本發(fā)明屬于檢測領(lǐng)域，尤其涉及一種用于電力安全巡檢作業(yè)的可穿戴式裝置。

背景技術(shù)：

變電站是各級電網(wǎng)的核心控制樞紐，站內(nèi)電氣設(shè)備需要進行定期檢查。

目前，國家加大了對電網(wǎng)建設(shè)的力度，特別是搭建了一系列的遠距離傳輸輸電網(wǎng)絡(luò)，在不斷增加輸電線路的規(guī)模大小的同時，也給當(dāng)前巡檢作業(yè)的管理和巡查提出了更高的要求。

目前廣泛應(yīng)用的巡檢方式主要為傳統(tǒng)的人工巡檢和新興的移動機器人巡檢，前者是通過工作人員進入變電站內(nèi)部，人工檢測并記錄設(shè)備的運行狀態(tài)及數(shù)據(jù)信息，這種工作方式勞動強度大、檢測質(zhì)量分散，受惡劣天氣干擾大。

在此基礎(chǔ)上，國內(nèi)外逐步開始研制移動巡檢機器人，通過機器人代替人工進入變電站，降低了工作人員的勞動強度，提高了電力設(shè)備檢測效率。

目前巡檢機器人已在國內(nèi)部分變電站進行使用，但即使是采用機器人進行巡檢，在特定情況下，如機器人無法到達地形復(fù)雜等特殊區(qū)域或產(chǎn)生突發(fā)緊急情況時，仍然需要工作人員進入現(xiàn)場，手動排查。

在以上兩種主要的電力設(shè)備巡檢方式中，工作人員到現(xiàn)場手動檢測的方式都是必不可少的。

而目前電力巡檢系統(tǒng)中，對于現(xiàn)場巡檢人員的工作環(huán)境狀態(tài)沒有完善的監(jiān)測系統(tǒng)，整個巡檢過程中，工作人員的位置、視頻、聲音、氣體濃度沒有準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)監(jiān)測，無法保證人工工作質(zhì)量及工作人員的安全狀態(tài)。

現(xiàn)在電力系統(tǒng)人工檢測的工作方式仍然為文字記錄，而在很多情況下，電力系統(tǒng)的問題復(fù)雜多變，沒有圖像等輔助信息很容易產(chǎn)生問題描述的偏差，在這樣的情況下，很難將系統(tǒng)問題進行多部門信息共享，促使問題局限化，一定程度下造成工作效率低下。

目前興起的可穿戴技術(shù)是將穿戴設(shè)備直接穿在身上，或是整合到用戶的衣服、配件的一種便攜式設(shè)備?？纱┐骷夹g(shù)主要包括嵌入式技術(shù)、語音識別技術(shù)以及傳感技術(shù)，可穿戴設(shè)備則將該技術(shù)通過多樣化手段進行整合，實現(xiàn)及時獲取、處理穿戴者自身及外部環(huán)境信息的功能。

目前可穿戴設(shè)備已應(yīng)用于很多領(lǐng)域，包括健康保健、醫(yī)療器械、社交娛樂、商務(wù)媒體，但在電力系統(tǒng)領(lǐng)域卻沒有展開應(yīng)用，由于可穿戴設(shè)備具有便利的交互方式，緊密的人體結(jié)合方式，友好的用戶體驗，其應(yīng)用前景非常廣闊。

針對上述目前電力系統(tǒng)中現(xiàn)場巡檢部分存在的弊端，結(jié)合新興的可穿戴技術(shù)，本技術(shù)方案提出了一種以可穿戴設(shè)備為載體的電力安全巡檢系統(tǒng)，以達到在巡檢過程中，對工作狀態(tài)、環(huán)境指標(biāo)進行實時監(jiān)測，提高巡檢作業(yè)的質(zhì)量及人員的安全性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種可穿戴式電力安全巡檢作業(yè)裝備。其將當(dāng)前熱門的可穿戴式技術(shù)運用到電力安全巡檢作業(yè)中，以可穿戴設(shè)備為載體，能夠直接或通過安裝在現(xiàn)場的無線定位傳感器與巡檢人員佩戴的可穿戴式電力安全巡檢作業(yè)裝備通過無線網(wǎng)絡(luò)通信，通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸特性進行計算從而網(wǎng)絡(luò)獲取人員的位置，通過溫度傳感器、氧氣傳感器、光電傳感器獲取現(xiàn)場的環(huán)境信息，還可以通過通信網(wǎng)絡(luò)獲取作業(yè)任務(wù)，獲取對設(shè)備操作的授權(quán)，同時還能夠?qū)ψ鳂I(yè)人員的作業(yè)行為進行必要記錄。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：提供一種可穿戴式電力安全巡檢作業(yè)裝備，其特征是：

