構(gòu)，其中一個1.2Ghz的高性能MIPS CPU用以處理最繁重的工作，而要求不高的任務(wù)則可以使用功耗更低、頻率為300MHz的第二個MIPS CPU來處理。當(dāng)處于全速工作模式下，M200芯片的功耗僅為150毫瓦。M200包含一個特殊的組織架構(gòu)，可以創(chuàng)建多種低功耗模式以及獨立的電源島，這些電源島可以通過專用可編程觸發(fā)器(如語音激活)來接通。為保障生理信號的無損采集、小型化和利用采集到的生理信號完成健康分析，采用雙導(dǎo)聯(lián)的方式，完成心電圖的采集。

本實施例的第二主控制器采用MSP430最小單片系統(tǒng)，主控為MSP430F5259，采用內(nèi)部時鐘源，本實施例的ECG模擬采集前端采用基于TI的ADS1292集成ADC，其采用單導(dǎo)聯(lián)方式采集人體ECG信號。本實施例的PPG模擬采集前端采用基于TI的AFE4400集成ADC，AFE4400與MSP430以SPI接口電路進行數(shù)據(jù)通訊。

以上所述的具體實施方式，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施方式而已，并不用于限定本發(fā)明的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。