一种供配电系统电缆夹层作业监测保护装置

摘要

本发明提供一种供配电系统电缆夹层作业监测保护装置，头盔设有外壳，与人体头部接触的内网，安装有无线通信装置，储电装置，定位装置；方便人们在施工现场指挥作业，提高了工作效率；缓冲圈能有效地减轻冲力，提高了安全帽的安全性；散热风扇和温控装置可根据设定的温度实施降温，起到散热的作用。无线通信装置，定位装置、照明装置，氧含量传感器、控制装置、散热风扇、检测组件、一氧化碳检测模块、面部识别摄像头和环境摄像头分别与储电装置连接，使储电装置供电；处理器能够检测储电装置的电量，防止在遇到危机时刻时，因储电装置电量低而使保护装置失去作用。

主权项

一种供配电系统电缆夹层作业监测保护装置，其特征在于，包括：头盔以及与头盔连接的制氧装置；头盔设有外壳，与人体头部接触的内网，帽带，防护面罩；外壳的内部设有与外壳内部固定连接的安装梁，安装梁上安装有无线通信装置，储电装置，定位装置；外壳的外表面设有太阳能电池板，照明装置，用于感应电缆隧道内氧含量的氧含量传感器、控制装置、温控器、检测组件，散热风扇、储电装置、一氧化碳检测模块、面部识别摄像头和环境摄像头；外壳上设有帽檐，帽檐设有散热风扇；帽带上设有话筒、接听装置；温控器包括测温探头和风扇控制电路，所述测温探头固设在外壳上，所述风扇控制电路分别与散热风扇和储电装置连接，风扇控制电路用于当环境温度超过预设值时，风扇控制电路控制散热风扇运行；当环境温度低于预设值时，风扇控制电路控制散热风扇停止运行；所述话筒和接听装置分别设置在帽带的两侧；所述无线通信装置，定位装置、照明装置，氧含量传感器、控制装置、散热风扇、检测组件、一氧化碳检测模块、面部识别摄像头和环境摄像头分别与储电装置连接，使储电装置供电；无线通信装置，定位装置、氧含量传感器、检测组件、面部识别摄像头和环境摄像头分别与控制装置电连接；检测组件包括：烟雾传感器，强光传感器，温度传感器，湿度传感器，二极管Cc1、二极管Cc2、二极管Cc3、二极管Cc4、二极管Cc5、二极管Cc6、电阻Rc1、调节电阻Rc2、调节电阻Rc3、调节电阻Rc4、调节电阻Rc5、调节电阻Rc6、电阻Rc7、电阻Rc8、报警器Lc;二极管Cc1和电阻Rc8串联连接；电阻Rc7和调节电阻Rc2串联连接，电阻Rc1和电阻Rc7并联，再与调节电阻Rc2的滑动端及二极管Cc1控制端连接；电阻Rc1和电阻Rc7并联的一端分别与控制装置连接，通过二极管Cc3与调节电阻Rc3滑动端连接，通过二极管Cc4与调节电阻Rc4滑动端连接，通过二极管Cc5与调节电阻Rc5滑动端连接，通过二极管Cc6与调节电阻Rc6滑动端连接；调节电阻Rc2用于调节检测组件的整体灵敏度；报警器Lc与控制装置连接；强光传感器一端连接电源，另一端通过调节电阻Rc3接地，调节电阻Rc3调节强光传感器的灵敏度；烟雾传感器一端连接电源，另一端通过调节电阻Rc4接地，调节电阻Rc4调节烟雾传感器的灵敏度；温度传感器一端连接电源，另一端通过调节电阻Rc5接地，调节电阻Rc5调节温度传感器的灵敏度；湿度传感器一端连接电源，另一端通过调节电阻Rc6接地，调节电阻Rc6调节湿度传感器的灵敏度；烟雾传感器，强光传感器，温度传感器，湿度传感器分别感应的烟雾量，强光量，温度量，湿度量，并将烟雾量，强光量，温度量，湿度量传输至控制装置；当接收烟雾量，强光量，温度量，湿度量超出预设值时，将超出数据信息发送给控制装置，控制装置接收超出数据信息并通过无线通信装置传输至上位机，同时当烟雾量，强光量，温度量，湿度量任一量超出预警值时，控制装置控制报警器Lc发出报警声；内网设有与人体头部接触的除臭层；除臭层包括上吸汗透气层，所述上吸汗透气层的底部设有上除臭层，所述上除臭层的底部设有中芯层，所述中芯层的底部设有下除臭层，所述下除臭层的底部设有下