一种防触电提醒系统及方法与流程

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1.本发明涉及防触电系统技术领域，具体涉及一种防触电提醒系统及方法。

背景技术：

2.输配电线路是电能输送、供应的载体，是重要的社会公用设施。电力线路安全保护是保障供用电安全和维护社会公共安全的基础性工作。随着社会经济的发展，全社会对电能的需求不断扩大，电力设施建设步伐加快，但受制于地形和电力通道的限制，一些边远、偏僻和农村地区的有电力线路建设在空旷的田野或河道、池塘边上，由于部分垂钓人员对电力设施安全常识的缺乏，导致他们做出的行为对电力线路造成很大的安全隐患，严重影响了电网运行安全。
3.现有的安全防范技术均是通过警示标志和警示牌来防范电力线路设施的危险，但是对于小孩、安全意识淡薄的人、动物等在靠近、攀爬电力设施及做出危急电力线路设施行为时，这种仅仅靠标志来起警示作用的安全警示装置无法发挥应有的作用，而且告警牌日久天长极易失落，夜间又不易被发现，因而起不到良好的警示作用。

技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是：提供一种防触电提醒系统及方法，以解决现有技术中存在的技术问题。
5.本发明采取的技术方案为：一种防触电提醒系统，包括报警模块、控制单元和供能单元，报警模块用于发出警报；控制单元包括采集模块和控制模块，采集模块用于采集监控区域和禁止区域内场景信息，控制模块用于对场景信息内的移动目标进行识别跟踪，控制单元用于对报警模块发出报警指令，报警模块接收报警指令发出警报；供能单元包括发电模块和充电电池，发电模块电性连接充电电池，充电电池电性连接报警模块、采集模块和控制模块。
6.作为本发明防触电提醒系统的一种优选方案，其中：报警模块包括声光报警器和语音报警模块，声光报警器和语音报警模块受控于控制模块，语音报警模块预先设定有危险提示语音，并且语音报警模块电性连接扬声器。
7.作为本发明防触电提醒系统的一种优选方案，其中：采集模块包括雷达探测器，雷达探测器通过发射和接收雷达波反射信号对监控区域内场景信息进行扫描检测得到第一信号，监控区域中部的定义为禁止区域；移动目标进入监控区域，雷达探测器接收雷达波反射信号得到第二信号，将第二信号输入到控制模块，移动目标进入禁止区域，控制模块对声光报警器和语音报警模块发出报警信号。
8.作为本发明防触电提醒系统的一种优选方案，其中：充电电池电性连接声光报警器、语音报警模块、扬声器雷达探测器和控制模块。
9.作为本发明防触电提醒系统的一种优选方案，其中：发电模块包括风力发电机和太阳能发电板，风力发电机和太阳能发电板分别电性连接充电电池。
10.一种防触电提醒方法，该方法为：划定监控区域，所述监控区域中部的定义为禁止区域；通过采集模块对监控区域进行扫描采集场景信息，控制模块用于对场景信息内的移动目标进行识别跟踪；移动目标进入禁止区域内时，控制单元对报警模块发出报警指令；报警模块接收报警指令发出警报。
11.作为本发明防触电提醒方法的一种优选方案，其中：采集模块包括雷达探测器；在无移动目标时：雷达探测器通过发射和接收雷达波反射信号对监控区域内场景信息进行扫描检测，得到第一信号；将第一信号输入到控制模块，控制模块将所述第一信号作为背景信号进行记录；在出现移动目标时：雷达探测器对监控区域内场景信息中的移动目标进行持续跟踪检测，得到第二信号；当所述移动目标进入到禁止区域时，雷达探测器将第二信号输入到控制模块；控制模块接收第二信号，并对声光报警器和语音报警模块发出报警信号；对声光报警器接收报警信号发出声光警报，语音报警模块发出危险提示语音，并通过扬声器放大。
