本發(fā)明涉及風電場運維測量監(jiān)控領域，具體涉及一種應用于風電機組運維的智能可穿戴設備。

背景技術：

隨著能源行業(yè)信息化建設不斷深入，信息化系統(tǒng)的使用已融入到日常工作中，但與信息化水平迅速發(fā)展不匹配的是在現(xiàn)場工作基本還保持著傳統(tǒng)的紙質(zhì)記錄、電話聯(lián)系的工作模式，由此帶來了工作效率的低下和工作量的增加，與信息化的建設目標還有著不小的差距。

近年來，在移動技術的迅猛發(fā)展下，移動應用相關的移動終端硬件技術、安全加密技術、3G/4G網(wǎng)絡覆蓋、基礎信息化數(shù)據(jù)等技術均已成熟，具備了提高現(xiàn)場工作信息化水平，同時有利于挖掘信息數(shù)據(jù)在業(yè)務應用方面的技術潛力。

與此同時，可穿戴設備逐漸走向真正的市場化成功，不僅具備各種復雜的功能，而且發(fā)展出了大量的實際應用?？纱┐髟O備指可直接穿在身上，或是整合到用戶的衣服或配件里的一種便攜式設備。它集成了多媒體、傳感器和無線通信等技術，通過APP支持、數(shù)據(jù)交互、云端交互可以實現(xiàn)強大的功能，常見的可穿戴設備產(chǎn)品包括：智能眼鏡、智能耳機、智能手表、智能手環(huán)、交互式衣服等，但是目前并沒有專門針對應用于風電機組運維時使用的，并且智能化程度高、操控簡便，效率高的智能可穿戴設備。

此外，風電機組運維是一項艱苦的工作，經(jīng)常需要長時間的作業(yè)，在保證工作效率的同時也必須考慮作業(yè)人員的勞累以及舒適程度，而現(xiàn)有的設備長時間工作的話往往伴隨著溫度的升高，對作業(yè)人員的影響較大，現(xiàn)有技術中并沒有考慮這一點專門針對作業(yè)人員設計優(yōu)化的智能可穿戴設備。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種應用于風電機組運維的智能可穿戴設備，其具有便攜性而且能夠保持數(shù)據(jù)在線，既能在現(xiàn)場進行各種數(shù)據(jù)檢測并且離線存儲，也能與遠程運維中心進行雙向通信，即可以在現(xiàn)場進行實時狀態(tài)監(jiān)測，也能夠通過網(wǎng)絡實現(xiàn)遠程專家診斷，更重要的一點，能夠保證工作人員在舒適的工作條件下進行長時間的工作。

此外，本發(fā)明的目的還在于克服現(xiàn)有技術的不足，在保證作業(yè)的同時，提供大量現(xiàn)場數(shù)據(jù)，為電力公司的管理、分析和決策提供實時、準確的海量數(shù)據(jù)支撐，為生產(chǎn)作業(yè)一線人員提供基于行為告警的智能化作業(yè)工具，保障作業(yè)安全、標準、高效、智能，為可穿戴設備智能感知交互與業(yè)務融合的一體化系統(tǒng)、成果應用和新業(yè)務培育提供基礎，為可穿戴設備智能化應用系統(tǒng)建設和新的生產(chǎn)、運營和管理方式產(chǎn)生提供有益支持。

本發(fā)明提供了一種應用于風電機組運維的智能可穿戴設備，包括智能頭盔和智能工作服：

智能頭盔包括頭盔控制系統(tǒng)，以及與頭盔控制系統(tǒng)分別連接的高清攝像頭、補光燈、通信用麥克風、骨傳導耳機、第一電源和第二擴展接口；頭盔控制系統(tǒng)控制其內(nèi)部各傳感、通信模塊的工作情況，將各項數(shù)據(jù)信息按照一定協(xié)議編碼打包傳輸，并且進行第一電源管理；

智能工作服包括智能工作服控制系統(tǒng)，以及與智能工作服控制系統(tǒng)分別連接的檢修照明燈、觸控顯示屏、GPS模塊、溫濕度傳感模塊、ZigBee模塊、3G/4G移動通信模塊、智能手機接口、WiFi模塊、第二電源和第二擴展接口；

