CN113421407A - 基于车载实时位置追踪的电缆防外破预警*** - Google Patents

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Abstract

基于车载实时位置追踪的电缆防外破预警***。涉及电力***技术领域,具体涉及一种在施工过程中的电缆防外破监控报警***。本发明包括主站以及与主站通讯连接的若干预警装置,通过在工程作业车辆驾驶舱内安装预警装置,预警装置自带定位模块、无线通信模块、语音告警模块和声光告警模块。通过主站后台***对严禁开挖区域进行标定,当工程作业车辆上的预警装置靠近严禁开挖区域时,进行语音提示,当装置进入严禁开挖区域时,进行声光报警,并将报警信息进行推送。在节省了流量和使用存储容量的同时,又提高了整个预警***的判别速率,精准地满足了工程作业车辆小工作范围内的施工要求。

Description

基于车载实时位置追踪的电缆防外破预警***
技术领域
本发明涉及电力***技术领域,具体涉及一种在施工过程中的电缆防外破监控报警***。
背景技术
随着城市建设的发展,城区配网电缆化率不断提高,但随着道路改造、市政工程建设等开挖施工作业的大批量开展,电缆外力破坏事故频频发生,造成公共配网线路跳闸,严重危及电网安全,影响社会各界的有序用电,且会造成较大的经济损失。传统的电缆防外破方式是运维人员不间断巡视,现场死看死守,不仅费时费力,而且工作效率不高,加之现阶段城市配网电缆线路较长,很难做到每个点都能有足够的人手进行看护,无法及时防范违章施工对电缆的破坏。
如何对电力施工场所附近(内部)的工程车辆进行有效管控,防止地下(地上)电缆被破坏已成为一个亟需解决的问题。
发明内容
本发明针对现有技术存在的技术缺陷,提供了一种使用存储容量小、判断精准,充分满足小施工范围内的实时监测预警的基于车载实时位置追踪的电缆防外破预警***。
本发明的技术方案是:包括主站,与主站通讯连接的若干预警装置,所述主站内存储有电力管线监控区域的地图数据;
所述预警装置设在工程作业车辆上;
按以下步骤进行预警:
1)、预警装置开机,自动获取工程作业车辆当前的位置信息,并将位置信息发送到主站的服务端;
2)、主站的服务端自动识别当前位置信息对应的地图信息是否为保密信息,若为非保密信息,则转至步骤3);若为保密信息,则转至步骤4);
3)、主站服务端根据当前位置信息标定对应的区域地图信息,然后将当前位置信息对应的区域地图信息发送至预警装置,预警装置根据当前位置信息和更新的区域地图信息进行匹配判断预警;
4)、主站服务端实时采集预警装置的当前位置信息,与主站内存储有的电力管线监控区域的地图数据进行匹配判断预警。
步骤3)中区域地图信息为包含预警装置当前位置在内的标选设定的区域地图数据,区域大小由主站服务端自由设定。
步骤3)中所述的更新区域地图信息步骤如下:
3.1)、主站服务端采集预警装置的当前位置信息;
3.2)、主站服务端根据当前位置信息设定区域地图范围,然后将区域地图信息发送到预警装置;
3.3)、当主站服务端采集到预警装置的当前位置超出当前设定区域范围,返回上述步骤3.2)。
所述预警装置包括单片机模块、供电模块、定位通信模块、LORA通信模块、语音模块和声光报警模块,所述单片机模块分别连接控制所述供电模块、定位通信模块、LORA通信模块、语音模块和声光报警模块。
本发明包括主站以及与主站通讯连接的若干预警装置,通过在工程作业车辆驾驶舱内安装预警装置,预警装置自带定位模块、无线通信模块、语音告警模块和声光告警模块。通过主站后台***对严禁开挖区域进行标定,当工程作业车辆上的预警装置靠近严禁开挖区域时,进行语音提示,当装置进入严禁开挖区域时,进行声光报警,并将报警信息进行推送。
本发明还可以对保密地图信息和非保密地图信息进行识别,对保密地图信息通过主站与预警装置的实时信息比对进行判别预警,对非保密地图信息通过更新标定包含预警装置当前位置信息的区域地图数据来进行实时判别。通过标定小区域的地图信息来进行实时比对,相对现有技术而言,下载信息量少,更新地理信息速度快,在节省了流量和使用存储容量的同时,又提高了整个预警***的判别速率,精准地满足了工程作业车辆小工作范围内的施工要求。