12.作为本发明防触电提醒方法的一种优选方案，其中：基于禁止区域中心为中心点建立平面坐标系，并标定禁止区域的坐标为第一坐标集，标定监控区域的坐标的为第二坐标集，其中第二坐标集包括第一坐标集；当所述移动目标进入到禁止区域时，雷达探测器通过对移动目标发射雷达波，根据接收反射的雷达波，确定移动目标的位置，并基于平面坐标系建立第三坐标；控制模块将第三坐标与第二坐标集和第三坐标集进行比对；当第三坐标与第二坐标集重合，并且第三坐标不与第三坐标集重合时，移动目标位于监控区域；控制模块将第三坐标与第二坐标集和第三坐标集进行比对；当第三坐标与第二坐标集重合，同时第三坐标与第三坐标集重合时，移动目标位于禁止区域。
13.本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明通过信号逐点进行阈值判断，确定阈值对应的前两个采样点位置，再利用确定的两个采样点位置预测下一阈值对应的采样点位置，并在预测的采样点处设置置信区间，并在区间内进行阈值判断，到该区间内实际阈值对应的采样点位置，重复上一过程，直至完成所有读入数据的处理。获取阈值对应的所有采样点位置后，计算出频率或转速。该计算方法在不改变频率或转速计算精度的情况下大大减少了计算量，节省了计算时间，保证了频率或转速计算的准确性和实时性。同时，该方法引入的防扰动系数消除了干扰信号的影响，避免因此导致的计算误差。
附图说明
14.图1为一种防触电提醒系统的基本原理连接结构示意图；图2为一种防触电提醒方法的基本流程示意图。
具体实施方式
15.下面结合具体的实施例对本发明进行进一步介绍。
16.实施例1：参照图1，一种防触电提醒系统，包括：报警模块100，报警模块100用于发出警报；通过报警模块100能够起到警示误入配电线路所在的危险区域的人或动物，提醒其及时离开；控制单元200，控制单元200包括采集模块201和控制模块200，采集模块201用于采
集监控区域和禁止区域内场景信息，控制模块202用于对场景信息内的移动目标进行识别跟踪，控制单元200用于对报警模块100发出报警指令，报警模块100接收报警指令发出警报；可以在划定配电线路所在的区域划定为监控区域，并将监控区域中部靠近配电线路存在危险的区域定义为禁止区域，采集模块201用于采集监控区域和禁止区域内场景信息，当监控区域和禁止区域的场景信息中出现移动目标时，通常移动目标时误入的小孩、安全意识淡薄的人或动物，控制单元200用于对报警模块100发出报警指令，报警模块100接收报警指令发出警报，提醒其及时离开；供能单元300，供能单元300包括发电模块301和充电电池302，发电模块301电性连接充电电池302，充电电池302电性连接报警模块100、采集模块201和控制模块202。通过发电模块301能够在户外进行发电，增强使用时的灵活性，无需另外拉一条电线，或定期更换蓄电池，使用更加方便，通过充电电池302能够存储电能，并为报警模块100、采集模块201和控制模块202提供电能。
17.报警模块100包括声光报警器101和语音报警模块102，声光报警器101和语音报警模块102受控于控制模块202，语音报警模块102预先设定有危险提示语音，并且语音报警模块102电性连接扬声器102a。可以提前在语音报警模块102上进行录音：如：“请止步，前方或上方有高压设备或线路，请保持安全距离”，当语音报警模块102接收报警指令后，播放所录音的语音，并通过扬声器102a进行放大，起到提醒误入的小孩、安全意识淡薄的人及时离开。声光报警器101可以采用现有的声光报警器，当声光报警器101接收到报警指令后，发出声音警报吓退误入的动物，晚上的时候声光报警器产生的炫光也能及时吓退动物和提醒误入的人离开，避免小孩、安全意识淡薄的人、动物等在靠近、攀爬电力设施，对电力线路造成很大的安全隐患，严重影响了电网运行安全，保证其发挥警示的作用。
18.采集模块201包括雷达探测器201a，雷达探测器201a通过发射和接收雷达波反射信号对监控区域内场景信息进行扫描检测得到第一信号，监控区域中部的定义为禁止区域；将无人状态下的监控区域内场景信息雷达波反射信号作为第一信号，此时接收的雷达波反射信号反应的无人状态下的监控区域内场景的背景情况，将此雷达波定义为第一信号。