智能工作服控制系統(tǒng)控制其內(nèi)部各傳感、通信模塊的工作情況，將各項數(shù)據(jù)信息在觸控顯示屏上進行顯示以及將數(shù)據(jù)編碼打包傳輸，并且進行第二電源管理；

其中，高清攝像頭和補光燈內(nèi)部分別設置第一溫度傳感器和第二溫度傳感器，第一溫度傳感器用于測量高清攝像頭內(nèi)部的溫度，第二溫度傳感器用于測量第一溫度傳感器內(nèi)部的溫度；

頭盔控制系統(tǒng)分別還與第一溫度傳感器和第二溫度傳感器連接，用于控制第一、二溫度傳感器按照變化的周期依次采集第一溫度值和第二溫度值，還用于計算比較第一溫度值和第一閾值，以及第二溫度值和第二閾值，并且控制高清攝像頭和補光燈滿足：

當?shù)谝粶囟戎荡笥诨虻扔诘谝婚撝?，且第二溫度值小于第二閾值時降低高清攝像頭的采集頻率和功率，提高補光燈的功率；

當?shù)诙囟戎荡笥诨虻扔诘诙撝担业谝粶囟戎敌∮诘谝婚撝禃r降低補光燈的功率，提高高清攝像頭的采集頻率和功率；

當?shù)谝粶囟戎荡笥诨虻扔诘谝婚撝?，且第二溫度值大于或等于第二閾值時，同時降低高清攝像頭的采集頻率和功率，以及補光燈的功率。

優(yōu)選地，檢修照明燈以可拆卸的方式布置在工作服手腕部位。

優(yōu)選地，觸控顯示屏設置在工作服小臂上側(cè)。

優(yōu)選地，所述當?shù)谝粶囟戎荡笥诨虻扔诘谝婚撝?，且第二溫度值大于或等于第二閾值時，同時降低高清攝像頭的采集頻率和功率，以及補光燈的功率滿足：

其中，T₁、T₂分別表示第一溫度值和第二溫度值，f₁和P₁分別為降低的高清攝像頭的采集頻率和功率的百分比，P₂為降低補光燈的功率的百分比。

優(yōu)選地，檢修照明燈為LED燈。

優(yōu)選地，還包括風機傳感器，ZigBee模塊和風機傳感器連接，獲得風機運行參數(shù)。

優(yōu)選地，風機傳感器采集信號包括非電氣信號和數(shù)字信號。

優(yōu)選地，非電氣信號為風電機組振動、風速、溫濕度。

優(yōu)選地，數(shù)字信號為視頻和/或音頻。

優(yōu)選地，智能頭盔和智能工作服通過各自的擴展接口連接。

本發(fā)明的應用于風電機組運維的智能可穿戴設備，可以實現(xiàn)：

智能化：實現(xiàn)基于行為告警的可穿戴技術和電力現(xiàn)場作業(yè)的融合，會在很大程度上改變電力現(xiàn)場作業(yè)模式，解放人們的手腳和頭腦，帶來新的工作模式，優(yōu)化決策方式。隨著可穿戴設備在電力作業(yè)的實用化，將為電力企業(yè)帶來新一輪的管理創(chuàng)新。

標準化：按設備巡視“三標兩控”(巡視路徑標準化、巡視內(nèi)容標準化、巡視記錄標準化、巡視時間控制、巡視到位控制)和電力公司巡視、維修、試驗統(tǒng)一規(guī)范的要求，劃分現(xiàn)場設備管理區(qū)域、標示現(xiàn)場設備、確定巡視路線及巡視、維修、試驗標準，建立現(xiàn)場作業(yè)標準化管理。

規(guī)范化：每個工作人員在作業(yè)標準的指導下完成變電站、線路、風機的巡視和維修作業(yè)，保證設備狀態(tài)的正常運行，將規(guī)范化管理落實到日常工作中。

流程化：可穿戴技術輔助變電站、線路和風機的巡視和維修信息處理走上計算機管理的軌道，使管理工作高效、設備信息數(shù)值化，實現(xiàn)巡視、維修、試驗人員到位率和現(xiàn)場作業(yè)的監(jiān)督與統(tǒng)計；實現(xiàn)缺陷全過程的標準化管理。

