一种穿戴式近电报警设备及监控系统的制作方法

1.本发明涉及近电感知技术领域，特别涉及一种穿戴式近电报警设备及监控系统。


背景技术：

2.目前，在基建施工作业、配农网带电作业现场，偶尔会发生施工人员因走错间隔误入带电区域或因操作不当误碰带点部位造成触电伤亡的事故。
3.现有市面上现有基于施工机械近电感知装置和报警手环。施工机械近电感知装置所选核心模块比较大、功耗比较高，不适合穿戴式近电报警设备使用；报警手环分析算法和外形结构不足，且仅能在临近带电体时发出报警，并不能实时显示带电体的实际距离。
4.例如：申请号为“202110600363.9”的“一种穿戴式具有区域感知的触觉传感器”，此发明根据穿戴设备正投影面积区域建立的坐标系，在此坐标系中，需要覆盖到整个穿戴设备的表面和表面上多个发电单元；其次，发电单元对应设置有地址存储器，用于存储发电单元位于坐标系的坐标值，发电单元产生电信号时，经信号处理电路处理生成清晰的数字信号，把坐标信息按照横纵坐标分组，根据加权平均数，筛选出最小临近点，然后连接，则形成近电面积区域；这种坐标设置的方法可以提高感知速度，但其预设的坐标通常只能针对一个面的感知，应用场景较为单一，而在大多数相关工作中，需要无法只考虑一个平面的坐标系，需要考虑近电报警设备的立体感知能力，同时信号处理较少，无法应对复杂的电场环境，也缺少感知反馈，让穿戴者无法在第一时间确定自身在当前环境下是否安全。


技术实现要素：

5.本发明提供一种穿戴式近电报警设备及监控系统，用以解决无法便捷携带，且在靠近带电体无法及时提醒、显示实时距离的情况。
6.一种基于近电感知的距离报警系统，包括：
7.监控模块：用于通过用户携带的无线处理器，实时采集近电报警设备的监测数据，获取电力设备的距离信息；
8.三维仿真模块：用于根据监测数据进行精确度调整处理，获取拟合数据；
9.预警模块：用于根据预设的预警数据库对所述拟合数据进行判断，确定预警等级；
10.云服务器模块：用于通过无线处理器传输数据，并存储数据。
11.优选的：所述监控模块包括：
12.监测单元：用于通过传感器对近电报警设备进行多感知监测，获取多感知监测数据；其中，
13.所述多感知监测包括：电场耦合检测、热敏监测、光敏监测、磁敏监测；
14.定位单元：通过近电报警设备对邻近电力设备进行临近定位，获取设备距离信息；其中，
15.临近定位包括：
16.获取感知信号，并搭建近电感应模拟空间；
17.基于近电感应模拟空间，确定用户当前位置对应电力感应设备的第一位置序列；其中，
18.每个定位点的位置序列包括：用户当前位置的唯一编码、用户当前位置距离不同电力设备的感应信号强度；
19.基于第一位置序列，确定用户当前定位点的唯一编码和当前定位点感知的多个电力设备的临近定位点的编码数据；其中，
20.编码数据包括：各临近定位点的临近点唯一编码，临近定位点与当前定位点之间的信号数据和方位数据；
21.将编码数据上传给无线处理器，进行距离测算；
22.距离测算包括：
23.以当前定位点为初始点，确定对应的第一位置序列的距离标识指示线；其中，
24.距离标识指示线包括近电感应模拟空间的空间路径上各定位点的位置序列以及唯一编码排列顺序；
25.根据当前定位点关联的多个临近定位点的信息中的位置序列确定出距离标识指示线中下一个位置序列对应的定位点位置，并根据识别出的与当前定位点和下一定位点之间的信号信息和方位信息，进行电力设备临近定位。
26.优选的：所述三维仿真模块包括：
27.分类单元：用于根据预设的监测数据库对多感知监测信息进行分类处理，获取分类信息；
28.第一直方图设置单元：用于根据分类信息进行统计得到电力设备的分布直方图和邻距离分布直方图；
29.第二直方图设置单元：根据分布直方图和邻距离分布直方图计算电力设备的三维场景方位数据；
30.网格化单元：基于所述三维场景方位数据，构建多个三维最近邻距离分布的形状参数与尺度参数的网格点，生成构建多个电力设备的三维模拟模型；
31.拟合数据获取单元：用于根据所述三维模拟模型，进行电力设备的感应信号拟合，确定拟合数据。
32.优选的：所述预警模块包括：
33.位置确定单元：用于根据拟合数据，确定电力设备的实时位置；
34.地图生成单元：用于对感知区域建立立体坐标系，得到电力设备的立体分布地图；
35.强度判定单元：用于确定立体分布地图中每个电力设备的感应信号强度，转化为近电危险系数，并确定每个电力设备的端点坐标；
36.风险确定单元：用于根据近电危险系数和端点坐标，确定风险区域；
37.区域划分单元：用于通过近电危险系数，将风险区域划分为中等风险区域、低等风险区域和安全区域；
