CN109508914A - 一种变电站运维设备 - Google Patents

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Abstract

本发明一种变电站运维设备涉及的是一种运维设备，特别是变电站倒闸操作使用的运维设备。包括壳体和本体，在壳体上设有高清摄像头、话筒、微型喇叭、说话按钮和触摸及显示一体屏；本体安装在壳体内；本体内设有控制电路板，控制电路板上设有DSP数字信号处理器和电源；DSP数字信号处理器与高清摄像头、话筒、微型喇叭、说话按钮、触摸及显示一体屏相连；所述电源与控制电路板相连，用于给DSP数字信号处理器以及其他需要用电部件供电。本设备充当第三名运维人员，不受工作时间、体力等因素的制约，降低误操作的概率；高效、无误地完成作业任务。

Description

一种变电站运维设备
技术领域
本发明一种变电站运维设备涉及的是一种运维设备，特别是变电站倒闸操作使用的运维设备。
背景技术
在变电站运维人员的众多工作中，最主要的工作就是变电站的倒闸操作。在变电站倒闸操作过程中，电力安全工作规程规定，变电站倒闸操作由两位运维人员执行，一个人负责高声唱票和操作，另一个人负责监护。倒闸操作的过程应录音，操作过程中应按照操作票填写的顺序逐项操作，每操作完一步，应检查无误后做一个“√”记号，全部操作完毕后进行复查。依照此规定，电力工人发生误操作及安全事故率明显降低，但是在变电站运维人员倒闸操作的过程中，依然会出现诸多的安全隐患：
1）在新建变电站及技改项目完成投运时，经常需要将变压器、线路和开关柜等设备投入运行，但是绝大多数工程的投运时间较长，有的甚至还在夜间。在这样的工作压力，运维人员经常会出现烦躁、发困的情况。这可能会导致误操作，有时甚至引发电网安全事故；
2）在变电站倒闸操作过程中，由于心理原因（心理懈怠、眼高手低等），运维人员有时也会出现跑错间隔、误操作等问题；
3）目前，变电站的倒闸操作一般都由两个运维人员担任，但是在实际倒闸操作中，只有一位运维人员操作，另一位人员负责监护，造成人力资源的浪费。
发明内容
本发明的目的是针对上述不足之处提供一种变电站运维设备，是一种带有图形识别及语音识别的运维设备，能减少人工倒闸操作中的误操作。
本发明是采取以下技术方案实现的：
一种变电站运维设备包括壳体和本体，在壳体上设有高清摄像头、话筒、微型喇叭、说话按钮和触摸及显示一体屏；本体安装在壳体内；本体内设有控制电路板，控制电路板上设有DSP数字信号处理器和电源；
DSP数字信号处理器与高清摄像头、话筒、微型喇叭、说话按钮、触摸及显示一体屏相连；
所述电源与控制电路板相连，用于给DSP数字信号处理器以及其他需要用电部件供电。
所述DSP数字信号处理器采用市售型号为STM32F407ZGT6的DSP数字信号处理器芯片。
DSP数字信号处理器，用于：
1）对高清摄像头采集到的图形信息进行分析，提取设备的开关状态及文字信息；
2）将话筒采集到的语音信息转换成文字；
3）将语音采集到的文字信息的关键字与图形识别***采集到的位置及文字信息进行比对，并将相应语音信息发送给微型喇叭进行播报。
如果采集到的位置及文字信息所表示设备信息相同，DSP数字信号处理器发送语音信息“设备的位置信号与语音相匹配，请进行下一步”给微型喇叭，如果二者所表示的设备信息不相同，DSP数字信号处理器发送语音信息“请注意，设备的位置信号与语音不匹配，请认真检查”等。
所述电源采用市售型号为TS-MT-BL-SC的锂电池，锂电池的主要作用是为整个***供电。所述锂电池采用市售3.7V的锂电池，为DSP数字信号处理器、高清摄像头和话筒等提供电源。