19.移动目标进入监控区域雷达探测器201a接收雷达波反射信号得到第二信号，将第二信号输入到控制模块202，移动目标进入禁止区域，控制模块202对声光报警器101和语音报警模块102发出报警信号。控制模块202接收第一信号不会对声光报警器101和语音报警模块102发出报警信号。当有移动物体进入监控区域内场景时，由于移动物体会反射雷达波，使雷达波与无人状态下的雷达波具有区别，与背景雷达波不一样的雷达波作为第二信号，将第二信号输入到控制模块202，表示移动目标进入检测区域，或者进入禁止区域，当移动目标进入禁止区域时，控制模块202对声光报警器101和语音报警模块102发出报警信号。本发明中的控制模块201为用于接收第一信号和第二信号并发出报警指令的单片机，优选采用如stm32f030f4p6，其内部设定有程序。
20.充电电池302电性连接声光报警器101、语音报警模块102、扬声器102a雷达探测器201a和控制模块202。充电电池302能够为声光报警器101、语音报警模块102、扬声器102a雷达探测器201a和控制模块202提供工作所需电能。
21.发电模块301包括风力发电机301a和太阳能发电板301b，风力发电机301a和太阳
能发电板301b分别电性连接充电电池302。通过风力发电机301a和太阳能发电板301b能够为充电电池302提供电能，充电电池302能够存储电能，充电电池302为声光报警器101、语音报警模块102、扬声器102a雷达探测器201a和控制模块202提供工作所需电能。优选采用风光互的供电方式对充电电池302进行充电。
22.风力发电机301a在2.0米/秒的风速下能开始转动，在2.5米/秒的风速下开始充电。此外，应用在风能强盛地区，需能抗最大14级强台风，需要有机械制动+电磁制动的双保险制动系统，防止风扇叶片转动过快，导致出现损坏。
23.太阳能发电板301b，需要朝向南方固定安装，为了能够提高光电转动效率，有效利用太阳能，太阳能板平面和水平面角度分地区有所不同。
24.表1：太阳能板平面和水平面角度地区分布表。地区角度参考值北方40
°
中部30
°
南方20
°
25.实施例2，参照图2，一种防触电提醒方法，为对本方法中采用的技术效果加以验证说明，本实施例采用传统技术方案与本发明方法进行对比测试，以科学论证的手段对比试验结果，以验证本方法所具有的真实效果。该防触电提醒方法包括以下步骤：s1：划定监控区域，监控区域中部的定义为禁止区域；可以在划定配电线路所在的区域划定为监控区域，并将监控区域中部靠近配电线路存在危险的区域定义为禁止区域；s2：通过采集模块201对监控区域进行扫描采集场景信息，控制模块202用于对场景信息内的移动目标进行识别跟踪；采集模块201包括雷达探测器201a；在无移动目标时：雷达探测器201a通过发射和接收雷达波反射信号对监控区域内场景信息进行扫描检测，得到第一信号；将第一信号输入到控制模块202，控制模块202将第一信号作为背景信号进行记录；将无人状态下的监控区域内场景信息雷达波反射信号作为第一信号，此时接收的雷达波反射信号反应的无人状态下的监控区域内场景的背景情况，将此雷达波定义为第一信号；在出现移动目标时：雷达探测器201a对监控区域内场景信息中的移动目标进行持续跟踪检测，得到第二信号；当移动目标进入到禁止区域时，雷达探测器201a将第二信号输入到控制模块202；控制模块202接收第二信号，并对声光报警器101和语音报警模块102发出报警信号；对声光报警器101接收报警信号发出声光警报，语音报警模块102发出危险提示语音，并通过扬声器放大。由于移动物体会反射雷达波，使雷达波与无人状态下的雷达波具有区别，与背景雷达波不一样的雷达波作为第二信号，将第二信号输入到控制模块202，表示