38.预警单元：用于根据用户当前位置，判断用户实时所在区域，并在用户进入风险区域时进行风险预警。
39.优选的：所述云服务器模块包括：
40.视频单元：用于通过无线处理器，获取用户当前区域的监控视频；
41.位置关系判定单元：用于根据监控视频，确定电力设备和用户的空间位置坐标，并确定位置关系；
42.图谱单元：用于通过位置关系，构建用户当前区域的视频图谱；
43.报警判断单元：预先配置距离检测模型，判断视频图谱是否存在报警事件；其中，
44.在判断结果为是时，确定存在报警事件的目标视频帧，并生成报警信号。
45.优选的：其特征在于，包括：
46.电场测量装置：用于识别和检测用户预设范围内的带电体，获取带电环境检测信息；
47.仿真装置：用于对带电环境检测信息进行迭代计算，确定用户与带电体的实时距离；
48.防护外壳：用于过滤电场干扰信号，并确定防护等级。
49.优选的：所述电场测量装置包括：
50.信号处理器：用于采集预设范围内的电场信号，对所述电场信号进行信噪比处理，获取传输信号；其中，
51.所述信噪比处理包括：信号放大处理、降噪处理；
52.微型传感器：用于根据所述传输信号产生感应电荷，并进行带电检测，获取带电环境检测信息；其中，
53.所述带电环境检测信息包括：信号数据、振动数据、感应电极数据、电压频率。
54.优选的：所述仿真装置包括：
55.探测仿真器：用于根据带电环境检测信息进行物理探测，获取探测信息；其中，
56.所述探测信息包括：探测带电体数据、探测信号数据；
57.迭代仿真器：用于根据所述探测信息，进行近电感知距离处理，获取感知数据；其中，
58.所述感知数据包括：感知电压值与带电体感知距离。
59.优选的：所述防护外壳包括：
60.信号过滤器：用于根据预设条件进行筛选，获取筛选信号，并进行过滤处理，获取过滤信息；其中，
61.所述预设条件包括：预设范围、预设信号数据；
62.预警装置：用于根据所述过滤信息进行危险度分析，确定防护等级。
63.优选的：所述预警装置包括：
64.预警分析器：用于将过滤信息进行预警分类，并进行预警判断，获取预警信息，确定防护等级；
65.温度感应器：用于根据带电环境检测信息，进行预测处理，获取预测温度，并进行温度预警判断；其中，
66.当所述预测温度在预设温度阈值内，则为正常温度；
67.当所述预测温度不在预设温度阈值内，则温度异常，发起温度异常警报；
68.定位装置：用于对近电报警设备进行定位处理，获取实时位置数据；
69.无线处理器：用于将感知设备信息传输至云服务器；其中，
70.所述感知设备信息包括：带电环境检测信息、感知数据、过滤信息、实时位置数据；
71.显示器：用于根据显示感知设备信息和警报信息。
72.本发明有益效果为：通过近电感知芯片和d-dot的微型电场传感技术，增强了识别和检测带电体的效率，通过安全距离识别算法，提高了计算精度，确保了带电体与用户之间距离计算的准确性，通过ip66防护等级外壳，增强了干扰信号过滤效率，提高装置在施工环境下使用的稳定性和耐久性。
73.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
74.下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
75.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
76.图1为本发明实施例中一种监控系统的功能图；
77.图2为本发明实施例中一种穿戴式近电报警设备的结构图；
78.图3为本发明实施例中电力设备感应的距离指示中线图；
79.图4为本发明实施例中电力设备感应的端点到端点的检测示意图。
具体实施方式
80.以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
81.本发明提出了一种基于近电感知的距离报警系统，包括：
82.监控模块：用于通过用户携带的无线处理器，实时采集近电报警设备的监测数据，获取电力设备的距离信息；
83.三维仿真模块：用于根据监测数据进行精确度调整处理，获取拟合数据；
84.预警模块：用于根据预设的预警数据库对所述拟合数据进行判断，确定预警等级；
85.云服务器模块：用于通过无线处理器传输数据，并存储数据。