吸汗透气层；所述上吸汗透气层和下吸汗透气层均由腈纶纤维和锦纶纤维混纺制成，上除臭层和下除臭层均由竹炭纤维和甲壳素纤维编织成网眼结构制成，所述中芯层由氯纶和粘胶纤维混纺制成；所述控制装置包括：处理器，储电装置电压获取电路，稳压电路，储电装置电流获取电路，时间电路，氧含量接收模块、温度接收模块、湿度接收模块、面部区域设置模块、面部识别模块、视频预处理模块、视频放大处理模块、心率信号消噪处理模块、心率值转换模块、心率与摄氧量折算模块、报警提示模块、摄氧量比较模块；电流传感器的输入端DL连接处理器的 3脚，电压信号的输入端DY连接处理器的2脚；处理器14脚、15脚连接时间电路的时间芯片的6脚和5脚，时间电路和处理器之间的通讯协议为I²C总线协议；处理器的9、10脚为晶振接口，分别连接晶振XT1的两端，晶振XT1的两端分别通过电容CC2、CC3接地；处理器的23、24脚连接无线通信装置；供电端VCC通过电阻RC2和电阻RC1连接处理器的1脚，电阻RC2和电阻RC1之间通过电容CC4接地；VCC连接处理器的20脚，20脚还通过电容CC1接地，处理器的8、19脚接地；时间电路包括：时间芯片，时间芯片的1、2脚接晶振YS1的两端，8脚通过二极管DS1接电源VCC，同时通过电容CS1接地，通过电阻RS1与备用电池BT1相连，3、4脚接地；稳压电路包括：电源芯片，电源芯片1脚接滤波电感LD1，滤波电感LD1接熔断丝FY，熔断丝FY接二极管DY1，二极管DY1接+5V的VBB，电源芯片2脚接地，滤波电感LD1和熔断丝FY之间通过电阻RD1接地，电源芯片1脚与滤波电感LD1之间通过电容CD1接地，电源芯片3脚通过电容CD3、CD4、CD5接地，电源芯片3脚输出为+5VVCC稳定电压给处理器供电；储电装置电压获取电路包括：电阻Rdy2，电阻Rdy2连接储电装置正极，电阻Rdy3连接储电装置负极及接地，电阻Rdy3两端的电压为运放器Lmdy的同相端2脚的输入，运放器Lmdy的1脚通过电阻Rdy4与运放器Lmdy的3脚相连，运放器Lmdy的4脚接VCC, 5脚接地，运放器Lmdy的3脚通过电阻Rdy1接输入端DY，电阻Rdy1与输入端DY之间通过电容Cdy1接地，电阻Rdy1和电容Cdy1为的滤波电路，将处理器的输入信号进行滤波；储电装置电流获取电路包括：电压变送器的4、5脚分别接储电装置的正负极，在4、5脚之间串联分流器LFL，电压变送器1脚接VCC，3脚接地，2脚连接电阻Rdl4一端，电阻Rdl4另一端分别连接电阻Rdl2和电阻Rdl3，电阻Rdl3接地，电阻Rdl2连接运放器Lmdl2脚，运放器Lmdl4脚接VCC，5脚接地，运放器Lmdl1脚通过电阻Rdl1接3脚和处理器的输入端DL；电阻Rdl3和电阻Rdl4尾分压电阻；温度接收模块用于接收温度传感器感应电缆隧道内的温度；湿度接收模块用于接收湿度传感器感应电缆隧道内的湿度；氧含量接收模块用于接收氧含量传感器感应电缆隧道内的氧含量；所述面部区域设置模块用于设置面部敏感区域；所述面部识别摄像头用于获取面部视频图像；所述面部识别模块用于从获取的面部视频图像中的每一帧中选取面部敏感区域作为后续的心率信号的提取区域；当在获取的视频中，某一帧中的选取面部敏感区域失败时，使用上一帧中的面部敏感区域作为当前帧中的面部敏感区域；所述视频预处理模块用于对选取的面部敏感区域的视频帧进行计量，当计量的帧数达到预设帧数时，将所述视频帧发送至视频放大处理模块；当计量的帧数未达到预设帧数时，继续计量视频帧直至达到预设帧数；所述视频放大处理模块用于对所述视频预处理模块发送的视频帧进行视频放大处理，将放大处理后的视频帧在RGB颜色空间内进行分解，形成三幅单通道图像；分别计算三通道图像的面部敏感区域内像素的空间平均值，形成对应每一帧的红绿蓝三个信号值，信号值范围