所述的可穿戴式電力安全巡檢作業(yè)裝備，包括可穿戴硬件設(shè)備、無線通訊網(wǎng)絡(luò)和巡檢作業(yè)軟件平臺；

其可穿戴硬件設(shè)備支持wifi無線定位，音視頻、含氧量、環(huán)境及設(shè)備溫度等數(shù)據(jù)的采集、分析及存儲、發(fā)送終端需求數(shù)據(jù)和報警提示；

其巡檢作業(yè)軟件平臺后臺集中管理控制可穿戴硬件設(shè)備，采用多線程并行工作模式，進行系統(tǒng)功能分配調(diào)度、綜合信息集中處理、分析、歸并發(fā)送，實現(xiàn)多功能協(xié)同作業(yè)；

所述的可穿戴式電力安全巡檢作業(yè)裝備，以可穿戴設(shè)備為載體，結(jié)合巡檢系統(tǒng)平臺監(jiān)控軟件和無線通訊網(wǎng)絡(luò)，通過可穿戴設(shè)備與無線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)通訊，實現(xiàn)分布式采集數(shù)據(jù)、分布式傳輸結(jié)構(gòu)、人員定位以及路線規(guī)劃功能；

所述的可穿戴式電力安全巡檢作業(yè)裝備，在可穿戴設(shè)備硬件的支持下，采用android操作系統(tǒng)，運行巡檢作業(yè)軟件系統(tǒng)，采集、處理、下發(fā)控制任務(wù)、顯示溫度、路徑等提示信息；

所述的可穿戴式電力安全巡檢作業(yè)裝備，通過可穿戴硬件設(shè)備和巡檢作業(yè)軟件平臺的使用，能夠推進電力巡檢作業(yè)的自動化和智能化，提高巡檢作業(yè)的工作質(zhì)量，保障巡檢人員巡檢作業(yè)的安全性。

具體的，所述的可穿戴硬件設(shè)備包括可穿戴手表和可穿戴頭盔。

其所述的可穿戴手表硬件由運算處理單元、存儲單元、顯示單元和外部擴展的傳感器和執(zhí)行器、電池組成；所述的可穿戴手表支持無線通信、gps定位、作業(yè)人員健康信息采集、作業(yè)數(shù)據(jù)的顯示和操作提示功能；支持心率測試、精準(zhǔn)計步，翻手亮屏，陀螺儀，gps定位、加速度計，六軸傳感器，心率傳感器，防水等級高，待機時間長，滿足巡檢作業(yè)軟件的運行要求；所述的可穿戴手表能夠監(jiān)控人員狀態(tài)，獲取工作人員的健康信息，通過手表屏幕顯示收集的數(shù)據(jù)，在操作不當(dāng)時，會通過手表振動對工作人員進行提示。

進一步的，所述的作業(yè)人員健康信息采集至少包括心率測試和精準(zhǔn)計步。

其所述的可穿戴頭盔以電力系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)安全頭盔為基礎(chǔ)，在頭盔內(nèi)部設(shè)計微機處理單元、控制運算單元，向外擴展模塊，多種傳感器檢測模塊及通信天線；能夠?qū)崿F(xiàn)檢測環(huán)境溫度、設(shè)備溫度、聲音信息、氧含量信息，視頻信息以及戶內(nèi)人員的定位功能，實現(xiàn)電力巡檢監(jiān)控和檢查任務(wù)。