附图说明
图1是本发明的工作流程图,
图2是本发明预警装置的设计结构框图,
图3是本发明的供电模块电路图,
图4是本发明的电源转换电路图,
图5是本发明的声光报警电路图,
图6是本发明的定位通信模块电路图,
图7是本发明的语音模块电路图,
图8是本发明的LORA通信模块电路图,
图9是本发明的单片机模块电路图,
图10是本发明的输出模块电路图。
具体实施方式
以下结合附图1-10进一步表述本发明,包括主站,与主站通讯连接的若干预警装置,主站内存储有电力管线监控区域的地图数据;
预警装置设在工程作业车辆上;
按以下步骤进行预警:
1)、预警装置开机,自动获取工程作业车辆当前的位置信息,并将位置信息发送到主站的服务端;
2)、主站的服务端自动识别当前位置信息对应的地图信息是否为保密信息,若为非保密信息,则转至步骤3);若为保密信息,则转至步骤4);
3)、主站服务端根据当前位置信息标定对应的区域地图信息,然后将当前位置信息对应的区域地图信息发送至预警装置,预警装置根据当前位置信息和更新的区域地图信息进行匹配判断预警;
4)、主站服务端实时采集预警装置的当前位置信息,与主站内存储有的电力管线监控区域的地图数据进行匹配判断预警。
步骤3)中区域地图信息为包含预警装置当前位置在内的标选设定的区域地图数据,区域大小由主站服务端自由设定。该区域地图数据是电力管线监控区域内的设定的小区域地图数据,以预警装置当前位置的改变为中心来实时更新设定区域范围。
步骤3)中更新区域地图信息步骤如下:
3.1)、主站服务端采集预警装置的当前位置信息;
3.2)、主站服务端根据当前位置信息设定区域地图范围,然后将区域地图信息发送到预警装置;
3.3)、当主站服务端采集到预警装置的当前位置超出当前设定区域范围,返回上述步骤3.2)。
预警装置包括单片机模块、供电模块、定位通信模块、LORA通信模块、语音模块和声光报警模块,单片机模块分别连接控制供电模块、定位通信模块、LORA通信模块、语音模块和声光报警模块。
供电模块电路中,TP4056是转为锂电池充电的充电模块,主要是把5V转化成4.2V的给锂电池充电,最大可提供1A的充电电流。IN1+、IN-为充电电路输入端,BAT+、BAT-接锂电池,OUT+、OUT-接负载端。
供电模块还接有电源转换电路,用于将锂电池电压转化为3.3v供给单片机模块使用。电源转换电路中,VBAT+是锂电池端,通过LM1117-3.3电源稳压芯片转化为3.3V。C1为滤波电容,C2、C3为去耦电容。
声光报警电路中,包括有两路输出,分别与单片机的输出引脚相连,通过单片机控制声光报警的开关,发光部分采用红蓝双色灯(发光二极管D1和D2)交替闪烁,用于对驾驶员进行提醒,声音部分采用高分贝报警喇叭,供电电压为3.3-12V,最大声音可达到120分贝。
定位通信模块电路中,GPS模块选用ATK-NEO-6M模块,该模块采用u-blox neo-6m芯片,配有maxim 公司20.5 db 高增益纳芯片,搜索能力强,留有ipx接口,可连接各种有源天线,适应性强,且模块兼容3,3V/5V电平,易与各种微控制器连接。在该电路中模块采用3.3V供电,模块的3、4引脚为串行接口,与单片机相连,通过串口将获取到的位置信息发送给单片机。
语音模块电路中,采用JQ8900-16p语音播报芯片,该芯片集成了一个16位的MCU以及一个专门针对音频解码的ADSP,采用硬件解码的方式,保证了***的稳定性和音质,该芯片可以灵活的更换SPI-flash内的语音内容,SPI-flash可直接模拟为U盘,可在上位机将语音拷入SPI-flash。该模块供电电压为3,3-5.2V,睡眠电流为500uA,工作电流为10MA,支持所有比特率11172-3和ISO13813-3 layer3音频解码,输出为标准串口,TTL电平。模块的3、4引脚为串行接口,与单片机相连,单片机通过串口发送固定协议的数据到模块控制模块播放对应的音频。7、8引脚为扬声器播放接口,选用的3W的扬声器进行声音播放。
