一种基于物联网的变电站可穿戴巡检系统

1.本发明具体涉及变电站巡检技术领域，具体是一种基于物联网的变电站可穿戴巡检系统。


背景技术：

2.变电站作为电网系统的重要组成部分，它的安全、可靠、稳定运行对电网安全至关重要。及时对变电设备开展巡检工作是保障变电站正常运行的有效技术手段，而传统巡检方式存在以下问题亟待解决：
3.(一)现场设备感知度低
4.巡检人员进行单次巡检工作可获取的设备信息非常有限，为全面掌握设备台账、缺陷、检修履历等信息，更有针对性地开展巡检工作，他们往往需携带大量纸质材料到作业现场，查阅图纸资料耗时长、效率低，给巡检工作带来极大不便。
5.(二)运维、检修专业间信息交互效率低
6.运维人员在作业现场发现缺陷后需及时联系检修人员处理，然而传统的打电话、发图片等联系方式提供的缺陷信息不全面，存在滞后性，影响(三)生产班组承载力不足、单兵能力差
7.随着电网发展不断加快，变电站数量与规模迅速增长，变电设备巡检工作量也随之大幅增加。当前设备巡检工作量大、记录繁琐，需要的劳动力较多。
8.(四)传统终端物联业务支撑度低
9.传统终端与系统后台数据不贯通、共享实时性不强，巡检人员在完成现场巡检工作后，仍需将部分数据人工录入系统，耗时长、工作效率低。
10.对比文件1(公开号cn109725233b)公开了一种变电站智能巡检系统及其巡检方法，该系统包括监控后台终端、无线通信设备和巡检机器人，该方法通过将巡检机器人分为越障智能巡检机器人、爬坡智能巡检机器人、爬杆智能巡检机器人和磁轨迹线导航智能巡检机器人，应用到不同的变电站环境中，完成行走、越障、避障、爬坡、爬梯、爬杆、爬线工作，保证巡检机器人完成变电站的巡检工作。该巡检系统通过设置监控后台终端处理整个巡检系统的数据接收、处理、显示和储存，由巡检机器人完成具体地巡检工作，并通过将不同类型的巡检机器人分别匹配不同的巡检区域，提高巡检效率，优化巡检方式，使其可以完成不同变电站区域的巡检工作；
11.对比文件2(公开号cn110286684a)公开了一种变电站巡检机器人和变电站巡检系统，该巡检机器人包括：rfid标志位、可见光摄像机、红外摄像仪和通信模块；rfid标志位、设置于所述巡检机器人的外壳上，变电站里的设定位置的rfid读卡器读取到所述巡检机器人的rfid标志位时，确定该巡检机器人移动到设定位置；可见光摄像机和红外摄像仪设置于巡检机器人的头部，获取对应的变电站设备的红外图像和可见光图像，通过所述通信模块将变电站设备的红外图像和可见光图像发送给后台监控系统。实现变电站设备的远程视频监控、热故障诊断和仪表读数等，不仅大大提高了作业效率，也可验证变电站设备的可靠
性与安全性。


技术实现要素：

12.本发明的目的在于提供一种基于物联网的变电站可穿戴巡检系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
13.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
14.一种基于物联网的变电站可穿戴巡检系统，包括应用层、平台层、网络层和感知层，其中：
15.感知层，用于采集变电站现场巡检数据，将该巡检数据通过网络层发送给平台层；
16.网络层，用于为感知层和平台层之间的数据传输提供数据传输通道；
17.平台层，用于建立数据处理平台，对获取得到的巡检数据进行横向数据交换；
18.应用层，用于开展功能应用。
19.作为本发明进一步的方案：所述感知层包括有检测模块，所述网络层包括无线连接模块，所述平台层包括安全接入平台、内网移动应用平台、国网pms2.0、全业务数据中心以及智能巡检管控平台。
20.作为本发明再进一步的方案：所述应用层在所述智能巡检管控平台中开展的功能应用包括有巡视任务管控、检修过程管控、基础信息维护、缺陷管理、隐患管理、故障管理、检修决策。
21.作为本发明再进一步的方案：所述检测模块通过无线连接模块与安全接入平台连接，所述安全接入平台与内网移动应用平台连接，所述内网移动应用平台与智能巡检管控平台连接，所述智能巡检管控平台还与全业务数据中心以及国网pms2.0连接。