進一步的，所述的傳感器檢測模塊包括紅外溫度傳感器、氧氣傳感器、聲音傳感器和視頻傳感器。

與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明的優(yōu)點是：

1.針對變電站人工巡檢方式中的弊端，結(jié)合目前變電站的應(yīng)用需求，提出了新型的可穿戴輔助巡檢設(shè)備系統(tǒng)，系統(tǒng)軟硬件結(jié)合，很大程度上提高了人工檢測場景中的可靠性和安全性；同時，在電網(wǎng)內(nèi)部巡檢管理方面，可提供大量的實時數(shù)據(jù)，降低了工作人員的勞動強度；

2.系統(tǒng)采用多線程結(jié)構(gòu)，各線程協(xié)同工作，完成數(shù)據(jù)的采集、緩沖存儲和通信發(fā)送等任務(wù)；

3.其無線通信服務(wù)線程可完成兩個方面的重要任務(wù)，一方面實現(xiàn)無線定位測量計算，跟蹤作業(yè)人員的軌跡；另一方面完成數(shù)據(jù)的無線傳輸，把各個工作線程采集的傳感器數(shù)據(jù)、圖像和聲音數(shù)據(jù)等發(fā)送到集中監(jiān)控系統(tǒng)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的硬件系統(tǒng)構(gòu)成示意圖；

圖2是本發(fā)明巡檢系統(tǒng)平臺監(jiān)控軟件系統(tǒng)框架構(gòu)成示意圖；

圖3是本發(fā)明可穿戴手表軟件框架構(gòu)成示意圖；

圖4是本發(fā)明可穿戴手表業(yè)務(wù)支撐層結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明可穿戴手表入網(wǎng)設(shè)備注冊流程示意圖；

圖6是本發(fā)明可穿戴頭盔軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本發(fā)明可穿戴頭盔位置定位階段示意圖；

圖8是本發(fā)明位置指紋定位算法流程示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步說明。

電力巡檢過程中，為了保證巡檢人員工作環(huán)境的安全性，環(huán)境溫度及設(shè)備溫度需要實時監(jiān)測；為防止巡檢人員自身產(chǎn)生突發(fā)情況而處理不及時，巡檢人員的心率等部分健康指標(biāo)參數(shù)同樣應(yīng)實時監(jiān)測。同時，當(dāng)系統(tǒng)監(jiān)測到環(huán)境有特殊情況時，需要通過一定形式發(fā)出警報信號，以提醒現(xiàn)場人員及時動作或撤離。目前具體的人工巡檢方式，仍然為文字記錄，易造成問題描述偏差，同時給審核人員帶來不便，在此情況下，需要設(shè)計錄音、圖像等多樣化的記錄形式，同時，每個巡檢人員在確定自己的巡檢任務(wù)后，需要后臺在已完成的基礎(chǔ)上明確規(guī)劃未完成巡線路徑。

通過上述分析可得，可穿戴智能巡檢系統(tǒng)主要檢測指標(biāo)為環(huán)境參數(shù)與人員狀態(tài)參數(shù)兩部分。其中環(huán)境檢測數(shù)據(jù)包括：環(huán)境溫度、可穿戴設(shè)備溫度、環(huán)境中氧氣含量、人員戶內(nèi)戶外定位。人員狀態(tài)數(shù)據(jù)包括：聲音、心率。針對以上數(shù)據(jù)，系統(tǒng)平臺需實現(xiàn)檢測數(shù)據(jù)存儲查詢、音視頻的記錄回放，可視化信息顯示，路線規(guī)劃及報警處理機制。

基于上述巡檢作業(yè)基本需求，本技術(shù)方案以可穿戴手表、可穿戴頭盔硬件設(shè)備為基礎(chǔ)，設(shè)計出與軟件相結(jié)合的電力巡檢系統(tǒng)。

其中可穿戴手表已有較為成熟的硬件平臺，在此基礎(chǔ)上，搭建軟件配套系統(tǒng)。

可穿戴頭盔則結(jié)合目前電力系統(tǒng)中安全帽進行硬件、軟件及定位算法的設(shè)計。

本技術(shù)方案的硬件系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示。

由圖可知，本技術(shù)方案包括可穿戴手表、可穿戴頭盔、巡檢系統(tǒng)平臺監(jiān)控軟件和無線通訊網(wǎng)絡(luò)四個部分，該系統(tǒng)結(jié)合可穿戴設(shè)備與無線網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)分布式采集數(shù)據(jù)、分布式傳輸結(jié)構(gòu)、人員定位、路線規(guī)劃功能。