所述话筒采用市售微型话筒，其通过集成电路板与DSP数字信号处理器相连接，为DSP数字信号处理器提供语音信息。话筒的作用是对变电站运维人员的语音进行录音，同时为DSP数字信号处理器识别变电站运维人员的语音提供支持。
触摸及显示一体屏的作用是显示DSP数字信号处理器发送给它的图形识别程序对变电站设备的状态及文字的采集信息和语音识别***转化而来的文字，同时具备手动点击屏幕控制DSP数字信号处理器的功能。
所述触摸及显示一体屏采用市售型号为MSP3218的触摸屏液晶显示模块，显示DSP数字信号处理器所采集到的图形信息和语音信息，在触摸及显示一体屏上具有控制按钮。
微型喇叭用于根据DSP数字信号处理器的控制发出“设备的位置信号与语音相匹配，请进行下一步”、“请注意，设备的位置信号与语音不匹配，请认真检查”和其他语音信息等。
说话按钮的作用是识别当运维人员在执行操作票的某一步时，按下此按钮，DSP数字信号处理器既对运维人员的声音进行录音，同时将其转化为文字，而没按此按钮的时候，只负责对运维人员的唱票过程进行录音。
本发明优点如下：
1）本发明可以充当第三名运维人员，但是它不受工作时间、体力等因素的制约，可进一步降低误操作的概率；
2）由于本发明具有不受工作时间、体力等因素的制约，因此，可以用其替代一位运维人员，以实现变电站的倒闸操作只需要一个人就可以高效、无误地完成。
附图说明
以下将结合附图对本发明作进一步说明：
图1是本发明变电站运维设备的控制原理图；
图2是本发明变电站运维设备的结构主视图；
图3是本发明变电站运维设备的结构后视图；
图4是话筒和微型喇叭与DSP数字信号处理器连接图；
图5是说话按钮和触摸及显示一体屏与DSP数字信号处理器的连接电路图；
图6为高清摄像头通过专用集成电路板与DSP数字信号处理器的连接电路图；
图7是本发明变电站运维设备的运行主程序图；
图8是图4中模式一程序运行流程图；
图9是图4中模式二程序运行流程图。
图中，1、触摸及显示一体屏，2、说话按钮，3、关机/开机按钮；4、高清摄像头，5、微型喇叭，6、话筒。
具体实现方式
下面参考附图，结合具体实施例对本发明作详细说明。
参照附图1~3，一种变电站运维设备包括壳体和本体，在壳体上设有高清摄像头4、话筒6、微型喇叭5、说话按钮2和触摸及显示一体屏1；在壳体侧面还设有关机/开机按钮3。本体安装在壳体内；本体内设有控制电路板，控制电路板上设有DSP数字信号处理器和电源；关机/开机按钮与电源相连。
DSP数字信号处理器与高清摄像头、话筒、微型喇叭、说话按钮、触摸及显示一体屏相连。
所述电源与控制电路板相连，用于给DSP数字信号处理器以及其他需要用电部件供电。
所述话筒和微型喇叭与DSP数字信号处理器连接实施例如图4所示，其中音频输入模块分为音频左声道信号输入口和外部音频右声道信号输入口，声音处理芯片QJ000M04将模拟量转换成DSP可直接识别的数字信息。其中，语音转换模块与DSP数字信号处理器的连接采用串口进行数字信号的传输。
说话按钮和触摸及显示一体屏与DSP数字信号处理器的连接电路如图5所示，DSP通过对读写引脚的使能，将需要显示的内容通过驱动电路发送给触摸及显示一体屏，需要读取的数据通过电路读取。另外，本发明所设置的按键说话按钮如图5所示，该说话按钮直接连接在DSP的一个引脚上，当该引脚感觉到电平发生变化时，即可感知按键按下。
