一種帶電作業工器具智能庫房管理系統的製作方法

2023-05-02 01:58:16

本實用新型涉及安全工器具安全櫃的管理、監控或控制裝置，特別涉及帶電作業工器具智能庫房管理系統。

背景技術：

在我國電力行業中，廣泛使用絕緣工具進行帶電操作和作業，絕緣工具對存放環境有著嚴格的要求，它要求存放工具的庫房相對溼度小於60％，最高溫度不能超過40℃。如果存放環境條件下不能滿足規定要求，極易造成工具受潮、性能下降等安全隱患，將嚴重危及檢修操作人員的聲明安全。國家質量技術監督總局也明確了對絕緣操作工具、帶電作業工具和絕緣防護工具的配套管理、使用，提出了嚴格的要求，並相應的出臺了GB/T 18037-2000《帶電作業工具技術要求與設計導則》，以及電力部門出臺了DL/T 974-2005《帶電作業用工具庫房》等指導性文件。因此，加強安全帶電作業工器具貯存條件和管理，提供一個溫溼度相對穩定、取用方便的小環境，以達到絕緣工具防潮、防損、防塵的效果，確保絕緣帶電作業工器具的使用安全尤為重要。智能安全工器具櫃以及智能庫房系統等基本解決了上述問題，滿足了上述規範化、標準化的應用要求。

然而，不管是智能工具櫃還是智能庫房，在工具智能識別上都存在很多問題，要麼準確性差，實用性差，要麼使用不便捷。例如，當前行業內使用的較多、較為成熟的是紅外對射式檢測方法，只能判斷某一個固定設備存在位置是否有工具，而無法識別是什麼設備。現有技術中也有通過在庫房門口安裝超高頻讀卡器，在工具上貼超高頻電子標籤，進出門時只需要通過檢測接收電子標籤的紅外線進行管理，這種方案準確性較差，多個設備同時進出時容易出現問題，同時讀卡器很難判斷檢測到的經過門口的工具是出庫還是入庫，因此實用性並不高。條碼系統也有一定應用但是系統複雜，使用不便。

有鑑於此，特提出本實用新型。

技術實現要素：

本實用新型要解決的技術問題在於克服現有技術的不足，提供一種帶電作業工器具智能庫房管理系統，能夠唯一識別工器具身份，實現工器具庫房內工器具離位、歸位的精確檢測。

為解決上述技術問題，本實用新型採用技術方案的基本構思是：

一種帶電作業工器具智能庫房管理系統，包括庫房監控系統和通信連接並控制庫房監控系統的集中控制系統；庫房管理系統包括工器具監測單元，工器具監測單元包括：用於存儲工器具身份信息的電子標籤和能夠檢測到電子標籤並識別電子標籤存儲信息的探頭，電子標籤設置在工器具上，探頭設置在工器具放置位處，電子標籤與探頭一一對應；探頭通過外部通信接口通信連接集中控制系統。

更進一步的，所述電子標籤為RFID電子標籤，所述探頭為RFID讀卡器；還包括夾子，夾子的夾柄內設有用於設置RFID讀卡器的空腔，空腔口處設有可拆卸的扣蓋，夾柄表面設有連通至空腔內的引線孔；夾子上還設有用於裝置指示燈的安置孔。

更進一步的，還包括能夠被所述探頭識別的用戶電子標籤。

更進一步的，所述集中控制系統包括集中控制伺服器以及通信連接集中控制伺服器的操作臺顯示屏以及操作臺電子標籤讀卡器，集中控制伺服器連接有不間斷電源；所述工器具監測單元的探頭與集中控制伺服器通信連接，集中控制伺服器上接收的數據在集中控制伺服器中的關係資料庫中存儲並進行處理。

更進一步的，所述庫房監控系統還包括輸入監測單元、控制輸出單元、門禁識別單元、提示報警單元、視頻監控單元以及輔助顯示單元；工器具監測單元、輸入監測單元、控制輸出單元、門禁識別單元、提示報警單元、視頻監控單元以及輔助顯示單元均通過敷設的RS485總線連接串口伺服器，經網絡交換機連接所述集中控制伺服器，使集中控制伺服器通過TCP/IP網絡連接控制庫房監控系統各個單元部分。

更進一步的，所述輸入監測單元包括設置在庫房智能工具櫃內部和/或外部的溫度傳感器和溼度傳感器，還包括庫房內的火災傳感器、車輛監控器以及電動卷門感應器，控制輸出單元包括加熱器、風扇和空調機；溫度傳感器、溼度傳感器、火災傳感器、車輛監控器以及電動卷門感應器均通過RS485總線通信連接至集中控制伺服器；加熱器、風扇和空調機通過RS485總線通信連接至集中控制伺服器。