本技術(shù)方案主要包括硬件設(shè)備和軟件平臺，硬件設(shè)備中的可穿戴手表支持無線通信、gps定位、作業(yè)人員健康信息采集、作業(yè)數(shù)據(jù)可視化顯示、操作提示。

硬件設(shè)備中的可穿戴頭盔支持wifi無線定位，音視頻、含氧量、環(huán)境及設(shè)備溫度等數(shù)據(jù)的采集、分析及存儲、發(fā)送終端需求數(shù)據(jù)、報警提示。可穿戴頭盔采用ucos操作系統(tǒng)開發(fā)，多線程并行工作模式，將不同任務(wù)協(xié)同處理。

軟件平臺在硬件的支持下，采用android操作系統(tǒng)，運行巡檢作業(yè)軟件，采集、處理、下發(fā)控制任務(wù)、顯示溫度、路徑等提示信息。

系統(tǒng)后臺集中管理控制可穿戴手表與可穿戴頭盔，進行系統(tǒng)功能分配調(diào)度、綜合信息集中處理、分析、歸并發(fā)送，實現(xiàn)多功能協(xié)同作業(yè)。

本技術(shù)方案中的可穿戴手表支持無線通信、gps定位、作業(yè)人員健康信息采集、作業(yè)數(shù)據(jù)的顯示和操作提示功能。其硬件主要由運算處理單元、存儲單元、顯示單元和外部擴展的傳感器和執(zhí)行器、電池組成。

目前可穿戴手表已成熟應(yīng)用，系統(tǒng)選用uwatch/q1可穿戴手表作為軟件平臺，支持android操作系統(tǒng)，采用mtk6580四核1.3g網(wǎng)絡(luò)。支持wifi無線通信，自帶8grom，可用6g，其中1g運行內(nèi)存。支持心率測試、精準(zhǔn)計步，翻手亮屏，陀螺儀，gps定位、加速度計，六軸傳感器，心率傳感器，防水等級高，待機時間長，滿足巡檢作業(yè)軟件的運行要求。

可穿戴頭盔作為移動巡檢作業(yè)中重要裝備，本技術(shù)方案以電力系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)安全頭盔為基礎(chǔ)，根據(jù)系統(tǒng)總體功能需求分配，頭盔部分需要實現(xiàn)檢測環(huán)境溫度、設(shè)備溫度、聲音信息、氧含量信息，視頻信息以及戶內(nèi)人員的定位功能。

系統(tǒng)在可穿戴頭盔內(nèi)部設(shè)置有微機處理單元、控制運算單元、向外擴展傳感檢測模塊、多種傳感器及通信天線。

其微控制器采用集成度較高的arm7系列stm32f429芯片，集成嵌入式flash和sram存儲器的armcortex-m4內(nèi)核，具有高代碼效率，兼容所有arm軟件工具。

其紅外溫度傳感器采用紅外非接觸mlx90614傳感器，在t0-39金屬內(nèi)部集成紅外感應(yīng)熱電堆探測器芯片和信號處理專用集成芯片，同時集成低噪聲放大器、17位數(shù)模轉(zhuǎn)換器、強大的數(shù)字信號處理單元，使得溫度測量精度可達0.5℃。

其氧氣傳感器選用ke-25，用來檢測空氣中氧氣濃度，采用電化學(xué)原理將氧濃度的變化通過輸出電壓向系統(tǒng)反饋。

其聲音傳感器選用wm-040vn型傳感器，其內(nèi)部采用高級樹脂材料“蜂窩狀集音”設(shè)計，無電子噪音。工作溫度范圍寬，可達-25℃～70℃的超強環(huán)境溫度工作，實現(xiàn)系統(tǒng)后端高質(zhì)量的錄音效果。

