1.华东送变电工程有限公司 上海 嘉定 201803
摘要：输电线路安全防护是工程领域必须面对的问题，传统的安全带、安全帽等防护具有一定的弊端，智能型安全防护系统具有突出优势。本文针对智能安全防护系统（安全带、安全帽等）的核心控制系统进行研究，重点阐述系统集成、云端服务器和物联网平台等硬件系统以及软件功能定义、用户类和特性定义、运行环境等软件系统，并最终实现其智能安全防护系统的目标功能，确保其产品的使用效果。
关键词：智能安全防护系统；系统集成；硬件系统；软件系统；系统工作图
1.前言
输电线路施工过程中的高空作业属于高危行业，容易发生意外，传统的安全防护系统（安全带、安全帽等）具有一定的弊端。智能型安全防护系统成为首选，其关键技术在于防坠落智能报警系统，其核心是通过开发出一种专用型的RTU（便携式远程监测终端）来监测安全带、安全帽及防坠器的使用状态，并集合无线数据传输技术、云服务器技术、交换式数据库技术及网页程序与手机终端应用程序等方式与途径，将现场高空作业人员的安全防护措施的状态，传送到管控中心数据库及现场安全管理人员的手机终端，以此来解决报警信号的产生及手机终端显示提示及数据库的存档归类等问题，实现智能化与信息化。
2.智能安全防护系统框架内容
智能安全防护系统主要涉及硬件系统和软件系统，具体包括：搭建GPRS无线公网通信设备，开发相应的监控中心GPRS通信服务软件和监控终端RTU软件。开发Web远程访问服务器软件，建立SQL Server数据库，存储系统运行数据和站点基本信息，实现用户远程访问和控制功能；根据用户的业务需求，开发相应的用户访问web页面，实现各类报表功能，统计运行数据，其智能安全带、安全帽如下图1和图2所示：
图1 智能安全带防护产品 图2 智能安全帽防护产品
3.关键硬件系统构成
硬件结构包括云端服务器、现场采集控制中心和采集终端，所述采集终端所采集的信息为高空作业人员随行终端的状态，所述高空作业人员随行终端包括安全帽、安全带状态、防坠器；
物联网平台包括：通讯网络服务器(Network Server)、通讯网关(Gateway)、智能尘埃(Mote)、开源的云端SDK开发包、开源的Mote端SDK开发包，以及配套的测试工具协议分析软件（Sniffer）；其硬件系统构成结构如下图3所示。
图3智能安全防护系统组成结构
4.关键软件系统组成
智能安全防护系统软件系统包括：Smart软件模块、HMI软件模块、中心上位机软件；其中， Smart软件模块包括数据采集模块、数据校对模块、报警模块、历史数据存储模块、GPRS通讯模块、Lora通讯模块；智能尘埃(Mote)安装在高空作业人员随行终端上；HMI软件模块包括人机交互模块、后台数据采集模块、报警信号判断模块；中心上位机软件包括后台管理模块、后台数据采集模块、前端用户显示模块、后台数据库模块；高空作业人员随行终端上设有电源，高空作业人员随行终端上设有蜂鸣器，高空作业人员随行终端由PLC控制，其随行终端与Smart软件模块中的GPRS通讯模块、Lora通讯模块、以及HMI软件模块中的人机交互模块相连接；高空作业人员随行终端上所监测到的信息传递给Lora通讯模块上的无线接收模块后，经过无线发送模块发送至软件系统中的Smart软件模块。
4.1软件功能定义
本系统实现SCADA集控系统的综合调度功能，接受各个监控点所收集的运行数据和状态数据，并进行汇总、记录、统计、显示、报警、打印和上报等处理。操作人员可以监控整个系统的运行。新系统基于B/S架构，代替原系统的C/S架构。整个系统的软件由三个部分组成：
（1）监控中心的GPRS通信服务软件；
（2）远程监控点的RTU软件；
（3）实现用户远程访问的Web服务器软件。
GPRS通信服务软件主要实现监控中心对远程监控点的数据采集和控制功能以及将数据送入数据库等功能；远程监控点RTU软件实现监控点本地信息的采集和数据上报功能；Web服务器软件主要实现对Web客户端的远程登录、信息访问和控制请求生成相应的Web页面并向远程客户端展示。各类用户按照相应的访问系统权限，通过权限认证层，登录进行系统的访问。
4.2用户类和特性定义
（1）GPRS通信服务软件和远程监控点RTU软件属于后台运行软件，由系统开发人员维护使用；
（2）Web服务软件主要面向绿容局景观科的系统管理人员使用，通过该软件，管理人员可以浏览系统运行数据，掌握系统运行情况，并可以配置系统运行的各种参数。
4.3运行环境
GPRS通信服务软件和Web服务软件运行于专用服务器中，采用B/S架构，需要支持的操作系统和浏览器如下：
（1）PC客户端：操作系统选择Windows Vista/7/8，Linux，MacOS；浏览器优先选择IE 7/8/9，Firefox 14，Safari 5/6，Chrome；
手机客户端：操作系统选择IOS，Android，Windows Phone；浏览器无要求。
平板端：操作系统选择IOS，Android；浏览器无要求。
服务端：操作系统：Microsoft Windows Server 2008；Web应用服务器选择IIS 7；数据库优先选择Microsoft SQL Server 2008 R2。
RTU软件通过PLC编程软件固化在站点RTU可编程控制器中，由控制器的执行部件加载程序并运行。
5.结论
本文针对智能安全防护系统（安全带、安全帽等）的核心控制系统进行研究，重点内容涉及系统集成、云端服务器和物联网平台等硬件系统、软件系统构成（软件功能定义、用户类和特性定义、运行环境）等，并最终实现其智能安全防护系统的设计功能。
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论文作者:余俊,张国强,鲁飞
论文发表刊物:《防护工程》2017年第31期
论文发表时间:2018/3/14
标签：系统论文; 模块论文; 软件论文; 终端论文; 安全防护论文; 智能论文; 高空作业论文; 《防护工程》2017年第31期论文;