所述高清摄像头采用市售SONY IMX363系列摄像头，高清摄像头通过专用集成电路板与DSP相连，为DSP提供照片信息。高清摄像头为DSP识别开关位置、刀闸位置和仪表盘读数等提供支持。摄像头与DSP的连接电路如下图6所示，SCL、SDA 分别为I2C 接口的串行时钟和数据引脚，DSP对TVP5150 内部寄存器的访问通过I2C 总线实现。TVP5150芯片通过YOUT[7:0]总线为DSP提供视频信息，其中VP0D[8:2]与多通道串行口McBSP0 引脚复用。
为了便于理解实现方式，先简单介绍目前常规变电站的倒闸操作简化流程：1、运维人员从电脑***中导出本次工作需要的操作票。2、两位运维人员一位担任操作人员，一位担任监护人，在倒闸操作过程中，操作人员按照操作票的顺序，一步一步执行。在每一步执行的过程中，操作人首先都会高声说明本步骤需要操作的内容，然后监护人员也高声复唱，并确认，然后操作人执行本步操作内容。3、在倒闸操作的过程中，运维人员需全程录音。
为此，为了能够与目前已有变电站倒闸操作流程保持同步，同时具有一定的灵活性，本发明操作方法提供了两种运行模式，如图7，模式一（导入倒闸操作票，顺序执行模式）和模式二（操作票单步识别模式）。
参照附图8，其中模式一，为导入倒闸操作票，顺序执行模式，具体步骤如下：
在执行变电站倒闸操作开始之前，运维人员根据所要操作的任务的情况选择倒闸操作模式，如模式一，然后将固定格式的操作票导入到本发明的设备中，设备将会自动对操作票进行提取，识别出每一步的操作内容及需要检查的信息。然后运维人员正式开始操作时，设备会自动切换到第一步，此时，运维人员将设备的高清摄像头对准所要操作设备的图形并按下说话按钮，对着话筒进行唱票，此时DSP数字信号处理器会对图形信息和语音信息进行识别转换，并将导入操作票第一步的内容与图形和语音信息进行匹配，看是否正确执行第一步操作，如果不匹配，则在显示器上面显示“请注意，设备的位置信号与语音信号不匹配，请认真检查”，同时微型喇叭发出“请注意，设备的位置信号与语音信号不匹配，请认真检查”的声音。如果成功匹配的话，则在显示器上面显示“设备的位置信号与语音信号相匹配，请进行下一步”，同时微型喇叭发出“设备的位置信号与语音信号相匹配，请进行下一步”的声音。最后，继续执行下面的程序，直到最后一步执行完。
参照附图9，模式二为单步识别模式，包括如下步骤：
在执行变电站倒闸操作开始之前，运维人员根据所要操作的任务的情况选择倒闸操作模式，如模式二，由于模式二不涉及到倒闸操作票，所以无需导入操作，此时，本设备只是单纯地识别高清摄像头采集的设备位置信息和话筒采集到的运维人员的唱票信息，然后将二者的信息进行比较，看语音信息和图形信息是否匹配，如果不匹配，则在显示器上面显示“请注意，设备的位置信号与语音信号不匹配，请认真检查”，同时微型喇叭发出“请注意，设备的位置信号与语音信号不匹配，请认真检查”的声音。如果成功匹配的话，则在显示器上面显示“设备的位置信号与语音信号相匹配，请进行下一步”，同时微型喇叭发出“设备的位置信号与语音信号相匹配，请进行下一步”的声音。然后本设备停止运行，如果运维人员再需要，则重复以上步骤即可。

Claims (10)

1.一种变电站运维设备，其特征在于：包括壳体和本体，在壳体上设有高清摄像头、话筒、微型喇叭、说话按钮和触摸及显示一体屏；本体安装在壳体内；本体内设有控制电路板，控制电路板上设有DSP数字信号处理器和电源；
DSP数字信号处理器与高清摄像头、话筒、微型喇叭、说话按钮、触摸及显示一体屏相连；
所述电源与控制电路板相连，用于给DSP数字信号处理器以及其他需要用电部件供电。
2.根据权利要求1所述的一种变电站运维设备，其特征在于：所述DSP数字信号处理器采用STM32F407ZGT6的DSP数字信号处理器芯片。
3.根据权利要求1或2所述的一种变电站运维设备，其特征在于：所述DSP数字信号处理器，用于：