22.作为本发明再进一步的方案：检测模块，用于采集变电站现场的巡检数据，将该巡检数据发送给安全接入平台；
23.智能巡检管控平台，用于获取巡检数据，对该巡检数据进行数据分析，通过对历史缺陷、试验数据进行大数据分析，建立专家评价模块，根据专家系统的标准阈值进行设备评价，并给出检修策略，实现信息共享和辅助决策。
24.作为本发明再进一步的方案：所述检测模块通过智能可穿戴终端读取实物id信息，实现智能运检分析处理决策。
25.作为本发明再进一步的方案：无线连接模块包括有3g/4g/5g无线网络连接模块、wifi连接模块、蓝牙连接模块。
26.作为本发明再进一步的方案：所述智能巡检管控平台包括数据接收单元、数据分析单元、指令生成单元和显示单元，所述数据接收单元与数据分析单元连接，所述数据分析单元与指令生成单元连接，所述指令生成单元与显示单元连接。
27.作为本发明再进一步的方案：所述检测模块包括数据采集单元、数据处理单元、数据发送单元、显示单元、语音播放单元、数据存储单元，所述显示单元、语音播放单元、数据存储单元与数据发送单元连接，所述数据发送单元与数据处理单元连接，所述数据处理单元与数据采集单元连接。
28.作为本发明再进一步的方案：所述检测模块应用的设备为智能可穿戴设备，包括智能头戴式装备、智能手环、手持式局放红外装备。
29.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明基于泛在电力物联网技术，在感知层、网络层、平台层、应用层等四个层面搭建智能巡检管控平台的整体数据信息通信架构，在巡检人员在现场巡视时，通过头戴式装备识别设备实物id后，自动显示设备状态、有无缺陷及检修记录，巡检人员更容易发现巡视重点，巡检工作更有针对性；临时消缺无需专门携带大量纸质资料，可随时调取后台图纸等信息，更为高效、便捷。
附图说明
30.图1为基于物联网的变电站可穿戴巡检系统的结构框图。
31.图2为基于物联网的变电站可穿戴巡检系统的搭建示意图。
32.图3为基于物联网的变电站可穿戴巡检系统中智能巡检管控平台的结构框图。
33.图4为基于物联网的变电站可穿戴巡检系统中检测模块的结构框图。
具体实施方式
34.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.实施例1
36.请参阅图1-2，本发明实施例中，一种基于物联网的变电站可穿戴巡检系统，包括应用层、平台层、网络层和感知层，其中：
37.感知层，用于采集变电站现场巡检数据，将该巡检数据通过网络层发送给平台层；
38.网络层，用于为感知层和平台层之间的数据传输提供数据传输通道；
39.平台层，用于建立数据处理平台，对获取得到的巡检数据进行横向数据交换；
40.应用层，用于开展功能应用。
41.在本发明实施例中，所述感知层包括有检测模块700，所述网络层包括无线连接模块600，所述平台层包括安全接入平台500、内网移动应用平台400、国网pms2.0 300、全业务数据中心200以及智能巡检管控平台100，所述应用层在所述智能巡检管控平台100中开展的功能应用包括有巡视任务管控、检修过程管控、基础信息维护、缺陷管理、隐患管理、故障管理、检修决策等业务应用；
42.进一步的，在本发明实施例中，所述检测模块700通过无线连接模块600与安全接入平台500连接，所述安全接入平台500与内网移动应用平台400连接，所述内网移动应用平台400与智能巡检管控平台100连接，所述智能巡检管控平台100还与全业务数据中心200以及国网pms2.0300连接，其中：
43.检测模块700，用于采集变电站现场的巡检数据，将该巡检数据发送给安全接入平台500；
44.智能巡检管控平台100，用于获取巡检数据，对该巡检数据进行数据分析，通过对历史缺陷、试验数据进行大数据分析，建立专家评价模块，根据专家系统的标准阈值进行设备评价，并给出检修策略，实现信息共享和辅助决策；
45.需要说明的是，在本发明实施例中，所述检测模块700通过智能可穿戴终端读取实