設備遠程智能診斷：實現(xiàn)設備巡視、維修、試驗數(shù)據(jù)的查詢、統(tǒng)計、分析和決策的功能，數(shù)據(jù)化分析設備的狀態(tài)，準確描述數(shù)據(jù)的變化趨勢，實現(xiàn)對設備狀態(tài)全面、細致的掌握，通過設備的狀態(tài)評估制定維修策略。

遠程專家實施支持：在現(xiàn)場作業(yè)、巡檢過程中遇到通過個體、遠程智能診斷不能解決的問題時，可以通過智能穿戴的多媒體功能實時聯(lián)網(wǎng)或預約遠方相關專家，協(xié)助遠程診斷。

更重要的一點，可以實時的調(diào)整設備運行功率和頻率，從而降低頭盔溫度，提高作業(yè)人員的舒適度，提高工作效率。

附圖說明

圖1智能可穿戴設備的總體結構示意圖

圖2智能可穿戴設備中智能頭盔結構示意圖

圖3智能可穿戴設備中智能工作服結構示意圖

具體實施方式

下面詳細說明本發(fā)明的具體實施，有必要在此指出的是，以下實施只是用于本發(fā)明的進一步說明，不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限制，該領域技術熟練人員根據(jù)上述本發(fā)明內(nèi)容對本發(fā)明做出的一些非本質(zhì)的改進和調(diào)整，仍然屬于本發(fā)明的保護范圍。

本發(fā)明提供了一種應用于風電機組運維的智能可穿戴設備，如附圖1-3所示，包括智能頭盔、智能工作服兩個部分?？纱┐髟O備根據(jù)具體運維任務要求提供各種不同方式的使用，既可單獨使用，也可組合成套使用。其中，智能頭盔具有視頻圖像采集傳輸、語音雙向傳輸功能。智能頭盔在消防頭盔的基礎上設置頭盔控制系統(tǒng)、高清攝像頭、補光燈、通信用麥克風、骨傳導耳機、電源和擴展接口組成：頭盔控制系統(tǒng)控制各傳感、通信模塊的工作情況，將各項數(shù)據(jù)信息按照一定協(xié)議編碼打包傳輸，并且進行電源管理；高清攝像頭和補光燈完成圖像采集和傳輸功能，補光燈還可以作為工作光源使用，高清攝像頭采用高分辨率高強度抗壓耐磨鏡頭，補光燈能夠達到保證在夜晚或黑暗處的視頻效果。通信用麥克風和骨傳導耳機完成現(xiàn)場與后方的語音通話功能，方便現(xiàn)場情況匯報、后方指揮與調(diào)度，其中麥克風具有高強度防風除噪功效，骨傳導耳機可在嘈雜的環(huán)境中確保聲音的收聽效果。智能工作服具有視頻圖像采集傳輸、現(xiàn)場數(shù)據(jù)信息采集與傳輸、數(shù)據(jù)與圖像顯示、3G/4G移動網(wǎng)絡通信、智能手機接入通信以及檢修照明和大容量電源功能。智能工作服在電力作業(yè)工作服的基礎上設置智能工作服控制系統(tǒng)、檢修照明燈、觸控顯示屏、GPS模塊、溫濕度傳感模塊、ZigBee模塊、3G/4G移動通信模塊、智能手機接口、WiFi模塊、大容量電源和擴展接口組成；智能工作服控制系統(tǒng)控制各傳感、通信模塊的工作情況，將各項數(shù)據(jù)信息在顯示屏上進行顯示以及將數(shù)據(jù)編碼打包傳輸，并且進行電源管理；檢修照明燈布置在工作服手腕部位，設置成可拆卸式，方便在各種環(huán)境下完成檢修照明、現(xiàn)場狀況采集任務，其中檢修照明燈采用LED技術確保燈光強度并節(jié)能省電。ZigBee模塊可以和風機的傳感器網(wǎng)絡連接，獲得風機運行參數(shù)。觸控顯示屏放置在工作服小臂上側(cè)，采用工業(yè)級高強度抗壓耐磨玻璃，可以顯示ZigBee模塊提供低成本低功耗的通訊，獲取的風機工作參數(shù)。智能手機接口方便與各種智能設備相互集成，可以和智能手機進行連接，利用手機網(wǎng)絡進行通信。GPS模塊實現(xiàn)全球定位，獲得工作人員位置信息。溫濕度傳感器為物理型傳感器，可以獲得現(xiàn)場的溫濕度環(huán)境參數(shù)。WiFi模塊可充分利用現(xiàn)有WiFi網(wǎng)絡，在頭盔控制系統(tǒng)的控制下將現(xiàn)場圖像，語音與各種參數(shù)信息傳輸給風機現(xiàn)場的無線路由器。3G/4G移動通信模塊充分利用網(wǎng)絡傳輸數(shù)據(jù)，可以通過移動網(wǎng)絡進行所有數(shù)據(jù)通信。大容量電源和擴展接口為超長待機和續(xù)航時間提供保障。智能頭盔、智能工作服中的擴展接口提供了智能頭盔、智能工作服與外部器件的傳輸接口，并且也提供自身智能頭盔、智能工作服之間的傳輸接口，還提供與其他智能頭盔間、智能工作服間以及智能頭盔和智能工作服間的傳輸接口，為它們之間的通訊提供一種便捷的通訊方式。控制系統(tǒng)為主要核心，承擔整個的功能控制作用，一種應用于風電機組運維的智能可穿戴設備，其通信多樣化，既能采用無線通信方式，也能采用有線通信方式，數(shù)據(jù)傳輸更靈活方便。