LORA通信模块电路中,该模块采用E22-400T22S通信模块。模块采用基于SEMTECH公司SX1268射频芯片的无线串口模块,具有多种传输方式,工作(410,125-493.125MHz)频段,默认为433.125MHz,模块输出为TTL电平输出,兼容3.3V与5V的IO口电压。支持空中唤醒、无线配置、载波监听、自动中继、通信密匙等功能。该模块与单片机采用串口通信方式,通过模块的7、8两个引脚与单片机相连,可以将设备的GPS信息等数据发送给主站,并可以读取主站的管网地图发送给单片机。该模块的5、6两个引脚为工作模式配置引脚,连接到单片机的输出口,通过单片机控制两个引脚的高低电平可以使模块实现四种不同的工作模式,分别为传输模式、WOR模式、配置模式和深度休眠模式。
单片机模块还连接有输出模块,在输出模块电路中,LED1和LED2分别是单片机得两个管脚,分别代表运行输出和报警输出,当管脚为低电平时,发光二极管D3和D4亮,当管脚为高电平时,发光二极管D3和D4灭。
本发明的预警装置通过RS232接口读取GPS模块数据,数据包括经度、纬度、当前速度;
预警装置将读取的经度、纬度、速度数据通过定位通讯模块发送到主站服务端;
服务端收到数据后,读取后台设置参数,参数包括是否加密、区域范围;
服务端判断到当前参数是非加密时,根据设定的区域范围,自动找出该范围内对应的地下管网位置数据,并生成地图文件;
服务端将生成的地图数据即地下管网位置数据通过定位通讯模块发送到预警装置(预警装置下载区域地图);
预警装置读取当前GPS位置信息,并与地图数据信息(对应的地下管网位置数据)进行比对,当预警装置当前定位信息位置处于管网位置时、且其移动速度为零时,通过单片机给语音播报模块发送播报信息,提醒驾驶员当前地下存在管网;
当预警装置读取的GPS位置信息超出当前地图区域(即当前设定的区域范围)时,重新通过GPRS模块向服务器发送请求更新地图命令。围绕预警装置当前位置的该区域,进行地图更新(即重新标定区域地图范围)。
当服务端判断到当前参数是加密时,预警装置不下载服务端后台的地图数据,而是通过预警装置与主站服务端实时匹配地图数据进行判别预警。
本发明并不局限于上述实施例,在本发明公开的技术方案的基础上,本领域的技术人员根据所公开的技术内容,不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形,这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.基于车载实时位置追踪的电缆防外破预警***,包括主站,与主站通讯连接的若干预警装置,所述主站内存储有电力管线监控区域的地图数据;
所述预警装置设在工程作业车辆上;
其特征在于,按以下步骤进行预警:
1)、预警装置开机,自动获取工程作业车辆当前的位置信息,并将位置信息发送到主站的服务端;
2)、主站的服务端自动识别当前位置信息对应的地图信息是否为保密信息,若为非保密信息,则转至步骤3);若为保密信息,则转至步骤4);
3)、主站服务端根据当前位置信息标定对应的区域地图信息,然后将当前位置信息对应的区域地图信息发送至预警装置,预警装置根据当前位置信息和更新的区域地图信息进行匹配判断预警;
4)、主站服务端实时采集预警装置的当前位置信息,与主站内存储有的电力管线监控区域的地图数据进行匹配判断预警。
2.根据权利要求1所述的基于车载实时位置追踪的电缆防外破预警***,其特征在于,步骤3)中区域地图信息为包含预警装置当前位置在内的标选设定的区域地图数据,区域大小由主站服务端自由设定。
3.根据权利要求1所述的基于车载实时位置追踪的电缆防外破预警***,其特征在于,步骤3)中所述的更新区域地图信息步骤如下:
3.1)、主站服务端采集预警装置的当前位置信息;
3.2)、主站服务端根据当前位置信息设定区域地图范围,然后将区域地图信息发送到预警装置;
3.3)、当主站服务端采集到预警装置的当前位置超出当前设定区域范围,返回上述步骤3.2)。
4.根据权利要求1所述的基于车载实时位置追踪的电缆防外破预警***,其特征在于,所述预警装置包括单片机模块、供电模块、定位通信模块、LORA通信模块、语音模块和声光报警模块,所述单片机模块分别连接控制所述供电模块、定位通信模块、LORA通信模块、语音模块和声光报警模块。
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