86.上述技术方案的工作原理为：现有技术方案中，如广东电网在进行智能管理时，通过采集服务模块，实现精准定位和近电预警的数据采集和传输，并对危险操作进行风险提示，但其通过预设的数据阈值来对采集数据进行判断，缺少采集信息后的仿真处理，无法更具体有效的分析所采集的数据；上述技术方案通过监控系统中的监控模块来对近电报警设备进行监测，同时通过无限处理器获取近电报警设备检测出的信息，再根据这些信息在三维仿真模块中进行精度调整，进一步进行拟合处理，根据预警模块中预设的预警数据库对获得的拟合数据进行判断，确定出预警的等级，其中预警数据库存储至云服务器模块，同时云服务器模块负责传输数据和存储数据；
87.本发明通过基于低功耗国产芯片的穿戴式近电报警设备，当施工人员临近带电体时，可以实时显示施工人员临近带电体的实际距离，当安全距离越限时发出报警提醒，有效避免施工人员临近带电体作业时发生触电风险。
88.上述技术方案的有益效果为：通过监控模块，提高了近电报警设备的利用率，增强
了数据计算的准确性，通过三维仿真模块，大大提高了计算精度和计算效率，通过预警模块，提高了用户安全性，而云服务器模块提高了检测出和计算出的数据信息的安全性。本发明研究应用空间电场测量，通过近电距离识别算法、低功耗电源管理算法，利用微型电场传感技术，实现近电感知距离计算，保证在电场检测范围60kv/m，误差小于5％，安全距离识别范围0-20米，误差小于10％。
89.优选的：所述监控模块包括：
90.监测单元：用于通过传感器对近电报警设备进行多感知监测，获取多感知监测数据；其中，
91.所述多感知监测包括：电场耦合检测、热敏监测、光敏监测、磁敏监测；
92.定位单元：通过近电报警设备对邻近电力设备进行临近定位，获取设备距离信息；其中，
93.临近定位包括：
94.获取感知信号，并搭建近电感应模拟空间；
95.基于近电感应模拟空间，确定用户当前位置对应电力感应设备的第一位置序列；其中，
96.每个定位点的位置序列包括：用户当前位置的唯一编码、用户当前位置距离不同电力设备的感应信号强度；
97.基于第一位置序列，确定用户当前定位点的唯一编码和当前定位点感知的多个电力设备的临近定位点的编码数据；其中，
98.编码数据包括：各临近定位点的临近点唯一编码，临近定位点与当前定位点之间的信号数据和方位数据；
99.将编码数据上传给无线处理器，进行距离测算；
100.距离测算包括：
101.以当前定位点为初始点，确定对应的第一位置序列的距离标识指示线；其中，
102.距离标识指示线包括近电感应模拟空间的空间路径上各定位点的位置序列以及唯一编码排列顺序；
103.根据当前定位点关联的多个临近定位点的信息中的位置序列确定出距离标识指示线中下一个位置序列对应的定位点位置，并根据识别出的与当前定位点和下一定位点之间的信号信息和方位信息，进行电力设备临近定位。
104.上述技术方案的原理在于：本发明的监测单元是通过近点报警设备内置的多种传感器，例如：电场强度传感器、热量监测传感器、光强传感器和电磁线感应监测传感器；通过这几类传感器进行多感知检测，也是进行电力设备的检测，热敏主要检测电力设备是不是发热，光敏检测用于检测电力设备是不是发生火灾导致具有很强的光散发。定位单元用于对当前检测区域内的电力设备进行定位，这个定位主要通过电场强度转换为距离的定位和电磁感应时，磁通量转换为设备距离的数据，设备距离信息是电力设备距离用户的近电报警设备的距离数据。临近定位是一种感应定位方式，这种定位方式会搭建近电感应模拟空间，也就是一个充满磁感应的立体区域空间，在这个空间中，根据不同设备发出的电磁感应强度，在空间中，进行位置编码，也就是当前位置的唯一编码，以及电磁强度的总感应计算，因为，电磁感应的时候，周边可能存在多个电力设备，所以本发明会在近电感应模拟空间
上，对所有的电力设备进行定位和排序，空间路径上各定位点的位置序列，也就是电力设备在近电感应模拟空间上的位置信息。唯一编码排列顺序是距离用户远近的顺序排列。距离标识指示线如附图3所示，能够确定每个电力设备的距离标识指示线，进而确定每个电力设备距离用户的实时距离，但是方位信息，需要根据端线，如附图4所示，通过相对于近电感应设备的方位角实现方位信息的判定。
105.上述技术方案的有益效果在于：
106.本发明相对于现有技术中，不明显的电力设备报警，本发明进行电力设备报警的时候，可以确定电力设备距离用户的距离，也可以确定电力设备的方位。而且，还可以通过方位角，判断电力设备是巨型电力设备还是微型电力设备，从而在进行近电感应，或者近电探测方面，例如，小型蓝牙耳机的丢失寻找方面，或者门禁的小电子器，可以通过本发明的设备进行寻找。而在现有技术中，无法感应到这些设备。
107.优选的：所述三维仿真模块包括：
108.分类单元：用于根据预设的监测数据库对多感知监测信息进行分类处理，获取分类信息；