物id信息，实现智能运检分析处理决策，实时调取设备台账、检修履历、历史缺陷、在线检测信息，并利用边缘计算技术，在终端实现设备状况初判定，再由应用层的智能系统对物联网感知数据进行深度分析，结合视频语音交联技术，可实现远程指导、监护与验收，为单人巡检提供技术支持；
46.还有，无线连接模块600包括有3g/4g/5g无线网络连接模块、wifi连接模块、蓝牙连接模块等，用于为变电站内设备物联提供高可靠、高安全、高带宽的数据传输通道；
47.另外，所述智能巡检管控平台100支持门户账户一体化登录，支撑与全业务数据中心200、国网pms2.0300等业务系统横向数据交换，支撑与智能可穿戴终端的纵向实时数据交互；内置大数据分析模型算法，支撑检修决策业务应用。
48.实施例2
49.请参阅图1-2，本发明实施例中，一种基于物联网的变电站可穿戴巡检系统，包括应用层、平台层、网络层和感知层，其中：
50.感知层，用于采集变电站现场巡检数据，将该巡检数据通过网络层发送给平台层；
51.网络层，用于为感知层和平台层之间的数据传输提供数据传输通道；
52.平台层，用于建立数据处理平台，对获取得到的巡检数据进行横向数据交换；
53.应用层，用于开展功能应用。
54.在本发明实施例中，所述感知层包括有检测模块700，所述网络层包括无线连接模块600，所述平台层包括安全接入平台500、内网移动应用平台400、国网pms2.0 300、全业务数据中心200以及智能巡检管控平台100，所述应用层在所述智能巡检管控平台100中开展的功能应用包括有巡视任务管控、检修过程管控、基础信息维护、缺陷管理、隐患管理、故障管理、检修决策等业务应用；
55.进一步的，在本发明实施例中，所述检测模块700通过无线连接模块600与安全接入平台500连接，所述安全接入平台500与内网移动应用平台400连接，所述内网移动应用平台400与智能巡检管控平台100连接，所述智能巡检管控平台100还与全业务数据中心200以及国网pms2.0300连接，其中：
56.检测模块700，用于采集变电站现场的巡检数据，将该巡检数据发送给安全接入平台500；
57.智能巡检管控平台100，用于获取巡检数据，对该巡检数据进行数据分析，通过对历史缺陷、试验数据进行大数据分析，建立专家评价模块，根据专家系统的标准阈值进行设备评价，并给出检修策略，实现信息共享和辅助决策；
58.需要说明的是，在本发明实施例中，所述检测模块700通过智能可穿戴终端读取实物id信息，实现智能运检分析处理决策，实时调取设备台账、检修履历、历史缺陷、在线检测信息，并利用边缘计算技术，在终端实现设备状况初判定，再由应用层的智能系统对物联网感知数据进行深度分析，结合视频语音交联技术，可实现远程指导、监护与验收，为单人巡检提供技术支持；
59.还有，无线连接模块600包括有3g/4g/5g无线网络连接模块、wifi连接模块、蓝牙连接模块等，用于为变电站内设备物联提供高可靠、高安全、高带宽的数据传输通道；
60.另外，所述智能巡检管控平台100支持门户账户一体化登录，支撑与全业务数据中心200、国网pms2.0300等业务系统横向数据交换，支撑与智能可穿戴终端的纵向实时数据
交互；内置大数据分析模型算法，支撑检修决策业务应用。
61.请参阅图3，本发明实施例与实施例1的不同之处在于：
62.所述智能巡检管控平台100包括数据接收单元110、数据分析单元120、指令生成单元140和显示单元150，所述数据接收单元110与数据分析单元120连接，所述数据分析单元120与指令生成单元140连接，所述指令生成单元140与显示单元150连接，在智能巡检管控平台100上，通过对历史缺陷、试验数据进行大数据分析，建立数据分析单元120，根据数据分析单元120中专家系统的标准阈值进行设备评价，并给出检修策略，实现信息共享和辅助决策，同时生成相关检修计划及票卡，为下一步工作打好基础。
63.实施例3
64.请参阅图1-2，本发明实施例中，一种基于物联网的变电站可穿戴巡检系统，包括应用层、平台层、网络层和感知层，其中：
