（国网石家庄供电公司）
摘要：随着“大云物移智链”等新兴技术的融合式发展，可实现实时信息互联、语音视频交互、地理定位等功能的便携式智能可穿戴设备得到了广泛应用。就电力系统而言，及时对变电设备有效开展巡检工作是保障电网安全的基础，而目前的传统巡检方式存在现场设备感知度低、运检各专业间信息交互效率低、单兵装备实用性差等问题，因此本文设计了一种基于智能可穿戴设备的变电巡检系统，对于提升巡检质量、保障电网稳定运行具有重要意义。
关键词：智能可穿戴设备；变电巡检系统；巡检质量
1 前言
传统的变电站巡检作业高度依赖现场巡检人员，由于存在巡检人员工作经验差异、人机交互方式单一等局限性，变电站巡检工作仍有较大提升空间[1]。因此，以智能可穿戴设备[2]为载体，应用物联网技术、人工智能技术等高新技术开展变电设备巡检，可有效提升巡检业务管理水平，提高供电可靠性，为电力系统安全稳定运行提供保障。
2 变电巡检系统设计
本文设计了一种基于智能可穿戴设备的变电站巡检系统，智能可穿戴设备除具备常规移动互联装备的GPS定位、录音、录像等功能外，还可通过蓝牙、USB等连接方式集成外围设备，提供红外检测、紫外检测、超声检测、放电检测等其他检测数据接入能力，为变电站巡检提供多种检测方式支持。
2.1 智能可穿戴设备硬件设计
（1）智能主机
智能主机配置八核1.5GHz 海思麒麟CPU，安卓8.0系统，可接入USB/RJ45/RS232/RS485等外设。高清Retina 显示大屏支持手套及雨水操作模式，强光下可视，实现数据一键上传UHF 超高频RFID 与远距离二维码识别，ITC麦克风用来实现PTT对讲功能，报警求救以及隐蔽录音取证等功能。支持WiFi、蓝牙及USB 多种通讯方式，同时也支持4G LTE专网及4G公网全网通双通讯模块，北斗、GPS双模亚米级精确定位导航。WiFi模块采用驱动芯片为 BCM4325的无线网卡，传输速率最高可达11Mbps/s，工作频段 2.4GHz，支持协议IEEE802.11b。蓝牙模块采用TI公司CC2550芯片，支持蓝牙4.0协议，传输速率最高可达24Mb/s。
（2）智能头盔
智能头盔采用原安全帽基础上集成外挂音视频采集装置。在满足变电站现场安全着装的同时，具备可拆卸、便携、高性能等特点，实时现场音视频与数据采集，语音操控，与后台双向通信。通过配置的1500万摄像头视频分辨率1920X1080，帧速率25帧/s，采集的视频经过H.246算法进行编码，与麦克风采集的音频数据进行整合，实现音视频采集和仪表数据读取。由于变电站环境的复杂性，对音视频采集装置的物理抗震抗摔要求较高，普通磕碰不应造成设备损伤。
（3）智能眼镜
智能眼镜采用定制安卓系统，硬件具备强大存储运算分析能力、信息交互功能、数据加密。与主机一样支持WiFi、蓝牙等通讯，依据北斗GPS或AGPS双模精确定位，实现照相、摄像、导航、语音对讲及录音取证等功能，同时眼镜用户之间也可进行视频通话。眼镜采用手势操控，人机交互方便。CPU 采用联发科MT6592八核处理器，频率2GHz。RAM容量1GB，ROM容量8GB。GPS芯片采用SiRF公司第三代芯片SiRF starIII，可同时追踪20个卫星通道，定位精度3m~10m，锂电池容量为1000mAh，充电接口采用TypeC接口保障续航能力。
2.2 智能可穿戴设备通信方案
智能主机与智能头盔、智能眼镜采用蓝牙4.0技术进行通信，可以调整 LED 灯的开关及亮度、生命特征监控器、照相、摄像、语音通话等数据交互。
在整个变电站的四周布置多个WiFi 接入点，三种智能穿戴设备通过WiFi 连接到接入点，接入点与后台服务器则通过有线以太网进行连接。所以巡检人员的位置、音频、视频录像、图片、健康状况、危险预警，设备状况等信号即可进行实时交互。
由于变电站电磁环境复杂，对于信号传输干扰较强，为了准确定位人员位置，本文中的智能穿戴设备利用基于信号接收强度的二次定位的方法，即通过变电站设置的WiFi 接入点和穿戴设备内置的WiFi 模块实现精度为2m 左右的定位，以满足人员在电力设备巡检中的路径监测和位置定位。
2.3 智能可穿戴设备软件功能设计
（1）主站端功能设计
主站端主要涵盖基础支撑、智能分析、数据自动关联、数据存储等功能。主站端制定巡检计划并编制巡检任务进行下发，对移动端提供数据支持；主站端接受移动端回传的执行过程信息后，进行数据分析、辅助决策；完成巡检任务并进行数据存储。主站端功能架构图如图1所示。
图2 移动端功能架构图
3 结束语
将智能可穿戴设备应用于变电巡检业务，可有效改善现有变电巡检方式存在的问题，提高变电站自动化水平，使电网运维更加高效、智能。
参考文献：
[1] 范希文. 电力设备智能巡检系统的设计与实现[D]. 大连理工大学，2016.
[2] 刘鲁京，李艾宸. 智能可穿戴设备在发电厂现场作业的应用[J]. 电子技术与软件工程，2019，148（02）：250-251.
论文作者:李晓鑫,唐天天,贾晓峰,王淇锋,张霞,傅伯雄
论文发表刊物:《河南电力》2018年23期
论文发表时间:2019/7/15
标签：智能论文; 穿戴论文; 设备论文; 变电站论文; 蓝牙论文; 数据论文; 等功能论文; 《河南电力》2018年23期论文;