109.第一直方图设置单元：用于根据分类信息进行统计得到电力设备的分布直方图和邻距离分布直方图；
110.第二直方图设置单元：根据分布直方图和邻距离分布直方图计算电力设备的三维场景方位数据；
111.网格化单元：基于所述三维场景方位数据，构建多个三维最近邻距离分布的形状参数与尺度参数的网格点，生成构建多个电力设备的三维模拟模型；
112.拟合数据获取单元：用于根据所述三维模拟模型，进行电力设备的感应信号拟合，确定拟合数据；其中，
113.感应信号拟合包括：
114.获取电力设备的感应信号，得到的原始二次谐波样本；
115.在三维模拟模型确定对应对照二次谐波样本，计算其在固定采样点的幅值离散度，形成电力设备的谐波幅值离散度曲线；
116.其中，所述的幅值离散度计算公式为：
[0117][0118]
式中，h表示二次谐波样本在采样点xi，j处的幅值离散度，a(xi，j)表示第j个二次谐波样本在采样点i处的幅值，m表示统计的二次谐波样本个数。
[0119]
上述技术方案的原理在于：
[0120]
本发明在进行三维仿真的过程中，分类单元可以通过检测数据库，对感知的不同类型的数据进行精确的划分。然后第一直方图设置单元对感应到的电力设备进行分布判定，分布直方图用于确定每个电力设备相对于当前监测区域的分布面积和相对于当前用户的分布距离，邻距离分布直方图用于显示不同电力设备相邻近的其它电力设备的距离，都是基于直方图的形式去显示，进而可以将这些数据，转化为在当前空间中电力设备的三维场景方位数据，网格化单元根据三维场景方位数据是电力设备在当前空间中的相撞参数、
距离参数，看距离用户和其它电力设备的尺度数据，进而生成了电力设备的三维模拟模型。三维模拟模型可以通过电力设备的感应信号拟合判断电力设备的强度，在这个过程中，二次谐波样本就是进行近电感应的时候，电磁信号转换成的二次谐波，并转化为二次谐波样本，计算二次谐波样本的目的是电力设备的谐波幅值离散度曲线，进而实现的感应信号拟合的就是谐波幅值离散度曲线。
[0121]
而且本发明还可以基于电力设备的谐波幅值离散度曲线，确定二次谐波中幅值离散度较小的区域，即高置信区域；
[0122]
对于针对待测电力设备进行检测得到的原始二次谐波，利用理论二次谐波模型对其中的高置信区域进行拟合，即基于最小化欧氏距离求解最近似于该原始二次谐波中的高置信区域的理论二次谐波模型的最优参数，最优参数下的理论二次谐波模型即该原始二次谐波中的高置信区域的拟合结果，确定电力设备位置。
[0123]
优选的：所述预警模块包括：
[0124]
位置确定单元：用于根据拟合数据，确定电力设备的实时位置；
[0125]
地图生成单元：用于对感知区域建立立体坐标系，得到电力设备的立体分布地图；
[0126]
强度判定单元：用于确定立体分布地图中每个电力设备的感应信号强度，转化为近电危险系数，并确定每个电力设备的端点坐标；
[0127]
风险确定单元：用于根据近电危险系数和端点坐标，确定风险区域；
[0128]
区域划分单元：用于通过近电危险系数，将风险区域划分为中等风险区域、低等风险区域和安全区域；
[0129]
预警单元：用于根据用户当前位置，判断用户实时所在区域，并在用户进入风险区域时进行风险预警。
[0130]
上述技术方案的原理在于：本发明的位置确定单元就是根据感应信号的进行数据拟合，进而确定电力设备的实时位置；地图生成单元通过近电报警设备的感知区域，建立了当前区域的近电感知坐标系，生成电力设备分布的立体分布地图，力图分布地图通过感应信号强度转化的近电危险系数，确定了每个电力设备的端点坐标，就是附图4中，电力设备边侧的坐标，通过这些坐标对，风险范围，也就是电力设备所在区域作为风险区域，通过这些风险区域判断用户是不是进入风险区域，进而进行风险报警。
[0131]
优选的：所述云服务器模块包括：
[0132]
视频单元：用于通过无线处理器，获取用户当前区域的监控视频；
[0133]
位置关系判定单元：用于根据监控视频，确定电力设备和用户的空间位置坐标，并确定位置关系；
[0134]
图谱单元：用于通过位置关系，构建用户当前区域的视频图谱；
[0135]
报警判断单元：预先配置距离检测模型，判断视频图谱是否存在报警事件；其中，
[0136]
在判断结果为是时，确定存在报警事件的目标视频帧，并生成报警信号。
[0137]
上述技术方案的原理在于：
[0138]
本发明通过无线处理器，也就是近电报警设备的主控处理器获在当前区域存在监控视频的情况下，通过云端服务器获取当前区域的监控视频，这些监控视频的每一帧的图像，都可以作为整个区域的坐标系，生成整个感应区域的电力设备空间位置关系数据，进而，通过图谱单元的构建当前区域的视频图谱，视频图谱上会根据电力设备的电力感应强