更進一步的，提示報警單元包括光電報警模塊、聲音報警模塊以及簡訊報警模塊，光電報警模塊包括通過RS485總線通信連接至集中控制伺服器的指示燈，聲音報警模塊包括通過RS485總線通信連接至集中控制伺服器的揚聲器，簡訊報警模塊通信連接至集中控制伺服器。

更進一步的，門禁識別單元包括設置在智能工具櫃庫房和/或智能工具櫃櫃門上的電控鎖，電控鎖上連接有控制電控鎖打開或關閉的門禁讀卡器，門禁讀卡器配置門禁卡。

更進一步的，所述輔助顯示單元包括顯示屏，顯示屏提供TCP/IP方式接口與集中控制伺服器通信連接，獲取整個集中控制系統收發的信息。

更進一步的，還包括遠程控制系統，遠程控制系統包括遠程伺服器，遠程伺服器的一端通信連接到集中控制伺服器，另一端設置防火牆後連接到區域網內電腦。

採用上述技術方案後，本實用新型與現有技術相比具有以下有益效果：

本實用新型管理系統，可以對某一個或多個電站或供電所的工具櫃內的工器具進行單獨、有效、精確地管理和監控，以及工具櫃環境的智能檢測、調節，智能化程度高，可靠性高，極大地減輕電力操作人員的工作負擔，能夠在實際使用中，保障工器具安全、規範管理，繼而保證工作人員施工安全。並且遠程控制安全性高，管理方便。

附圖說明

圖1是本實用新型帶電作業工器具智能庫房管理系統工器具監測單元結構圖；

圖2是本實用新型帶電作業工器具智能庫房管理系統結構示意圖；

圖3是本實用新型在識別工器具離位時的流程框圖；

圖4是本實用新型在識別工器具歸位時的流程框圖；

圖5是本實用新型夾子結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例，對本實用新型作進一步說明，以助於理解本實用新型的內容。

如圖1-2所示，一種帶電作業工器具智能庫房管理系統，包括庫房監控系統和通信連接並控制庫房監控系統的集中控制系統；庫房管理系統包括設置在工具櫃100或貨架上的工器具監測單元，工器具監測單元包括：用於存儲工器具身份信息的電子標籤101和能夠檢測到電子標籤101並識別電子標籤101存儲信息的探頭102，電子標籤101設置在工器具103上，探頭102設置在工器具放置位104處，所述電子標籤101為RFID電子標籤，所述探頭102為RFID讀卡器，電子標籤101與探頭102一一對應；探頭102通過外部通信接口通信連接集中控制系統，以將檢測到的信息傳送到集中控制系統存儲並顯示出來便於工作人員查詢與了解工器具情況。

每個工器具103上設置一個存儲該工器具身份信息的電子標籤101，電子標籤101中的晶片中存儲有其對應的工器具103的名稱(或編號)、規格、型號、投入使用日期、下次試驗日期等等身份信息，每個工器具放置位104處設有一個探頭102，可以使電子標籤101位置儘量貼近探頭102便於探頭102感應電子標籤101的準確性；如此工人借用工器具103時，只要拿起了某個工器具103，探頭102就會檢測到對應的電子標籤101離位，並且從電子標籤101本身儲存的信息知道離位工器具103的類型、編號等，以實現對工器具全生命周期的跟蹤和控制；工器具103歸位時，探頭102檢測到電子標籤101無線信號，並讀取電子標籤101上的信息，確定是否是該工器具放置位104處的工器具，其身份信息對應則確定該工器具歸位，實現智能檢測每件工具器是否在工具櫃內。

並且，根據電力系統工器具相關要求，每種工具在工具櫃或貨架上存放方式都有嚴格要求，本實用新型可以根據實際使用情況，根據每種工器具103擺放情況在工器具放置處104的適合位置設置探頭102，相應的電子標籤101對應探頭102位置來固定在工器具103上，使電子標籤101在工器具103規範放置時候能夠與探頭102近距離無線通信接觸，這樣如果探頭102能夠檢測到電子標籤103，基本能夠表示該工器具103在工器具放置位104的擺放符合規範標準；例如安全帽在櫃體內正向放置帽舌正對櫃門，則探頭設置在安全帽放置位的後方，電子標籤設置在安全帽的帽殼內後方位置與探頭位置對應，則安全帽歸位時要正確放置以使得探頭檢測到電子標籤。