65.感知层，用于采集变电站现场巡检数据，将该巡检数据通过网络层发送给平台层；
66.网络层，用于为感知层和平台层之间的数据传输提供数据传输通道；
67.平台层，用于建立数据处理平台，对获取得到的巡检数据进行横向数据交换；
68.应用层，用于开展功能应用。
69.在本发明实施例中，所述感知层包括有检测模块700，所述网络层包括无线连接模块600，所述平台层包括安全接入平台500、内网移动应用平台400、国网pms2.0 300、全业务数据中心200以及智能巡检管控平台100，所述应用层在所述智能巡检管控平台100中开展的功能应用包括有巡视任务管控、检修过程管控、基础信息维护、缺陷管理、隐患管理、故障管理、检修决策等业务应用；
70.进一步的，在本发明实施例中，所述检测模块700通过无线连接模块600与安全接入平台500连接，所述安全接入平台500与内网移动应用平台400连接，所述内网移动应用平台400与智能巡检管控平台100连接，所述智能巡检管控平台100还与全业务数据中心200以及国网pms2.0300连接，其中：
71.检测模块700，用于采集变电站现场的巡检数据，将该巡检数据发送给安全接入平台500；
72.智能巡检管控平台100，用于获取巡检数据，对该巡检数据进行数据分析，通过对历史缺陷、试验数据进行大数据分析，建立专家评价模块，根据专家系统的标准阈值进行设备评价，并给出检修策略，实现信息共享和辅助决策；
73.需要说明的是，在本发明实施例中，所述检测模块700通过智能可穿戴终端读取实物id信息，实现智能运检分析处理决策，实时调取设备台账、检修履历、历史缺陷、在线检测信息，并利用边缘计算技术，在终端实现设备状况初判定，再由应用层的智能系统对物联网感知数据进行深度分析，结合视频语音交联技术，可实现远程指导、监护与验收，为单人巡检提供技术支持；
74.还有，无线连接模块600包括有3g/4g/5g无线网络连接模块、wifi连接模块、蓝牙连接模块等，用于为变电站内设备物联提供高可靠、高安全、高带宽的数据传输通道；
75.另外，所述智能巡检管控平台100支持门户账户一体化登录，支撑与全业务数据中心200、国网pms2.0300等业务系统横向数据交换，支撑与智能可穿戴终端的纵向实时数据交互；内置大数据分析模型算法，支撑检修决策业务应用。
76.请参阅图3，本发明实施例与实施例1的不同之处在于：
77.所述智能巡检管控平台100包括数据接收单元110、数据分析单元120、指令生成单元140和显示单元150，所述数据接收单元110与数据分析单元120连接，所述数据分析单元120与指令生成单元140连接，所述指令生成单元140与显示单元150连接，在智能巡检管控平台100上，通过对历史缺陷、试验数据进行大数据分析，建立数据分析单元120，根据数据分析单元120中专家系统的标准阈值进行设备评价，并给出检修策略，实现信息共享和辅助决策，同时生成相关检修计划及票卡，为下一步工作打好基础。
78.请参阅图4，本发明实施例与实施例1-2的不同之处在于：
79.所述检测模块700包括数据采集单元710、数据处理单元720、数据发送单元730、显示单元740、语音播放单元750、数据存储单元760，所述显示单元740、语音播放单元750、数据存储单元760与数据发送单元730连接，所述数据发送单元730与数据处理单元720连接，所述数据处理单元720与数据采集单元710连接；
80.需要说明的是，所述检测模块700应用的设备为智能可穿戴设备，包括智能头戴式装备、智能手环、手持式局放红外装备等。
81.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
82.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

技术特征：
