CN203931065U - 一种电力作业现场安全区域预警装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种电力作业现场安全区域预警装置，包括图像采集模块、图像处理及安全监测模块、数据传输模块、报警模块和电源模块，其中，所述图像采集模块包括镜头，与镜头相连的CCD采集芯片，与CCD采集芯片相连的A/D数据转换电路和CCD时序驱动电路；所述图像处理及安全监测模块包括DSP芯片，以及与DSP芯片相连的存储器；所述数据传输模块包括USB接口和Ethernet接口；所述报警模块包括与DSP芯片相连的警示灯和蜂鸣器，当图像处理及安全监测模块触发警报时，向工作人员发出预警提示。上述安全区域预警装置与传统的监控装置相比，具有结构简单，体积小，使用、维护、移动方便，数据传输速度快等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电力作业现场安全区域预警装置，属于电力监测领域。
背景技术
在电力设施带电作业的过程中，由于电力设备带有高电压，因此工作人员需要和电力设施保持一定的安全距离。在传统电力作业现场，并没有专门的人员进行安全距离的判定和预警，因此需要工作人员自己来保持警惕。在高度紧张的作业过程中，很容易造成疏漏，从而导致安全事故的发生。虽然目前很多供电公司会通过摄像机对作业现场进行视频监控，但视频监控只能做到观察、存储，将远程图像传回监控室，由监控人员根据自行观察到的图像进行判断。这样由于监控人员长时间观察，会产生视觉疲劳，并不能达到很好的效果，而且不能实地观察，无法起到预警的作用。
有鉴于此，本发明人对此进行研究，专门开发出一种电力作业现场安全区域预警装置，本案由此产生。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种电力作业现场安全区域预警装置，用于解决电力系统作业时工作人员未按规范进入安全区域的预警提醒问题。
为了实现上述目的，本实用新型的解决方案是：
一种电力作业现场安全区域预警装置，包括如下模块：
图像采集模块，包括镜头，与镜头相连的CCD采集芯片，与CCD采集芯片相连的A/D数据转换电路和CCD时序驱动电路，所述图像采集模块主要用于采集电力设施作业现场的图像，并将模拟信号转换会数字信号；
图像处理及安全监测模块，包括DSP芯片，以及与DSP芯片相连的存储器，所述DSP芯片采用型号为TMS320DM6446的芯片， DSP芯片通过CCD时序驱动电路向CCD采集芯片发送时序信号，CCD采集芯片采集到的图像信息经过A/D数据转换电转换为数字信号后发送给DSP芯片，存储器内存储有标定好的电力作业现场安全区域三维坐标参数及安全预警信号判定规则；所述图像处理及安全监测模块主要用于接收采集到的图像，并对采集图像进行平滑去噪以及运动区提取，然后与存储在存储器内的安全区域参数进行对比，识别并计算出人员目标的位置和高度，并根据已经划定的电力设施带电作业现场的安全区域，实现对人员目标的安全预警，一旦人员目标离开安全区域进入危险区域，则发出预警信号，并将相关的视频信号压缩后进行；
数据传输模块，包括USB接口和/或Ethernet接口，图像处理及安全监测模块将需要传输的数据根据编码规则压缩成视频流格式后通过数据传输接口传输给监控中心，实现图像处理及安全监测模块与其他应用装置的数据交互；
报警模块，所述报警器包括警示灯和/或蜂鸣器，与上述图像处理及安全监测模块的DSP芯片相连，当实图像处理及安全监测模块触发警报时，向工作人员发出预警提示；
供电模块，分别与图像采集模块、图像处理及安全监测模块、数据传输模块和报警模块相连，为其供电。
优选地，所述CCD采集芯片采用型号为ICX639的CCD芯片。
优选地，所述存储器采用NAND存储器。