本實用新型進一步還包括用戶電子標籤(圖中未標示)，用戶電子標籤內的晶片中存儲有用戶姓名、工作編號或崗位信息等用戶身份信息；在工作人員借用庫房內工具櫃或貨架上的工器具103時，探頭102檢測到工器具103上的電子標籤101離位，會將離位信息發送到集中控制系統，此時需要工人在規定時間內將用戶電子標籤放置在探頭102讀卡位置識別，集中控制系統接收到信息則確定是何人借取該位置工器具103，集中控制系統可以將借取工器具信息，借取工作人員身份信息，日期等等存儲並在相應的顯示設備上顯示出來；工器具103歸位時，由於集中控制系統中有借取記錄，則不需工作人員再次刷卡確認，只要探頭102檢測到工器具103上電子標籤101身份信息則可確定工器具103歸位，雙重借取信息的檢測確認，達到工器具智能、規範管理。如果規定時間內沒有檢測到用戶電子標籤，系統相應的提示報警單元會發處報警信息。

如圖5所示的，本實用新型還包括夾子105，夾子105的夾柄106內設有空腔(圖中未標示)，空腔口處設有可拆卸的扣蓋107，空腔與扣蓋類似於一般遙控器電池槽的結構，夾柄106表面設有連通至空腔內的引線孔108；夾子105上還設有用於裝置指示燈的安置孔109；空腔內用於設置RFID讀卡器，RFID讀卡器的通信線路經引線孔108連接到集中控制系統，空腔的扣蓋107設置在夾柄106的內表面，引線孔108設置在兩夾柄106尾部內側，這種隱蔽式的設計，美觀且防護性好；RFID讀卡器電連接檢測指示燈用以顯示RFID讀卡器對電子標籤的檢測狀態，檢測指示燈裝置在所述安置孔109中，安置孔109位於夾柄106外表面中部，顯示位置明顯且不妨礙夾子使用。

夾子夾柄106的末端外還可以設有預留孔110，預留孔110為輔助作用的安裝孔，可以用來後期在某些設備上固定夾子105時使用，按照實際情況利用或不用。

對於一些不規則的工器具或者探頭位置不適合固定的工器具，本實用新型提供上述夾子105，夾子空腔內裝置RFID讀卡器，RFID讀卡器的通信線(通信彈簧線)一端固定在引線孔108，另一端連接至RS485總線網絡，夾子105設置在工器具放置位104處，根據實際情況，夾子105可以通過彈簧線等固定使夾子105具有一定自由活動範圍，這樣對於例如絕緣杆或安全帶等等工器具，尤其是安全帶這類由於其形狀原因導致放置時電子標籤位置不固定的工器具，歸位時候可以通過夾子105自由夾持在工器具電子標籤101處，近距離檢測，精確度高。

本實用新型電子標籤採用13.56MHz高頻RFID非接觸式電子標籤，其晶片內信息數據可以通過無線改寫，修改和更新其身份信息，可重複使用，也方便管理。電子標籤的樣式可以根據工器具的類型不同適應性選擇，達到方便管理的效果。

本實用新型申請人在專利號為「201220155011.3」的專利文件中公開了一種新型RFID身份識別電力工具櫃，通過在工器具上設置電子標籤並在櫃體內設置一個RFID讀卡器，如果工作人員取走工器具，RFID讀卡器會檢測到電子標籤射頻信號離開，確定有工器具離位；多個工器具同時離開或歸位時易造成檢測檢測準確度降低，且無法得知是哪個工作人員取走的哪個工器具；現有技術中解決該問題的方法是在工具櫃庫房內設置攝像頭檢測，但是由於攝像頭存在檢測死角，且人員多時也難以做到清晰精確監控，最重要的是這種監控方法另需人工識別，不夠智能化，可靠性也隨之降低。

故而本實用新型的實用新型人摒棄上述需對工器具多方監控的技術方案，想到通過本實用新型技術方案實現工器具身份的唯一識別，以及全生命周期的檢測和管理，探頭一一對應工器具身份的電子標籤，能夠對不同類型的工器具單獨、唯一、精確的監測管理，高標準、智能化地達到電力系統對工器具管理的規範。

進一步的，所述集中控制系統包括集中控制伺服器200以及通信連接集中控制伺服器200的操作臺顯示屏201以及操作臺電子標籤讀卡器202，集中控制伺服器200連接有不間斷電源203；所述工器具監測單元的探頭102與集中控制伺服器200通信連接，集中控制伺服器200上接收的數據在關係資料庫204中存儲並進行處理。