度和电力感应距离，对电力设备的进行报警提示，并生成对应的信号，对用户进行提醒。
[0139]
优选的：如附图2所示，本发明实施例提供了一种穿戴式近电报警设备，包括：
[0140]
电场测量装置1用于识别和检测用户预设范围内的带电体，获取带电环境检测信息；
[0141]
仿真装置2用于对带电环境检测信息进行迭代计算，确定用户与带电体的实时距离；
[0142]
防护外壳3用于过滤电场干扰信号，并确定防护等级。
[0143]
上述技术方案的工作原理为：
[0144]
在现有技术方案中，日本长崎大学的近电感应方法是最有效果。其利用晶体中出现的光电效应来测量电压的大小，其原理是通过光在晶体中沿光路传播，当晶体被施加一定的电场后，原光路会发生偏转，通过测量光束的偏转来反应电场的大小，这种方法精度高、体积小，但光信号解析复杂，在遇到更复杂的电力情况时，显得捉襟见肘。
[0145]
除此之外，市面上还有一种手表式近电警报器，佩带人员在进入带电区时，警报器会持续发出警报，但这种警报器容易受到强电磁场的影响，从而造成误报；
[0146]
而本发明的方案通过电场测量装置1中，设有近电感知芯片，利用d-dot的微型电场传感技术，检测识别预设范围内的带电体，获取带电环境检测信息，检测信息包括带电体的方位、带电体位置、带电体电场强度，其中，预设范围越靠近实验纠正值，检测结果越准确；然后通过仿真装置2对带电环境检测信息进行迭代计算，利用安全距离识别算法实现带电体距离估算，确定用户与带电体的距离；最后通过防护外壳3满足ip66防护等级，用于过滤电场干扰信号，同时确定出防护等级，根据防护等级预测可能到来的危险，从而实现报警。
[0147]
上述技术方案的有益效果为：通过ti近电感知芯片和d-dot的微型电场传感技术，增强了识别和检测带电体的效率，通过安全距离识别算法，提高了计算精度，确保了带电体与用户之间距离计算的准确性，通过ip66防护等级外壳，增强了干扰信号过滤效率，提高装置在施工环境下使用的稳定性和耐久性。
[0148]
优选的：所述电场测量装置1包括：信号处理器4用于采集预设范围内的电场信号，对所述电场信号进行信噪比处理，获取传输信号；其中，信噪比处理包括：信号放大处理、降噪处理；微型传感器5用于根据所述传输信号产生感应电荷，并进行带电检测，获取带电环境检测信息；其中，所述带电环境检测信息包括：信号数据、振动数据、感应电极数据、电压频率；
[0149]
上述技术方案的工作原理为：现有技术方案中，一般通过屏蔽盒使带电检测所需的电路设备与外界环境隔绝，使带电检测所需的电路设备不会受到变电站复杂的电磁场环境、天气环境和其他不利条件的干扰，保证带电检测正常可靠运行，这种方法可以较大化地对抗外界环境干扰，但无法有针对性的应对不同电场信号，会影响佩戴的近电装置的感应效率；而上述技术方案通过信号处理器4，将预设范围内采集到的电场信号进行信噪比处理，预设范围越小精确值越高，同时，通过多次实验，可以确定出一个最佳范围，通过将信号放大，同时进行降噪处理，最后得到传输信号，发送至微型传感器5中，可以产生感应电荷，这个时候对感应电荷进行带电检测，检测出信号数据，振动数据、感应电极数据和电压频率，这些数据用在后面的仿真拟合中；
[0150]
上述技术方案的有益效果为：通过信号处理器4，对电场信号进行信噪比处理，提高了信号获取的准确性和适用性，提高了带电体距离的精度。
[0151]
优选的：所述仿真装置2包括：探测仿真器用于根据带电环境检测信息进行物理探测，获取探测信息；其中，所述探测信息包括：探测带电体数据、探测信号数据；迭代仿真器用于根据所述探测信息，进行近电感知距离处理，获取感知数据；其中，所述感知数据包括：感知电压值与带电体感知距离；
[0152]
上述技术方案的工作原理为：现有技术方案中，一般在进行探测后，直接对获取数据进行预设的程序计算，如手表近电报警器，只要在带电区，便会持续发出连续的警报，提示作业人员，而这种方式操作虽然便捷，但无法分析不同情况下，作业人员所处环境和位置的实时安全性，过于滞后；而上述技术方案通过探测仿真器，先通过检测到的带电环境检测信息进行物理探测，来识别带电体的距离和带电体信号，再通过迭代仿真器，对其进行近电感知距离处理，获取带电体感知距离、感知电压值，通过这些数据再进行进一步分析；
[0153]
上述技术方案的有益效果为：通过探测仿真器进行物理探测，提搞了传感器检测的准确度，同时通过迭代仿真，大大提高了感知距离的精度和检测识别效率。