其視頻傳感器采用微型攝像頭ov2640視頻組件，其核心為cmosuxga的圖像傳感器，通過sccb總線控制，可以輸出整幀、子采樣、縮放和取窗口等方式的各種分辨率8/10位影像數(shù)據(jù)，所有圖像處理功能過程包括伽瑪曲線、白平衡、對比度、色度等都可以通過sccb接口編程。

可穿戴頭盔電路包括主cpu單元、eeprom、通訊電路、復(fù)位電路、顯示控制單元六個部分。為獲得大數(shù)據(jù)存儲空間，在cpu外部擴展512k以上存儲器。為防止程序奔潰或系統(tǒng)死機，設(shè)計獨立的外部硬件看門狗電路，看門狗輸出控制信號和cpu的rst復(fù)位引腳相接，當(dāng)程序跑飛或死機時rst發(fā)出復(fù)位脈沖，重啟設(shè)備。

巡檢系統(tǒng)平臺監(jiān)控軟件系統(tǒng)(亦稱巡檢作業(yè)軟件平臺或巡檢作業(yè)集中監(jiān)視和控制軟件)是智能電力巡檢管理系統(tǒng)的核心，其系統(tǒng)框架構(gòu)成見圖2所示。

由圖可知，該巡檢作業(yè)軟件平臺能夠完成作業(yè)任務(wù)管理、作業(yè)過程集中監(jiān)視、數(shù)據(jù)采集存儲、人員定位等功能，具體包括可穿戴手表和可穿戴頭盔兩部分，軟件系統(tǒng)采用分布式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及傳輸結(jié)構(gòu)。

可穿戴手表的軟件框架構(gòu)成如圖3所示，其采用層次化結(jié)構(gòu)，由下至上分別是：感知層、通信層、業(yè)務(wù)支撐層。

其中，感知層包含基礎(chǔ)的傳感器接口，分別采用gps技術(shù)、心率測量技術(shù)、近距離無線通信技術(shù)和自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；通信層采用socket通信模塊及安全編解碼模塊為客戶端和服務(wù)器之間提供可靠、安全、跨平臺的通信通道。

其利用局域網(wǎng)internet、移動通信網(wǎng)2g/3g/4g等服務(wù)支撐子層可以實現(xiàn)感知數(shù)據(jù)信息的存儲、處理與分析、服務(wù)控制與管理；該系統(tǒng)的核心層是業(yè)務(wù)支撐層，負責(zé)動態(tài)資源分配、對數(shù)據(jù)進行分布式管理、對感知設(shè)備進行控制管理、對平臺的用戶進行管理。

在本技術(shù)方案中，該系統(tǒng)的核心層具體通過與表示層的業(yè)務(wù)描述接口，對表示層進行識別，并以一定的語法規(guī)則描述、組合；通過與通信層的通信接口來接收與處理來自客戶端用戶的請求消息。

其具體功能模塊見圖4所示，主要含有認證鑒權(quán)模塊、消息隊列管理模塊、消息處理模塊、任務(wù)調(diào)度模塊、業(yè)務(wù)的解析模塊、業(yè)務(wù)庫模塊、異常處理模塊、日志模塊。

a、可穿戴手表(以下簡稱手表)軟件功能的實現(xiàn)：

1、手表入網(wǎng)設(shè)備注冊：

手表入網(wǎng)設(shè)備注冊模塊主要負責(zé)將手表設(shè)備注冊到巡檢作業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，使用wifi配置入網(wǎng)設(shè)備，在手表終端點擊“添加入網(wǎng)設(shè)備”，選擇入網(wǎng)設(shè)備的配置，開始配置入網(wǎng)，同時手表終端可顯示配置狀態(tài)，將入網(wǎng)設(shè)備的信息保存到數(shù)據(jù)庫中，配置成功后手表控制端在無線通信范圍內(nèi)都能夠?qū)崿F(xiàn)顯示和數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ堋?/p>