對于作業(yè)人員而言，長時間的佩戴頭盔本身就是舒服，而且因為智能頭盔中還設置有電子器件，尤其是高清攝像頭和補光燈，在作業(yè)的過程中會產(chǎn)生熱量，尤其是長時間的作業(yè)的時候，而溫度的提高直接作用于作業(yè)人員的頭部，頭部會因為熱發(fā)生眩暈、惡心等一些癥狀，不但使得作業(yè)時間受到限制，在一定程度上還會對作業(yè)人員的生命安全產(chǎn)生威脅，因此，高清攝像頭和補光燈內(nèi)部分別設置第一溫度傳感器和第二溫度傳感器，第一溫度傳感器用于測量高清攝像頭內(nèi)部的溫度，第二溫度傳感器用于測量第一溫度傳感器內(nèi)部的溫度，通過設置溫度傳感器來實時的掌控頭部發(fā)熱電子器件的實時溫度狀態(tài)，做出合理優(yōu)化的調(diào)整后，就可以保證工作人員佩戴智能頭盔的舒適程度，避免危險，提高工作效率。具體而言，頭盔控制系統(tǒng)分別還與第一溫度傳感器和第二溫度傳感器連接，用于控制第一、二溫度傳感器按照變化的周期依次采集第一溫度值和第二溫度值，還用于計算比較第一溫度值和第一閾值，以及第二溫度值和第二閾值，并且控制高清攝像頭和補光燈滿足：當?shù)谝粶囟戎荡笥诨虻扔诘谝婚撝?，且第二溫度值小于第二閾值時降低高清攝像頭的采集頻率和功率，提高補光燈的功率；

當?shù)诙囟戎荡笥诨虻扔诘诙撝?，且第一溫度值小于第一閾值時降低補光燈的功率，提高高清攝像頭的采集頻率和功率；

當?shù)谝粶囟戎荡笥诨虻扔诘谝婚撝?，且第二溫度值大于或等于第二閾值時，同時降低高清攝像頭的采集頻率和功率，以及補光燈的功率，并且滿足：

其中，T1、T2分別表示第一溫度值和第二溫度值，f1和P1分別為降低的高清攝像頭的采集頻率和功率的百分比，P2為降低補光燈的功率的百分比。

其中，數(shù)據(jù)的傳輸遵循ZigBee協(xié)議、802.11b協(xié)議、RS-485協(xié)議、TCP/IP協(xié)議等通信協(xié)議?？纱┐髟O備具備便攜性而且能夠保持數(shù)據(jù)在線，既能在現(xiàn)場進行各種數(shù)據(jù)檢測并且離線存儲，也能與遠程運維中心進行雙向通信。即可以在現(xiàn)場進行實時狀態(tài)監(jiān)測，也能夠通過網(wǎng)絡實現(xiàn)遠程專家診斷。