[0154]
优选的：所述防护外壳3包括：信号过滤器用于根据预设条件进行筛选，获取筛选信号，并进行过滤处理，获取过滤信息；其中，所述预设条件包括：预设范围、预设信号数据；预警装置用于根据所述过滤信息进行危险度分析，确定防护等级；
[0155]
上述技术方案的工作原理为：现有技术方案中，深圳特力康科技有限公司在使用大型近电警报器来探测高压信号，只要探测到高压信号，则进行预警，逻辑性分为检测到高压发送预警和未检测到高压不发送预警这两部分，其范围不够精细化，无法具体的分析当前的危险情况，例如能否继续待，如果能待又能待多久，是否能继续朝向哪个方向前进等问题；上述技术方案通过信号过滤器，先将收集到的电场信号进行筛选分类，筛选出需要过滤的信号，再通过把这些在预设范围和预设信号类型内的信号过滤，获取到过滤信息，最后通过过滤信息进行危险度分析，获取此时用户自身的危险程度，根据危险程度进行防护等级的评判，等级越高，需要防护的越强；
[0156]
上述技术方案的有益效果为：通过信号过滤器，大大提高了电场中的有效信号，增强了信号收集效率，提高了危险分析速度，保障了用户的安全性。
[0157]
优选的：所述预警装置包括：预警分析器用于将过滤信息进行预警分类，并进行预警判断，获取预警信息，确定防护等级；温度感应器用于根据带电环境检测信息，进行预测处理，获取预测温度，并进行温度预警判断；其中，当所述预测温度在预设温度阈值内，则为正常温度；当所述预测温度不在预设温度阈值内，则温度异常，发起温度异常警报；定位装置用于对近电报警设备进行定位处理，获取实时位置数据；无线处理器用于将感知设备信息传输至云服务器；其中，感知设备信息包括：带电环境检测信息、感知数据、过滤信息、实时位置数据；显示器用于根据显示感知设备信息和警报信息；
[0158]
上述技术方案的工作原理为：现有技术方案中，通常只对用户与带电体直接进行距离判断然后警报，缺少在不同作业环境下其他因素可能造成的不利影响；而上述技术方案中，通过预警分析器，先是把过滤信息进行预警分类，分类之后进行判断，获取预警信息和对应的防护等级，同时通过温度感应器，结合带电环境检测信息，进行温度预测，判断是不是安全的，如果预测出的温度是属于危险范畴，那么通过定位装置获取用户的实时位置，
再统计出与带电体的距离数据，通过无限处理器上传到云服务器中，也会进行警报，警报信息会显示到显示器上，同时进行语音警报和振动警报，来提醒用户；
[0159]
上述技术方案的有益效果为：预警分析器大大提高了预警信息的准确性和及时性，通过温度预测，提高了用户安全性，无限处理器保证了数据的及时性，显示器更好的显示出用户与带电体的实时距离，可以让用户做出更好的避险决策，提高了用户安全性。
[0160]
本发明还包括：对监测数据进行精度识别处理和安全距离识别计算；首先，根据获取的检测信息，计算出传感器电压uc：
[0161][0162]
其中，uc为传感器电压，rb为传感器阻碍电阻值，sc为传感器有效检测面积，λ为传感器波动因子，δ为带电体不规则模糊直径；sc作为传感器有效检测面积，受近电报警设备的保护材质和周围实际电场环境影响，传感器有效检测面积也会随之波动，特别加入了传感器波动因子λ，以sc*λ来表示用户在使用环境中更为准确的有效检测面积；
[0163]
根据检测信息，计算出影响电阻的波动电阻值r
x
：
[0164][0165]
其中，r
x
为影响电阻的波动电阻值，rb为传感器阻碍电阻值，θ为电阻值影响因子；
[0166]
根据传感器电压uc和波动电阻值r
x
，计算带电体预测电压uf：
[0167][0168]
其中，uf为带电体预测电压，uc为传感器电压，r
x
为影响电阻的波动电阻值，ψ
α
为传感器与带电体之间的同效互电容值，η
β
为传感器受扰乱电容值，σ为电容值影响因子，γ为电容值保护参数；通过确保电阻-电容对电压的影响是计算在内的，当出现传感器电压为0或者受屏蔽影响的时候，此时不过有电容值保护参数γ，可以确保对带电体电压进行初步预测计算；
[0169]
再根据检测信息，计算出近电距离l：
[0170][0171]
其中，l为用户到带电体的近电距离，uf为带电体预测电压，ε0为带电体电场强度；
[0172]
当确定好近电距离数据，这个时候在开始进行拟合，获取拟合距离数据，与近电距离数据比较，从这里计算出拟合差值，通过拟合差值进行判断拟合是否成功；
[0173]
上述技术方案的有益效果为：通过分类单元和计算单元，先对待拟合数据继续预处理，提高了拟合真实性和准确性，通过拟合单元进行三位距离拟合，提高了用户与带电体距离的准确性，增强了计算效率。