在手表控制端點擊添加入網(wǎng)設(shè)備按鈕后，會提醒是否已連接到巡檢作業(yè)wifi接入點，如還未連接到wifi接入點則可以獲取wifiap列表，接著根據(jù)服務(wù)集標(biāo)識ssid名稱進行過濾，通過雙向認證后建立連接，然后手表控制端獲取wifi接入點的信息后，再選擇連接到處于wifiap模式的入網(wǎng)設(shè)備，接著向入網(wǎng)設(shè)備發(fā)送wifi接入點信息，發(fā)送成功后與處于wifiap模式的入網(wǎng)設(shè)備斷開連接，配置完成。配置完成后如果要對設(shè)備進行控制，首先需從數(shù)據(jù)庫中找到入網(wǎng)設(shè)備的信息，然后就可向wifi設(shè)備發(fā)送控制命令，整個過程如圖5所示。

2、身份識別：

在android系統(tǒng)中，任一個android程序安裝包apk只有在具有簽名后，才被允許安裝到設(shè)備中。簽名作為android應(yīng)用程序開發(fā)者的標(biāo)識，本身不帶有直接的安全信息，一般無法偽造，由此，我們利用android應(yīng)用程序簽名信息的防偽性質(zhì)設(shè)計手表的身份識別模塊。

用戶通過手表登錄系統(tǒng)時，平臺將用戶名和密碼進行運算得到一個包含用戶身份標(biāo)識信息的字符串userid(亦稱用戶身份標(biāo)識信息字符串)，服務(wù)器驗證用戶身份后，為用戶分配一個用于校驗的校驗字符串tempkey，該校驗字符串tempkey為隨機生成，并在服務(wù)器中只保存一段較短時間。

根據(jù)電力系統(tǒng)工作環(huán)境，在此設(shè)為1小時。之后，校驗字符串tempkey將會無效。服務(wù)器則保存用戶名username、用戶身份標(biāo)識信息字符串userid、軟件程序apk包名、apk簽名信息以及業(yè)務(wù)程序身份識別的funcid。

b、可穿戴頭盔軟件功能的實現(xiàn)：

1、可穿戴頭盔的軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：

可穿戴頭盔系統(tǒng)采用μc/os-ii作為ftu內(nèi)嵌的操作系統(tǒng)，μc/os-ii是一種可移植的，可裁剪的，可植入rom的，搶占式的，實時多任務(wù)操作系統(tǒng)內(nèi)核。它被廣泛應(yīng)用于微處理器、微控制器和數(shù)字信號處理器內(nèi)。

可穿戴頭盔系統(tǒng)在μc/os-ⅱ內(nèi)核上為遠距離通信、測量、信號分析和處理等任務(wù)分別設(shè)計獨立的任務(wù),任務(wù)間通過信號和共享內(nèi)存的方式交換數(shù)據(jù)。其可穿戴頭盔軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基本框架如圖6所示。

該系統(tǒng)采用多線程結(jié)構(gòu)，各線程協(xié)同工作，完成數(shù)據(jù)的采集、緩沖存儲和通信發(fā)送等任務(wù)。其中主線程完成系統(tǒng)任務(wù)的創(chuàng)建和資源管理、創(chuàng)建和啟動其它工作任務(wù)線程、協(xié)調(diào)各個進程工作；紅外測溫線程負責(zé)紅外溫度傳感器的管理和溫度數(shù)據(jù)采集，通過i²c總線讀取設(shè)備的實時溫度；視頻采集線程負責(zé)攝像頭的初始化和參數(shù)設(shè)置、視頻數(shù)據(jù)通信、視頻圖像轉(zhuǎn)移存儲等功能；聲音采集線程完成聲音信號的連續(xù)采集、緩沖存儲，其中聲音信號通過高速ad通道采集，通過dma方式傳輸；多參數(shù)采集線程完成環(huán)境溫度、濕度、氧氣含量的測量；存儲管理線程負責(zé)公共存儲緩沖區(qū)的管理，使數(shù)據(jù)在各個線程間可以正常、有序地傳輸；電源管理線程完成電源電壓的監(jiān)測和功耗的測量，優(yōu)化內(nèi)部的電源工作方式，提高待機和作業(yè)時間；無線通信服務(wù)線程完成兩個方面的重要任務(wù)，一方面實現(xiàn)無線定位測量計算，跟蹤作業(yè)人員的軌跡。另一方面完成數(shù)據(jù)的無線傳輸，把各個工作線程采集的傳感器數(shù)據(jù)、圖像和聲音數(shù)據(jù)等發(fā)送到集中監(jiān)控系統(tǒng)。