在0~255之间，每一帧的红绿蓝三个信号值形成三个原始信号序列，以使从每一帧中放大出心率信号；所述心率信号消噪处理模块用于对原始心率信号序列进行带通滤波处理，以调整信号波形和消除噪声的影响；所述心率计算模块用于对消除噪声的三个信号序列分别进行FFT变换，计算三个信号序列的对应功率谱密度，选取G通道信号序列中最大功率对应的频率作为心率的计算值；所述心率与摄氧量折算模块用于将心率的计算值折算成使用人员的摄氧量；所述摄氧量比较模块用于将心率与摄氧量折算模块折算的使用人员的摄氧量与预设的摄氧量进行比较，当使用人员的摄氧量低于预设的摄氧量时，报警提示模块发出报警提示；制氧装置包括：固定板，固定板上安置有制氧机构、输气管、氧气缓冲室、呼吸嘴、氧气净化室、制氧控制开关；固定板上设有两个安装扣，两个安装扣上分别设有吊带，外壳的边缘处设有绑接孔，吊带与帽带绑接，或与绑接孔相绑接；制氧机构通过输气管与氧气缓冲室连接，氧气缓冲室通过输气管与氧气净化室，氧气净化室通过输气管与呼吸嘴连接；制氧机构包括：制氧壳体，制氧壳体内设有多个制氧仓，靠近制氧壳体内壁设有输氧通道，每个制氧仓的出氧口分别与输氧通道连接，每个制氧仓的出氧口上设有出氧电磁阀，制氧壳体上设有壳体出氧口，壳体出氧口上设有出氧传感器；制氧仓包括：过氧化钠仓和水仓；过氧化钠仓和水仓之间设有隔板，隔板上设有连通孔，连通孔上设有制氧电磁阀；过氧化钠仓内部设有过氧化钠，水仓内部设有水；制氧控制开关分别与出氧传感器、出氧电磁阀、控制装置和制氧电磁阀电连接；制氧控制开关包括：制氧开关、出氧量感应模块、出氧电磁阀控制模块、制氧电磁阀控制模块、出氧量传输模块；所述出氧量感应模块用于接收出氧传感器感应的出氧量；所述制氧开关用于接收使用人员的控制开关指令；所述制氧电磁阀控制模块用于当制氧开关用于接收使用人员的开启制氧指令时，控制打开一个制氧电磁阀，使过水仓内的水流入过氧化钠仓，水和过氧化钠反应产生氧气，并在预设的时间间隔逐一打开制氧电磁阀，使过氧化钠和水混合制氧；所述出氧电磁阀用于当制氧电磁阀打开后，控制出氧电磁阀打开，使氧气流至输氧通道，并流出制氧机构；所述出氧量传输模块用于将出氧传感器感应的出氧量传输至控制装置；所述视频放大处理模块包括：视频放大处理电路；所述视频放大处理电路包括：电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电容C1、电容C2、三极管Q1、放大器U1；视频放大处理模块的输入端、电阻R2第一端、三极管Q1基极同时连接；电阻R2第二端、电阻R1第二端同时接地；三极管Q1集电极接电源；三极管Q1发射极、电容C1第一端、电阻R1第一端同时连接；电容C1第二端、电阻R5第二端、放大器U1正极输入端同时连接，电阻R5第一端接地；电阻R3第一端接地；电阻R3第二端、放大器U1负极输入端、电阻R4第一端、电容C1第一端同时连接，放大器U1负极输出端、电阻R4第二端、电容C1第二端、电阻R6第一端同时连接，电阻R6第二端连接视频放大处理模块的输出端；放大器U1、电阻R4、电容C2为信号放大电路； C1为隔直电容，C2对信号放大电路的带宽进行限制，以滤除信号中的高频噪声和尖峰毛刺; 电阻R6为阻抗匹配电阻；电阻R1、电阻R2为三极管Q1的放大倍数控制电阻；视频放大处理电路用于对所述视频预处理模块发送的视频帧进行视频放大处理；定位装置包括：定位芯片，定位电阻R_D1，定位电阻R_D2，定位电容C_D1，定位灯LED；定位芯片一脚接电源，定位芯片二脚、三脚接数据输入输出，定位芯片五脚接地，定位芯片六脚通过定位电阻R_D2接地，定位芯片六脚为复位脚通过定位电容C_D1接电源；定位芯片一脚和五脚之间串联连接有定位电阻R_D1和定位灯LED；当定位芯片在定位过程中时，定位灯LED闪烁提示。