[0174]
本发明还包括对拟合距离数据的分级判断，通过拟合数据单元计算出第一拟合电容
[0175][0176]
其中，为第一拟合电容值，为传感器第一电极与带电体之间的同效互电容值，为传感器第二电极与带电体之间的同效互电容值，为传感器第一波动电容值，为传感器第二波动电容值，v为传感器电极影响因子，u为传感器波动影响因子；传感器第一电极与第二电极的电极数值受电极节点位置的影响，其与带电体之间的同效互电容值通过添加影响因子v、u来提高准确性，计算出第一拟合电容
[0177]
再计算出第二拟合电容
[0178][0179]
其中，为第二拟合电容值，为传感器第一电极与第二电极之间的互电容值，为传感器第一电极与带电体之间的同效互电容值，为传感器第二电极与带电体之间的同效互电容值，为传感器第一波动电容值，为传感器第二波动电容值；
[0180]
第一拟合电容和第二拟合电容能够确定在进行近电感应的时候，具体感应到的电容波动值。
[0181]
根据第一拟合电容和第二拟合电容计算第一拟合特征x(τ)：
[0182][0183]
其中，x(τ)为第一拟合特征，rb为传感器阻碍电阻值，为第一拟合电容值，为第二拟合电容值，τ为感知电流频率；
[0184]
第一特征表示近电感应设备的具体电力感应的感应特征。
[0185]
再计算第二拟合特征y(τ)：
[0186][0187]
其中，y(τ)为第二拟合特征，为第二拟合电容值，rb为传感器阻碍电阻值，τ为感知电流频率；
[0188]
计算拟合距离ρ：
[0189][0190]
其中，ρ为拟合距离，sc为传感器有效检测面积，ζ为介电常数，为第二拟合电容值，为第一拟合电容值，x(τ)为第一拟合特征，y(τ)为第二拟合特征，根据近电距离l与拟合距离ρ进行判断，确定第一预警等级。
[0191]
具体的计算拟合距离，能够判断电力设备距离用户的具体距离，从而进行对应距离的报警。
[0192]
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

技术特征：
1.一种基于近电感知的距离报警系统，其特征在于：监控模块：用于通过用户携带的无线处理器，实时采集近电报警设备的监测数据，获取电力设备的距离信息；三维仿真模块：用于根据监测数据进行精确度调整处理，获取拟合数据；预警模块：用于根据预设的预警数据库对所述拟合数据进行判断，确定预警等级；云服务器模块：用于通过无线处理器传输数据，并存储数据。2.如权利要求1所述的一种基于近电感知的距离报警系统，其特征在于，所述监控模块包括：监测单元：用于通过传感器对近电报警设备进行多感知监测，获取多感知监测数据；其中，所述多感知监测包括：电场耦合检测、热敏监测、光敏监测、磁敏监测；定位单元：通过近电报警设备对邻近电力设备进行临近定位，获取设备距离信息；其中，临近定位包括：获取感知信号，并搭建近电感应模拟空间；基于近电感应模拟空间，确定用户当前位置对应电力感应设备的第一位置序列；其中，每个定位点的位置序列包括：用户当前位置的唯一编码、用户当前位置距离不同电力设备的感应信号强度；基于第一位置序列，确定用户当前定位点的唯一编码和当前定位点感知的多个电力设备的临近定位点的编码数据；其中，编码数据包括：各临近定位点的临近点唯一编码，临近定位点与当前定位点之间的信号数据和方位数据；将编码数据上传给无线处理器，进行距离测算；距离测算包括：以当前定位点为初始点，确定对应的第一位置序列的距离标识指示线；其中，距离标识指示线包括近电感应模拟空间的空间路径上各定位点的位置序列以及唯一编码排列顺序；根据当前定位点关联的多个临近定位点的信息中的位置序列确定出距离标识指示线中下一个位置序列对应的定位点位置，并根据识别出的与当前定位点和下一定位点之间的信号信息和方位信息，进行电力设备临近定位。3.如权利要求1所述的一种基于近电感知的距离报警系统，其特征在于，所述三维仿真模块包括：分类单元：用于根据预设的监测数据库对多感知监测信息进行分类处理，获取分类信息；第一直方图设置单元：用于根据分类信息进行统计得到电力设备的分布直方图和邻距离分布直方图；第二直方图设置单元：根据分布直方图和邻距离分布直方图计算电力设备的三维场景方位数据；网格化单元：基于所述三维场景方位数据，构建多个三维最近邻距离分布的形状参数
与尺度参数的网格点，生成构建多个电力设备的三维模拟模型；拟合数据获取单元：用于根据所述三维模拟模型，进行电力设备的感应信号拟合，确定拟合数据；其中，感应信号拟合包括：获取电力设备的感应信号，得到的原始二次谐波样本；在三维模拟模型确定对应对照二次谐波样本，计算其在固定采样点的幅值离散度，形成电力设备的谐波幅值离散度曲线；其中，所述的幅值离散度计算公式为：式中，h表示二次谐波样本在采样点x