1.一种基于物联网的变电站可穿戴巡检系统，其特征在于，包括应用层、平台层、网络层和感知层，其中：感知层，用于采集变电站现场巡检数据，将该巡检数据通过网络层发送给平台层；网络层，用于为感知层和平台层之间的数据传输提供数据传输通道；平台层，用于建立数据处理平台，对获取得到的巡检数据进行横向数据交换；应用层，用于开展功能应用。2.根据权利要求1所述的基于物联网的变电站可穿戴巡检系统，其特征在于，所述感知层包括有检测模块(700)，所述网络层包括无线连接模块(600)，所述平台层包括安全接入平台(500)、内网移动应用平台(400)、国网pms2.0(300)、全业务数据中心(200)以及智能巡检管控平台(100)。3.根据权利要求2所述的基于物联网的变电站可穿戴巡检系统，其特征在于，所述应用层在所述智能巡检管控平台(100)中开展的功能应用包括有巡视任务管控、检修过程管控、基础信息维护、缺陷管理、隐患管理、故障管理、检修决策。4.根据权利要求2所述的基于物联网的变电站可穿戴巡检系统，其特征在于，所述检测模块(700)通过无线连接模块(600)与安全接入平台(500)连接，所述安全接入平台(500)与内网移动应用平台(400)连接，所述内网移动应用平台(400)与智能巡检管控平台(100)连接，所述智能巡检管控平台(100)还与全业务数据中心(200)以及国网pms2.0(300)连接。5.根据权利要求4所述的基于物联网的变电站可穿戴巡检系统，其特征在于，检测模块(700)，用于采集变电站现场的巡检数据，将该巡检数据发送给安全接入平台(500)；智能巡检管控平台(100)，用于获取巡检数据，对该巡检数据进行数据分析，通过对历史缺陷、试验数据进行大数据分析，建立专家评价模块，根据专家系统的标准阈值进行设备评价，并给出检修策略，实现信息共享和辅助决策。6.根据权利要求5所述的基于物联网的变电站可穿戴巡检系统，其特征在于，所述检测模块(700)通过智能可穿戴终端读取实物id信息，实现智能运检分析处理决策。7.根据权利要求6所述的基于物联网的变电站可穿戴巡检系统，其特征在于，无线连接模块(600)包括有3g/4g/5g无线网络连接模块、wifi连接模块、蓝牙连接模块。8.根据权利要求1所述的基于物联网的变电站可穿戴巡检系统，其特征在于，所述智能巡检管控平台(100)包括数据接收单元(110)、数据分析单元(120)、指令生成单元(140)和显示单元(150)，所述数据接收单元(110)与数据分析单元(120)连接，所述数据分析单元(120)与指令生成单元(140)连接，所述指令生成单元(140)与显示单元(150)连接。9.根据权利要求2所述的基于物联网的变电站可穿戴巡检系统，其特征在于，所述检测模块(700)包括数据采集单元(710)、数据处理单元(720)、数据发送单元(730)、显示单元(740)、语音播放单元(750)、数据存储单元(760)，所述显示单元(740)、语音播放单元(750)、数据存储单元(760)与数据发送单元(730)连接，所述数据发送单元(730)与数据处理单元(720)连接，所述数据处理单元(720)与数据采集单元(710)连接。10.根据权利要求9所述的基于物联网的变电站可穿戴巡检系统，其特征在于，所述检测模块(700)应用的设备为智能可穿戴设备，包括智能头戴式装备、智能手环、手持式局放红外装备。

技术总结
本发明公开了一种基于物联网的变电站可穿戴巡检系统，包括应用层、平台层、网络层和感知层，其中：感知层，用于采集变电站现场巡检数据，将该巡检数据通过网络层发送给平台层；网络层，用于为感知层和平台层之间的数据传输提供数据传输通道；平台层，用于建立数据处理平台，对获取得到的巡检数据进行横向数据交换；应用层，用于开展功能应用。本发明基于泛在电力物联网技术，在感知层、网络层、平台层、应用层等四个层面搭建智能巡检管控平台的整体数据信息通信架构，在巡检人员在现场巡视时，通过头戴式装备识别设备实物ID后，自动显示设备状态、有无缺陷及检修记录，巡检人员更容易发现巡视重点，巡检工作更有针对性。巡检工作更有针对性。巡检工作更有针对性。


技术研发人员：陈腾 王梓淇 霍俊仪 刘浩楠 李磊 王丽斯 崔培 王晓芸 王庆芬
受保护的技术使用者：石家庄铁路职业技术学院
技术研发日：2022.02.18
技术公布日：2022/5/25