2wifi無線定位：

wifi定位技術(shù)除具有良好的精度和強擴展性外，其獨特優(yōu)勢在于wifi芯片已經(jīng)在各類用戶智能終端中得到廣泛普及，并且隨“無線城市”的發(fā)展，國內(nèi)各大城市電信運營商、公司與家庭均已安裝了大量的wifi熱點與網(wǎng)關(guān)，通過利用現(xiàn)有的這些wifi設(shè)施，能夠顯著降低輔助設(shè)備的建設(shè)與長期運營成本，快速實現(xiàn)項目預(yù)定目標(biāo)。

wifi信號受非視距(nlos)影響小，即使在有障礙物阻擋的情況下也能用?；跓o線局域網(wǎng)的定位技術(shù)就是在無線局域網(wǎng)中通過對接收到的無線電信號特征信息進行分析，根據(jù)定位算法計算得出待測目標(biāo)所在位置。其中特征信息主要為接收信號的強度信息，定位方法采用指紋定位。指紋定位是微軟研究院在2000年基于無線局域網(wǎng)的radar定位系統(tǒng)中首次提出的，無需添加額外硬件設(shè)施，僅利用現(xiàn)有的無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，通過比較定位所需的信號特征指紋信息獲取目標(biāo)位置。

指紋位置定位可分成兩個階段：離線階段與在線階段，具體如圖7所示。

在離線階段，為變電站內(nèi)每棟建筑建立一個位置指紋數(shù)據(jù)庫，即一系列校準(zhǔn)樣點的集合，這些校準(zhǔn)樣點由建筑內(nèi)不同的位置點，以及每個位置上采集到可見ap的rss向量構(gòu)成。在線階段時，利用位置指紋數(shù)據(jù)庫中的校準(zhǔn)樣點計算用戶最有可能出現(xiàn)的位置，得出最終定位。

(1)離線階段。離線階段可看作為一個校準(zhǔn)過程，用于采集信號強度構(gòu)建位置指紋數(shù)據(jù)庫。在一個已部署好無線局域網(wǎng)環(huán)境中，首先根據(jù)建筑的分布格局和大小選擇一定數(shù)量的位置作為參考樣點，參考樣點的間距根據(jù)實際情況而定，可以是1m,2m等，在選中的參考樣點上要進行多次采集可見ap的rss值。然后將該組信號數(shù)據(jù)存入位置指紋數(shù)據(jù)庫中。

(2)在線階段。在離線階段完成后，位置指紋數(shù)據(jù)庫中保存了終端在每個參考樣點上可偵測到的各ap的信號強度。終端進行定位時，將終端所在位置上可偵測到的各ap的rss向量發(fā)送給定位服務(wù)器，服務(wù)器根據(jù)定位算法將終端上報的實時數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫中的歷史數(shù)據(jù)進行匹配運算，從位置指紋數(shù)據(jù)庫中計算出與實時數(shù)據(jù)最佳匹配的參考樣點，最佳匹配的參考樣點即可作為終端的估計位置。

在可穿戴頭盔中，通過位置指紋定位算法的實現(xiàn)程序流程如圖8所示。

本發(fā)明的技術(shù)方案，針對變電站人工巡檢方式中的弊端，結(jié)合目前變電站的應(yīng)用需求，提出了新型的可穿戴輔助巡檢設(shè)備系統(tǒng)，系統(tǒng)軟硬件結(jié)合，很大程度上提高了人工檢測場景中的可靠性和安全性。同時在電網(wǎng)內(nèi)部巡檢管理方面提供大量的實時數(shù)據(jù)，降低工作人員的勞動強度。在此基礎(chǔ)上，系統(tǒng)可進一步升級，使穿戴設(shè)備與巡檢機器人相結(jié)合，進一步提高效率與可靠性，其市場應(yīng)用前景非常廣泛。

本發(fā)明可廣泛用于電力設(shè)備的巡檢和管理領(lǐng)域。