i
，
j
处的幅值离散度，a(x
i
，
j
)表示第j个二次谐波样本在采样点i处的幅值，m表示统计的二次谐波样本个数。4.如权利要求1一种基于近电感知的距离报警系统，其特征在于，所述预警模块包括：位置确定单元：用于根据拟合数据，确定电力设备的实时位置；地图生成单元：用于对感知区域建立立体坐标系，得到电力设备的立体分布地图；强度判定单元：用于确定立体分布地图中每个电力设备的感应信号强度，转化为近电危险系数，并确定每个电力设备的端点坐标；风险确定单元：用于根据近电危险系数和端点坐标，确定风险区域；区域划分单元：用于通过近电危险系数，将风险区域划分为中等风险区域、低等风险区域和安全区域；预警单元：用于根据用户当前位置，判断用户实时所在区域，并在用户进入风险区域时进行风险预警。5.如权利要求1所述的一种基于近电感知的距离报警系统，其特征在于，所述云服务器模块包括：视频单元：用于通过无线处理器，获取用户当前区域的监控视频；位置关系判定单元：用于根据监控视频，确定电力设备和用户的空间位置坐标，并确定位置关系；图谱单元：用于通过位置关系，构建用户当前区域的视频图谱；报警判断单元：预先配置距离检测模型，判断视频图谱是否存在报警事件；其中，在判断结果为是时，确定存在报警事件的目标视频帧，并生成报警信号。6.一种近电报警设备，适用于权利要求1～5所述的系统，其特征在于，包括：电场测量装置(1)：用于识别和检测用户预设范围内的带电体，获取带电环境检测信息；仿真装置(2)：用于对带电环境检测信息进行迭代计算，确定用户与带电体的实时距离；防护外壳(3)：用于过滤电场干扰信号，并确定防护等级。7.如权利要求6所述的一种近电报警设备，其特征在于，所述电场测量装置(1)包括：信号处理器(4)：用于采集预设范围内的电场信号，对所述电场信号进行信噪比处理，
获取传输信号；其中，所述信噪比处理包括：信号放大处理、降噪处理；微型传感器(5)：用于根据所述传输信号产生感应电荷，并进行带电检测，获取带电环境检测信息；其中，所述带电环境检测信息包括：信号数据、振动数据、感应电极数据、电压频率。8.如权利要求1所述的一种近电报警设备，其特征在于，所述仿真装置(2)包括：探测仿真器：用于根据带电环境检测信息进行物理探测，获取探测信息；其中，所述探测信息包括：探测带电体数据、探测信号数据；迭代仿真器：用于根据所述探测信息，进行近电感知距离处理，获取感知数据；其中，所述感知数据包括：感知电压值与带电体感知距离。9.如权利要求6所述的一种近电报警设备，其特征在于，所述防护外壳(3)包括：信号过滤器：用于根据预设条件进行筛选，获取筛选信号，并进行过滤处理，获取过滤信息；其中，所述预设条件包括：预设范围、预设信号数据；预警装置：用于根据所述过滤信息进行危险度分析，确定防护等级。10.如权利要求9所述的一种近电报警设备，其特征在于，所述预警装置包括：预警分析器：用于将过滤信息进行预警分类，并进行预警判断，获取预警信息，确定防护等级；温度感应器：用于根据带电环境检测信息，进行预测处理，获取预测温度，并进行温度预警判断；其中，当所述预测温度在预设温度阈值内，则为正常温度；当所述预测温度不在预设温度阈值内，则温度异常，发起温度异常警报；定位装置：用于对近电报警设备进行定位处理，获取实时位置数据；无线处理器：用于将感知设备信息传输至云服务器；其中，所述感知设备信息包括：带电环境检测信息、感知数据、过滤信息、实时位置数据；显示器：用于根据显示感知设备信息和警报信息。

技术总结
本发明提供了一种基于近电感知的距离报警系统及其近电报警设备，包括：监控模块：用于通过用户携带的无线处理器，实时采集近电报警设备的监测数据，获取电力设备的距离信息；三维仿真模块：用于根据监测数据进行精确度调整处理，获取拟合数据；预警模块：用于根据预设的预警数据库对所述拟合数据进行判断，确定预警等级；云服务器模块：用于通过无线处理器传输数据，并存储数据。增强干扰信号过滤效率，提高在施工环境下使用的稳定性和耐久性。提高了近电报警设备的利用率，增强了数据计算的准确性，通过三维仿真模块，大大提高了计算精度和计算效率，通过预警模块，提高了用户安全性，而云服务器模块提高了检测出和计算出的数据信息的安全性。息的安全性。息的安全性。


技术研发人员：李学钧 胡磊 戴相龙 王晓鹏 蒋勇 何成虎
受保护的技术使用者：江苏濠汉信息技术有限公司
技术研发日：2023.02.24
技术公布日：2023/6/28