1）对高清摄像头采集到的图形信息进行分析，提取设备的开关状态及文字信息；
2）将话筒采集到的语音信息转换成文字；
3）将语音采集到的文字信息的关键字与图形识别***采集到的位置及文字信息进行比对，并将相应语音信息发送给微型喇叭进行播报。
4.根据权利要求1所述的一种变电站运维设备，其特征在于：所述电源采用锂电池。
5.根据权利要求1所述的一种变电站运维设备，其特征在于：所述话筒采用微型话筒，通过集成电路板与DSP数字信号处理器相连接，为DSP数字信号处理器提供语音信息，对变电站运维人员的语音进行录音，同时为DSP数字信号处理器识别变电站运维人员的语音提供支持。
6.根据权利要求1所述的一种变电站运维设备，其特征在于：所述触摸及显示一体屏采用触摸屏液晶显示模块，用于显示DSP数字信号处理器发送来的图形识别程序对变电站设备的状态及文字的采集信息和语音识别***转化而来的文字，同时具备手动点击屏幕控制DSP数字信号处理器的功能。
7.根据权利要求1所述的一种变电站运维设备，其特征在于：说话按钮的作用是识别当运维人员在执行操作票的某一步时，按下此按钮，DSP数字信号处理器既对运维人员的声音进行录音，同时将其转化为文字，而没按此按钮的时候，只负责对运维人员的唱票过程进行录音。
8.权利要求1所述的变电站运维设备的操作方法，其特征在于：具有两种运行模式，包括模式一和模式二，所述模式一为导入倒闸操作票、顺序执行模式，模式二为操作票单步识别模式。
9.根据权利要求8所述的变电站运维设备的操作方法，其特征在于，所述模式一的具体步骤如下：
1）在执行变电站倒闸操作开始之前，运维人员根据所要操作的任务的情况选择模式一；
2）将固定格式的操作票导入到变电站运维设备中，设备将会自动对操作票进行提取，识别出每一步的操作内容及需要检查的信息；
3）运维人员正式开始操作；
3-1）设备自动切换到第一步，此时，运维人员将设备的高清摄像头对准所要操作设备的图形并按下说话按钮，对着话筒进行唱票；
3-2）DSP数字信号处理器对图形信息和语音信息进行识别转换，并将导入操作票第一步的内容与图形和语音信息进行匹配，看是否正确执行第一步操作；如果不匹配，则在显示器上面显示“请注意，设备的位置信号与语音信号不匹配，请认真检查”，同时微型喇叭发出“请注意，设备的位置信号与语音信号不匹配，请认真检查”的声音；如果成功匹配的话，则在显示器上面显示“设备的位置信号与语音信号相匹配，请进行下一步”，同时微型喇叭发出“设备的位置信号与语音信号相匹配，请进行下一步”的声音；
3-3）继续执行下面的程序，直到最后一步执行完。
10.根据权利要求8所述的变电站运维设备的操作方法，其特征在于，所述模式二的具体步骤如下：
1）在执行变电站倒闸操作开始之前，运维人员根据所要操作的任务的情况选择模式二；
2）变电站运维设备识别高清摄像头采集的设备位置信息和话筒采集到的运维人员的唱票信息；
3）将步骤（2）高清摄像头采集的设备位置信息和话筒采集到的运维人员的唱票信息进行比较，看语音信息和图形信息是否匹配，如果不匹配，则在显示器上面显示“请注意，设备的位置信号与语音信号不匹配，请认真检查”，同时微型喇叭发出“请注意，设备的位置信号与语音信号不匹配，请认真检查”的声音；如果成功匹配的话，则在显示器上面显示“设备的位置信号与语音信号相匹配，请进行下一步”，同时微型喇叭发出“设备的位置信号与语音信号相匹配，请进行下一步”的声音；
4）本设备停止运行，如果运维人员再需要，则重复以上（1）~（3）步骤即可。
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