上述电力作业现场安全区域预警装置工作原理：图像采集模块实时采集现场图像，将电力作业现场的人员目标及周边环境的视频图像经A/D数据转换电路转换为数字信号后，发送给DSP芯片，DSP芯片进过初步的图像去噪、大小调整后与存储在存储器内的标定好的电力作业现场安全区域三维坐标参数进行分析对比，识别人员目标是否位于安全区域，当检测到人员目标离开安全区域进入危险区域时，通过报警模块发出警报信号，向工作人员发出预警提醒。通过本实用新型所述的电力作业现场安全区域预警装置，能够准确、快速识别作业现场人员目标是否位于安全区域，当工作人员进入危险区域时快速发出预警提示，避免电力设施维修过程中，因为工作人员误入危险区域产生的安全隐患，达到安全作业的要求，而且上述监测装置还可以通过数据传输模块将警报等相关信息传输至其他应用装置或电力设施监控中心，使相关工作人员及时了解现场作业情况。
本实用新型所述的电力作业现场安全区域预警装置可工作在不同的电力作业现场环境中，架设十分灵活，同时数据的处理和传输可以摆脱网线的限制，使得各种环境中的监控视频都可以实时地传回后方监控中心，监控人员可以更加全面的监控各电力设施作业现场中工作人员所处的位置情况，不需要加派额外的工作人员进行监督。与传统的监控装置相比，具有结构简单，体积小，使用、维护、移动方便，数据传输速度快等优点。
以下结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细描述。
附图说明
图1为本实施例电力作业现场安全区域预警装置模块框图；
图2为本实施例的DSP芯片电路原理图；
图3为本实施例的NAND存储器电路原理图；
图4为本实施例的USB接口电路原理图。
具体实施方式
如图1所示，一种电力作业现场安全区域预警装置，包括图像采集模块1、图像处理及安全监测模块2、数据传输模块3、报警模块4和电源模块5，其中，所述图像采集模块1包括镜头11，与镜头11相连的CCD采集芯片12，与CCD采集芯片12相连的A/D数据转换电路13和CCD时序驱动电路14；所述图像处理及安全监测模块2包括DSP芯片21，以及与DSP芯片21相连的存储器22；所述数据传输模块3包括USB接口31和Ethernet接口32；所述报警模块4包括与DSP芯片21相连的警示灯41和蜂鸣器42，当图像处理及安全监测模块2触发警报时，向工作人员发出预警提示；电源模块5包括为图像采集模块1独立供电的干电池，以及分别为图像处理及安全监测模块2、数据传输模块3、报警模块4供电的有线电源。在本实施例中，所述CCD采集芯片12采用型号为ICX639的CCD芯片。
上述电力作业现场安全区域预警装置工作原理：镜头11实时拍摄现场图像，将电力作业现场的人员目标及周边环境的视频图像发送给CCD采集芯片12，然后经A/D数据转换电路13转换为数字信号后，发送给DSP芯片21，DSP芯片21同时通过CCD时序驱动电路14向CCD采集芯片12发送时序信号；DSP芯片21将接收到的图像信息经过初步的图像去噪、大小调整后与存储在存储器22内的标定好的电力作业现场安全区域三维坐标参数进行分析对比，识别人员目标是否位于安全区域，DSP芯片21具体采用型号为TMS320DM6446的DSP芯片，如图2所示，从数字视频信号中提取所有在电力作业现场的人员目标，并在数字视频信号上进行标注，TMS320DM6446芯片集成了高性能TMS320C64x+内核和ARM926EJ-S内核，其中DSP内核始终频率高达594MHz，ARM内核始终频率可达297MHz，同时DSP核支持两级缓存，ARM核支持16KB的指令缓存和8KB数据缓存，可很大程度上提升DSP芯片21的数据吞吐量和执行速度，从而使得传回的视频信号能够被实时处理，可无延时的完成对视频信号中人员目标的模式识别和提取标注。