移动目标进入检测区域，或者进入禁止区域，当移动目标进入禁止区域时，控制模块202对声光报警器101和语音报警模块102发出报警信号，当语音报警模块102接收报警指令后，播放所录音的语音，并通过扬声器102a进行放大，起到提醒误入的小孩、安全意识淡薄的人及时离开。声光报警器101可以采用现有的声光报警器，当声光报警器101接收到报警指令后，发出声音警报吓退误入的动物，晚上的时候声光报警器产生的炫光也能及时吓退动物和提醒误入的人离开，避免小孩、安全意识淡薄的人、动物等在靠近、攀爬电力设施，对电力线路造成很大的安全隐患，严重影响了电网运行安全，保证其发挥警示的作用。
26.通过雷达探测器201a通过发射和接收雷达波反射信号对监控区域和禁止区域内场景信息进行扫描检测，能够在白天和夜晚都对监控区域和禁止区域进行检测，避免晚上由于光线不足难以对闯入监控区域和禁止区域人或动物及时检测到，从而保证对闯入监控区域和禁止区域进行24小时监控，保证其发挥应有的作用；基于禁止区域中心为中心点建立平面坐标系，并标定禁止区域的坐标为第一坐标集，标定监控区域的坐标的为第二坐标集，其中第二坐标集包括第一坐标集。禁止区域可以根据配电线路或配电设备情况，划分为矩形或圆形，若是禁止区域为矩形，则将其四个顶点的坐标值，作为坐标最大值，坐标最大值所包含的所有坐标为第一坐标集，若是禁止区域为圆形，则以禁止区域中心为中心点（0.0）坐标，提前测量好半径，根据圆形坐标公式，生成第二坐标集；当移动目标进入到禁止区域时，雷达探测器201a通过对移动目标发射雷达波，根据接收反射的雷达波，确定移动目标的位置，并基于平面坐标系建立第三坐标。将移动目标的位置坐标，删除z轴坐标后，形成第三坐标，第三坐标为平面坐标；控制模块202将第三坐标与第二坐标集和第三坐标集进行比对；当第三坐标与第二坐标集重合，并且第三坐标不与第三坐标集重合时，移动目标位于监控区域；控制模块202将第三坐标与第二坐标集和第三坐标集进行比对；当第三坐标与第二坐标集重合，同时第三坐标与第三坐标集重合时，移动目标位于禁止区域；s3：移动目标进入禁止区域内时，控制单元200对报警模块100发出报警指令；当第三坐标与第二坐标集重合，同时第三坐标与第三坐标集重合时，移动目标位于禁止区域，控制模块202对声光报警器101和语音报警模块102发出报警信号；s4：报警模块100接收报警指令发出警报。
27.当语音报警模块102接收报警指令后，播放所录音的语音，并通过扬声器102a进行放大，起到提醒误入的小孩、安全意识淡薄的人及时离开。声光报警器101可以采用现有的声光报警器，当声光报警器101接收到报警指令后，发出声音警报吓退误入的动物，晚上的时候声光报警器产生的炫光也能及时吓退动物和提醒误入的人离开，避免小孩、安全意识淡薄的人、动物等在靠近、攀爬电力设施，对电力线路造成很大的安全隐患，严重影响了电网运行安全，保证其发挥警示的作用。
28.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

技术特征：

1.一种防触电提醒系统，其特征在于：包括：报警模块（100），所述报警模块（100）用于发出警报；控制单元（200），所述控制单元（200）包括相互电性连接的采集模块（201）和控制模块（200），所述采集模块（201）用于采集监控区域和禁止区域内场景信息，所述控制模块（202）用于对场景信息内的移动目标进行识别跟踪，所述控制单元（200）用于对报警模块（100）发出报警指令，报警模块（100）接收报警指令发出警报；供能单元（300），所述供能单元（300）包括发电模块（301）和充电电池（302），所述发电模块（301）电性连接充电电池（302），所述充电电池（302）电性连接报警模块（100）、采集模块（201）和控制模块（202）。2.