其中操作臺電子標籤讀卡器202可以讀取、識別工器具103上電子標籤101以及用戶電子標籤內的信息，方便工器具103的借取、信息錄入和查詢；例如新的工器具103入庫可以通過操作臺電子標籤讀卡器202識別工器具103身份信息將其直接錄入集中控制伺服器200內工器具管理系統軟體中；或者對工作人員的用戶電子標籤識別，查詢其借取工器具記錄等等，可大大降低人工錄入出現的錯誤率，提高工作效率。

如圖3、4所示的，本實用新型系統在實施一個具體項目時，工器具數量是已知的，工器具擺放位置是已知的，給每個工器具放置位安裝一個超高頻RFID讀卡器，並根據具體情況通過RS485總線把多個RFID讀卡器連接起來，通過一個串口伺服器連接到高速TCP/IP總線上，在通過一定的網絡設備(如網絡交換機、路由器以及網線等)把多個串口伺服器與集中控制伺服器通信連接。每個工器具粘貼或固定一個電子標籤作為身份識別依據。針對每一個具體實施情況，這種基本信息是固定的。系統上電運行後，每個RFID讀卡器實時讀取其檢測範圍內工器具狀態，而集中控制系統高速讀取系統內每個RFID讀卡器信息，從而綜合判斷工器具是否在位，位於哪個位置，什麼時候離位的等等，還可以通過工器具管理軟體或程序對離位、歸位或歸位失敗的工器具信息進行標示。

所述庫房監控系統內的各監測單元(包括工器具監測單元)以及調控單元等均通過敷設的RS485總線207連接串口伺服器206，經網絡交換機205連接所述集中控制伺服器200以實現庫房監控系統各單元與集中控制伺服器200的數據交換，使集中控制伺服器200通過TCP/IP網絡連接控制庫房監控系統各個單元部分；本實用新型採用星型拓撲的TCP/IP結構，集中控制系統對控制庫房監控系統各個單元部分靈活擴充和調整，速度快、穩定性高；庫房監控系統採用RS485網絡，兼容現有工業產品能力強，應用靈活。

所述庫房監控系統的監測單元以及調控單元還包括：輸入監測單元400、控制輸出單元500、門禁識別單元600、提示報警單元700、視頻監控單元800以及輔助顯示單元900。其中：

所述輸入監測單元400包括設置在庫房智能工具櫃內部和/或外部的溫度傳感器401和溼度傳感器402，還包括庫房內的火災傳感器403、車輛監控器404以及電動卷門感應器405，控制輸出單元500包括加熱器501、風扇502和空調機503等；溫度傳感器401、溼度傳感器402、火災傳感器403、車輛監控器404以及電動卷門感應器405均通過輸入控制器406經RS485總線207網絡通信連接至集中控制伺服器200；加熱器501、風扇502和空調機503通過輸出控制器504經RS485總線207網絡通信連接至集中控制伺服器200，其中，輸出控制單元500設有連接空調的空調調控器模塊(圖中未標示)以保護控制，空調控制器模塊根據空調型號或廠家不同有所調整。

集中控制伺服器200根據設定的規則對櫃體內部和/或外部的溫溼度進行集中控制，溫度傳感器401和溼度傳感器402將溫溼度信息傳送到集中控制伺服器200中，依據設定規則啟動或關閉智能工器具庫房內的加熱器501、風扇502或空調機503，從而實現溫溼度控制。

例如集中控制伺服器200收到檢測信號表示溼度過高則發出除溼控制信號到空調機503和加熱器501(輔助除溼)令其啟動，防止櫃體內工器具受潮而影響操作人員的安全使用，當集中控制伺服器200收到檢測信號表示溼度降至規定範圍(預設定)內，則發出停止除溼信號到空調機503和加熱器501令其關閉；同理，當集中控制伺服器200接收到檢測信號表示溫度過高，則控制啟動風扇502進行散熱降溫，當集中控制伺服器200接收到檢測信號表示溫度過低則啟動加熱器適當升溫。

溫溼度控制規則可以是以下三種：

1、手動控制；通過電器控制櫃旋鈕控制，人工啟動過關閉控制輸出單元設備；2、智能控制；系統根據預設櫃體內外參數值進行智能化控制，保持櫃體內外溫度相對穩定，無論春夏冬夏，控制系統智能化，不需人為管理；