存储器22采用NAND01GR4B2BN1芯片，NAND芯片存储了标定好的电力作业现场三维坐标参数，如图3所示，TMS320DM6446芯片的EM_D0至EM_D15管脚和NAND芯片的I/O0至I/O15管脚通过BEM_D[0:15]相连，进行数据的传输交换，在处理视频信号的时候TMS320DM6446芯片向NAND芯片发出数据请求，提取所需要的电力作业现场三维标定参数，根据这些参数计算人员目标的位置和高度。NAND芯片具有很高的读取速度，可以和TMS320DM6446芯片之间实现实时的数据交换，保证对人员目标的分析速度。在DSP芯片21计算出人员目标的三维场景坐标之后，TMS320DM6446芯片会继续向NAND芯片读取数据，获取预先设定好的安全区域参数以及安全预警信号判定规则，结合电力作业现场的人员目标的位置和高度，TMS320DM6446芯片会对电力作业现场的所有人员目标进行判定，针对每一个人员目标确定是否给出安全预警信号。若根据安全预警规则判定，决定对某人员目标给出安全预警信号，TMS320DM6446芯片会在数字视频信号中进行标注，标注后的数字视频信号会被TMS320DM6446芯片根据H.264编码规则进行压缩，并将其压缩成视频流的格式通过网络进行发送。视频流的发送通过外设的数据传输接口实现，在本实施例中，所述电力作业现场安全区域预警装置外设有USB接口，TMS320DM6446芯片和USB_A之间通过信号线USB_DM和USB_DP相连接，实现对外设USB设备的使用，如图5所示，将另外单独获取的无线网卡插入USB接口可使得视频流数据能够在现有的电信运营商的3G或4G网络上进行传输，最后传回到后方监控中心。电力作业现场安全区域预警装置也可以外设有Ethernet接口，实现视频数据流的传输。
通过本实用新型所述的电力作业现场安全区域预警装置，能够准确、快速识别作业现场人员目标是否位于安全区域，当工作人员进入危险区域时，通过报警模块发出警报信号，快速向工作人员发出预警提醒，避免电力设施维修过程中，因为工作人员误入危险区域产生的安全隐患，达到安全作业的要求，而且上述监测装置还可以通过数据传输接口将警报等相关信息传输至其他应用装置或电力设施监控中心，使相关工作人员及时了解现场作业情况。与传统的监控装置相比，具有结构简单，体积小，使用、维护、移动方便，数据传输速度快等优点。
本实用新型的主要改进点为采用特定元器件组合而成的各个模块，以及各个模块的组合关系，在使用过程中参与的软件和通信协议部分为现有技术，并不属于本实用新型的改进点。存储器内存储的标定好的电力作业现场安全区域三维坐标参数及安全预警信号判定规则参考公开号为 103745226A的发明专利《一种电力设施作业现场人员着装安全检测方法》。
上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。
Claims (3)
1.一种电力作业现场安全区域预警装置，其特征在于包括如下模块：
图像采集模块，包括镜头，与镜头相连的CCD采集芯片，与CCD采集芯片相连的A/D数据转换电路和CCD时序驱动电路；
图像处理及安全监测模块，包括DSP芯片，以及与DSP芯片相连的存储器，所述DSP芯片采用型号为TMS320DM6446的芯片，DSP芯片通过CCD时序驱动电路向CCD采集芯片发送时序信号，CCD采集芯片采集到的图像信息经过A/D数据转换电转换为数字信号后发送给DSP芯片，存储器内存储有标定好的电力作业现场安全区域三维坐标参数及安全预警信号判定规则；
数据传输模块，包括USB接口和/或Ethernet接口，图像处理及安全监测模块将需要传输的数据根据编码规则压缩成视频流格式后通过数据传输接口传输给监控中心，实现图像处理及安全监测模块与其他应用装置的数据交互；
报警模块，所述报警器包括警示灯和/或蜂鸣器，与上述图像处理及安全监测模块的DSP芯片相连；
供电模块，分别与图像采集模块、图像处理及安全监测模块、数据传输模块和报警模块相连，为其供电。
2.如权利要求1所述的一种电力作业现场安全区域预警装置，其特征在于：所述CCD采集芯片采用型号为ICX639的CCD芯片。
3.如权利要求1所述的一种电力作业现场安全区域预警装置，其特征在于：所述存储器采用NAND存储器。
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