根据权利要求1所述的一种防触电提醒系统，其特征在于：所述报警模块（100）包括声光报警器（101）和语音报警模块（102），所述声光报警器（101）和语音报警模块（102）连接到控制模块（202），所述语音报警模块（102）预先设定有危险提示语音，并且语音报警模块（102）电性连接有扬声器（102a）。3.根据权利要求2所述的一种防触电提醒系统，其特征在于：所述采集模块（201）包括雷达探测器（201a），所述雷达探测器（201a）通过发射和接收雷达波反射信号对监控区域内场景信息进行扫描检测得到第一信号，监控区域中部的定义为禁止区域；移动目标进入监控区域，雷达探测器（201a）接收雷达波反射信号得到第二信号，将所述第二信号输入到控制模块（202），移动目标进入禁止区域，控制模块（202）对声光报警器（101）和语音报警模块（102）发出报警信号。4.如权利要求3所述的一种防触电提醒系统，其特征在于：所述充电电池（302）电性连接声光报警器（101）、语音报警模块（102）、扬声器（102a）雷达探测器（201a）和控制模块（202）。5.如权利要求4所述的一种防触电提醒系统，其特征在于：所述发电模块（301）包括风力发电机（301a）和太阳能发电板（301b），所述风力发电机（301a）和太阳能发电板（301b）分别电性连接充电电池（302）。6.一种防触电提醒方法，其特征在于：该方法为：划定监控区域，所述监控区域中部的定义为禁止区域；通过采集模块（201）对监控区域进行扫描采集场景信息，控制模块（202）用于对场景信息内的移动目标进行识别跟踪；所述移动目标进入禁止区域内时，控制单元（200）对报警模块（100）发出报警指令；报警模块（100）接收报警指令发出警报。7.如权利要求6所述的一种防触电提醒方法，其特征在于：所述采集模块（201）包括雷达探测器（201a）；在无移动目标时：所述雷达探测器（201a）通过发射和接收雷达波反射信号对监控区域内场景信息进行扫描检测，得到第一信号；将第一信号输入到控制模块（202），控制模块（202）将所述第一信号作为背景信号进行记录；在出现移动目标时：
所述雷达探测器（201a）对监控区域内场景信息中的移动目标进行持续跟踪检测，得到第二信号；当所述移动目标进入到禁止区域时，雷达探测器（201a）将第二信号输入到控制模块（202）；控制模块（202）接收第二信号，并对声光报警器（101）和语音报警模块（102）发出报警信号；对声光报警器（101）接收报警信号发出声光警报，语音报警模块（102）发出危险提示语音，并通过扬声器放大。8.如权利要求6所述的一种防触电提醒方法，其特征在于：基于禁止区域中心为中心点建立平面坐标系，并标定禁止区域的坐标为第一坐标集，标定监控区域的坐标的为第二坐标集，其中第二坐标集包括第一坐标集；当所述移动目标进入到禁止区域时，雷达探测器（201a）通过对移动目标发射雷达波，根据接收反射的雷达波，确定移动目标的位置，并基于所述平面坐标系建立第三坐标；所述控制模块（202）将第三坐标与第二坐标集和第三坐标集进行比对；当第三坐标与第二坐标集重合，并且第三坐标不与第三坐标集重合时，移动目标位于监控区域；所述控制模块（202）将第三坐标与第二坐标集和第三坐标集进行比对；当第三坐标与第二坐标集重合，同时第三坐标与第三坐标集重合时，移动目标位于禁止区域。

技术总结

本发明公开了一种防触电提醒系统及方法，包括报警模块、控制单元和供能单元，所述报警模块用于发出警报；所述控制单元包括采集模块和控制模块，所述采集模块用于采集监控区域和禁止区域内场景信息，所述控制模块用于对场景信息内的移动目标进行识别跟踪，所述控制单元用于对报警模块发出报警指令，报警模块接收报警指令发出警报；所述供能单元包括发电模块和充电电池，所述发电模块电性连接充电电池，所述充电电池电性连接报警模块、采集模块和控制模块。当语音报警模块接收报警指令后，播放所录音的语音，并通过扬声器进行放大，起到提醒误入的小孩、安全意识淡薄的人及时离开。安全意识淡薄的人及时离开。安全意识淡薄的人及时离开。