本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測、健康評價、指標監(jiān)控、實時報警等。其中，狀態(tài)監(jiān)測功能是對設備的當前運行狀態(tài)進行監(jiān)控和勘測；健康評價功能是對設備模擬成人類健康的方式的評價；指標監(jiān)控功能是對某些關鍵或關注指標進行重點監(jiān)控；實時報警功能是對某些數(shù)值或指標設置限制，使其超過或觸發(fā)某些條件時進行報警通知。

本發(fā)明涉及風電場運維工作領域，具體涉及一種應用于風電機組運維的智能可穿戴設備，包括：智能頭盔、智能工作服兩個部分?？纱┐髟O備根據(jù)具體運維任務要求提供各種不同方式的使用，既可單獨使用，也可組合成套使用。其中，智能頭盔具有視頻圖像采集傳輸、語音雙向傳輸功能。智能頭盔在消防頭盔的基礎上設置頭盔控制系統(tǒng)、高清攝像頭、補光燈、通信用麥克風、骨傳導耳機、電源和擴展接口組成：頭盔控制系統(tǒng)控制各傳感、通信模塊的工作情況，將各項數(shù)據(jù)信息按照一定協(xié)議編碼打包傳輸，并且進行電源管理；高清攝像頭和補光燈完成圖像采集和傳輸功能，補光燈還可以作為工作光源使用。通信用麥克風和骨傳導耳機完成現(xiàn)場與后方的語音通話功能，方便現(xiàn)場情況匯報、后方指揮與調(diào)度。智能工作服具有視頻圖像采集傳輸、現(xiàn)場數(shù)據(jù)信息采集與傳輸、數(shù)據(jù)與圖像顯示、3G/4G移動網(wǎng)絡通信、智能手機接入通信以及檢修照明和大容量電源功能。智能工作服在電力作業(yè)工作服的基礎上設置智能工作服控制系統(tǒng)、檢修照明燈、觸控顯示屏、GPS模塊、溫濕度傳感模塊、ZigBee模塊、3G/4G移動通信模塊、智能手機接口、WiFi模塊、大容量電源和擴展接口組成；智能工作服控制系統(tǒng)控制各傳感、通信模塊的工作情況，將各項數(shù)據(jù)信息在顯示屏上進行顯示以及將數(shù)據(jù)編碼打包傳輸，并且進行電源管理；檢修照明燈布置在工作服手腕部位，設置成可拆卸式，方便在各種環(huán)境下完成檢修照明、現(xiàn)場狀況采集任務。ZigBee模塊可以和風機的傳感器網(wǎng)絡連接，獲得風機運行參數(shù)。觸控顯示屏放置在工作服小臂上側(cè)，可以顯示ZigBee模塊獲取的風機工作參數(shù)。智能手機接口可以和智能手機進行連接，利用手機網(wǎng)絡進行通信。GPS模塊獲得工作人員位置信息。溫濕度傳感器可以獲得現(xiàn)場的溫濕度環(huán)境參數(shù)。WiFi模塊在頭盔控制系統(tǒng)的控制下將現(xiàn)場圖像，語音與各種參數(shù)信息傳輸給風機現(xiàn)場的無線路由器。3G/4G移動通信模塊可以通過移動網(wǎng)絡進行所有數(shù)據(jù)通信。擴展接口提供與智能頭盔間的數(shù)據(jù)與電源傳輸接口，USB接口以及預留設備接口。

盡管為了說明的目的，已描述了本發(fā)明的示例性實施方式，但是本領域的技術人員將理解，不脫離所附權利要求中公開的發(fā)明的范圍和精神的情況下，可以在形式和細節(jié)上進行各種修改、添加和替換等的改變，而所有這些改變都應屬于本發(fā)明所附權利要求的保護范圍，并且本發(fā)明要求保護的產(chǎn)品各個部門和方法中的各個步驟，可以以任意組合的形式組合在一起。因此，對本發(fā)明中所公開的實施方式的描述并非為了限制本發(fā)明的范圍，而是用于描述本發(fā)明。相應地，本發(fā)明的范圍不受以上實施方式的限制，而是由權利要求或其等同物進行限定。