水电站廊道监控和人员定位系统的制作方法

1.本实用新型属于水电站廊道安全监控领域，具体涉及一种水电站廊道监控和人员定位系统。


背景技术：

2.大型水电站枢纽工程由挡水建筑物、泄水建筑物、消能防护工程、引水发电系统和通航建筑物等组成。整个工程的廊道系统包括交通廊道、电缆廊道、排水廊道、检修廊道和基础廊道等。廊道连通水电站大坝各层结构。水电站内廊道数量多，纵横交错，廊道走向线路复杂。大部分廊道内地面潮湿，无gps信号，无网络信号，水电站作业人员进入廊道后无法和廊道外进行沟通。作业人员在廊道内进行日常巡检及维护时，廊道外的电站管理人员无法及时准确掌握廊道内的人员的位置和轨迹等信息，无法保证廊道内作业人员的安全。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种水电站廊道监控和人员定位系统，利用射频通信的抗干扰、可靠性，在水电站廊道中间隔布置识别器实现水电站廊道中射频信号的连续覆盖，以便对廊道中佩戴rfid标识的人员进行定位和行走轨迹的追踪；并在各个廊道中设置廊道监测单元，监测廊道的空气质量以及是否有水淹现象；监测到廊道异常时，通过廊道监测单元的报警器发出警报，并使人员标识卡发生振动，以提醒廊道中人员迅速撤离。
4.本实用新型的技术方案是水电站廊道监控和人员定位系统，包括设置在水电站监控中心的服务器和经光端机与通讯连接的与水电站廊道一一对应的读卡分站以及在各中廊道中间隔布置的用于识别rfid标签的多个识别器，廊道中布置的识别器分别与廊道的读卡分站通讯连接，所述系统还包括人员标识卡和布置的在各个廊道中的廊道监测单元，廊道监测单元与光端机通讯连接；所述廊道监测单元包括控制器和空气质量传感器以及经继电器与控制器连接的报警器；所述人员标识卡采用rfid标签。
5.优选地，所述人员标识卡包括微处理器以及分别与其连接的rfid模块、线性马达。
6.进一步地，所述廊道监测单元还包括与控制器通讯连接的水浸传感器。
7.优选地，所述廊道监测单元还包括与控制器连接的co2传感器。
8.进一步地，所述廊道监测单元还包括与控制器连接的co传感器。
9.优选地，所述廊道监测单元还包括与控制器连接的pm传感器。
10.优选地，所述廊道监测单元还包括与控制器连接的摄像头。
11.相比现有技术，本实用新型的有益效果包括：
12.1）本实用新型通过在水电站廊道中间隔布置识别器实现了对进入廊道人员的定位和行走轨迹的追踪，抗干扰性好，可靠性高；
13.2）本实用新型实现了水电站廊道的空气污染、悬浮颗粒、co、co2的实时监测，出现影响人员健康的情形时及时发出报警，提醒廊道中人员迅速撤离，使进入廊道人员的安全
更有保障；
14.3）本实用新型实时监测水电站廊道是否发生水浸，出现廊道水浸时，及时发出报警，保障人员安全；
15.4）本实用新型监测到廊道异常时，可通过廊道中的识别器与人员标识卡通讯，使人员标识卡振动，提醒廊道中的人员迅速撤离；
16.5）本实用新型实现了水电站监控中心实时获取水电站各廊道的视频图像、空气质量的监测数据，便于及时发现水电站廊道的异常情况并采取措施，保证水电站的安全、稳定运行。
附图说明
17.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
18.图1为本实用新型实施例的廊道监测单元的结构示意图。
19.图2为本实用新型实施例的人员标识卡的结构示意图。
20.图3为实施例的水电站廊道监控和人员定位系统的布署示意图。
具体实施方式
21.如图1-3所示，水电站廊道监控和人员定位系统，包括布署在水电站监控中心的web服务器、数据库服务器、客户端以及布设在廊道的与水电站廊道一一对应的读卡分站、廊道监测单元1，各个廊道中间隔布设用于识别rfid标签的识别器，廊道中布置的识别器分别与廊道的读卡分站通讯连接，读卡分站、廊道监测单元1均经光端机与数据库服务器连接。实施例中，廊道中间隔布置的识别器的间距为5米。实施例中，识别器为rfid读写器。
22.如图1所示，廊道监测单元1包括控制器101以及分别与其连接的摄像头102、dtu模块103、报警器104、空气质量传感器105、pm传感器106、co2传感器107、co传感器108和水浸传感器109，报警器104经继电器与控制器101的控制信号输出端连接。
23.如图2所示，人员标识卡2包括微处理器202以及分别与其连接的rfid模块201、线性马达203。
24.控制器101采用树莓派raspberry pi 4b。
25.水浸传感器109采用小米aqara水浸传感器，实施例的水浸传感器109设置在廊道侧壁离地15cm处。
26.co2传感器107型号为figaro tgs4162。
27.co传感器108型号为figaro tgs5042。
28.pm传感器106采用激光pm传感器，型号为panasonic sn-gcja5。
29.空气质量传感器105型号为figaro tgs2600。
30.dtu模块103采用华为me906e lte模块，dtu模块103经数据总线与控制器101连接，dtu模块103的输出端经网线与光端机连接。
31.摄像头102型号为ov5640，摄像头102经数据线与控制器101连接。
32.微处理器202采用tms320c32数字信号处理器芯片，数字信号处理器芯片及其外围电路采用申请号为200920077751.8的中国专利“一种继电保护综合测试装置”公开的电路。
33.rfid模块201采用alien h3芯片。
34.线性马达203采用taptic engine线性马达。
35.上述结构的系统的工作原理：廊道中的识别器与人员标识卡2的rfid模块201射频通信，根据取得人员标识卡2射频信号的识别器的位置得到佩戴人员标识卡2的人员位置，廊道中的读卡分站根据获得的廊道中人员位置得到廊道中人员分布信息，廊道中的人员位置信息经光端机转换为光信号，经光纤传输到数据库服务器并存储；空气质量传感器105监测廊道中空气质量，pm传感器106监测廊道空气中的悬浮颗粒，co2传感器107监测廊道空气中co2浓度，co传感器108监测廊道空气中有否有co气体，水浸传感器109监测廊道中是否出现水浸，摄像头102实时采集廊道中的图像数据，上述监测数据经控制器101收集，经dtu模块103传输到光端机转换为光信号，经光纤传输到数据库服务器并存储，控制器101监测到廊道中空气中有烟气或检测到co气体或检测到水浸时，经继电器启动报警器104发出警报，并通过廊道的读卡分站和识别器发送报警信号至廊道中的人员标识卡2，报警信号经人员标识卡2的rfid模块201接收后，人员标识卡2的微处理器202输出控制信号至线性马达203，使人员标识卡2发生振动，提醒人员迅速撤离；数据库服务器存储廊道中人员定位信息数据和廊道监测数据，监管中心运维管理人员经客户端连接web服务器，web服务器读取数据库服务器中存储的人员定位信息数据和廊道监测数据，向运维管理人员展示水电站廊道人员定位信息和廊道监测数据，监管中心运维管理人员通过数据库服务器中存储的不同时刻的人员标识卡2的定位数据，得到人员的行走轨迹。