3、區間控制；系統預先自由設定溫溼度控制區間，自動啟、閉控制輸出單元，方便靈活。

集中控制伺服器將全部監測點的溫溼度數據存儲在關係數據中，保證數據的安全和穩定，並隨時讀取，完成歷史曲線繪製或報表。

庫房內設有火災傳感器403用以監控房間內的火災險情的發生，例如採用光電感煙探測器或紅外光束感煙探測器等。

本實用新型還包括對施工車輛的監控，在施工車輛停放車庫中適合位置安裝所述車輛監控器404，本實用新型車輛監控器優選採用3對紅外探頭安裝在車庫適合位置多方位監控，可靈活拓展，用於監測車輛；當車輛進出庫時都可以通過輔助顯示單元顯示一段時間的車輛進出庫狀態。同時車庫等門口安裝的電動卷門處設有電動卷門感應器405，進一步加強庫房進出記錄。

進一步的，庫房監控系統還包括提示報警單元700，提示報警單元700包括光電報警模塊701、聲音報警模塊702以及簡訊報警模塊703，光電報警模塊701包括通過輸出控制器704經RS485總線207通信連接至集中控制伺服器200的指示燈，聲音報警模塊702包括通過輸出控制器704經RS485總線通信連接至集中控制伺服器200的揚聲器，簡訊報警模塊703通信連接至集中控制伺服器200；當集中控制伺服器200收到關於工器具103離位、歸位或試驗日期到期以及溫溼度信息等等均可通過揚聲器或指示燈進行聲光示警，並通過簡訊示警模塊703發送簡訊至管理人員的手機等通信終端。

本實用新型還包括門禁識別單元600，門禁識別單元600包括設置在智能工具櫃庫房和/或智能工具櫃櫃門上的電控鎖601，電控鎖601上連接有控制電控鎖打開或關閉的門禁讀卡器602，門禁讀卡器602配置門禁卡(圖中未標示)作為鑰匙，門禁卡可以為用戶電子標籤，在用戶電子標籤內的晶片中存儲用戶姓名等用戶身份信息的同時存儲開鎖密，門禁讀卡器602讀取門禁卡信息合法後發送控制信號打開電控鎖601；門禁讀卡器602通過門禁控制器603通信連接集中控制伺服器200，工作人員取拿工器具103時需要通過門禁卡打開庫房電控鎖和/或櫃門電控鎖601，相應的集中控制伺服器200中會存儲該用戶電子標籤打開櫃門的記錄用於查詢管理；如果借取工具櫃內的工器具103，則拿取工器具103後在工器具放置位探頭102刷用戶電子標籤，如果規定時間內沒有檢測到用戶電子標籤，提示報警單元600會發處聲光、簡訊等報警信息。

還包括視頻監控單元800，視頻監控系統800包括視頻監控設備801，集中控制伺服器提供TCP/IP接口或RS485接口與視頻監控設備801連接，從而實現對視頻監控單元的控制，在特殊狀態，如庫房開門、借用工具、火災傳感器403動作等事件點上抓圖留存，以便日後查看。

所述輔助顯示單元900包括顯示屏，顯示屏提供TCP/IP方式與集中控制伺服器200通信連接，獲取整個集中控制系統收發的信息，根據用戶要求顯示相應的內容，可使用觸摸工控屏901、觸摸串口屏902以及LCD屏等，直接在顯示屏上進行數據的顯示和查詢，還能夠實現多屏並存，分別放置在庫房或監控室等不同房間內，方便遠程監控。

進一步的，本實用新型還包括遠程控制系統，遠程控制系統包括遠程伺服器1001，遠程伺服器1001的一端通信連接到集中控制伺服器200，另一端提供防火牆1002連接到區域網1003內電腦1004，從而在保證遠程訪問的前提下把遠程控制系統保護起來；操作人員1005通過區域網1003內的電腦1004與集中控制伺服器200數據交換，進行對庫房監控系統的遠程控制。

遠程伺服器1001為WEB伺服器，區域網用戶可提供瀏覽器輸入網址登錄到WEB伺服器上，可提供用戶權限控制，不同用戶查看不同信息資源。

本實用新型管理系統，可以對某一個或多個電站或供電所的工具櫃內的工器具進行單獨、有效、精確地管理和監控，以及工具櫃環境的智能檢測、調節，智能化程度高，可靠性高，極大地減輕電力操作人員的工作負擔，能夠在實際使用中，保障工器具安全、規範管理，繼而保證工作人員施工安全。並且遠程控制安全性高，管理方便。

以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護範圍。