基于移动终端的电力设备智能巡检系统设计

基于手机NFC的智能巡检系统解决方案安徽电科恒钛智能科技有限公司2015年7月目录1 概述 (2)1.1现状分析 (2)1.2解决方案的实现 (2)1.3系统价值分析 (3)2 系统功能 (4)2.1系统整体设计 (4)2.2数据采集子系统功能 (5)2.3中心服务器子系统 (6)2.4系统业务流程 (7)3 效益分析 (8)3.1系统所达到的效果 (8)3.2投资分析 (8)4 系统主要应用场所说明 (10)5 公司介绍 (11)1概述1.1现状分析巡检系统主要应用在保安巡更、运营商无人值守基站巡检、电力的变电和配网设备巡检、广电系统机房设备巡检、消防设施巡检等几种场所。

巡检系统目前市场上主要有如下四种技术方案（四种方案的共同点是都要建立后台系统，不同点是前端设备不同。

）：1、巡更棒：采用巡更棒+巡更点的方式，保安人手一个巡更棒，记录保存在巡更棒里，定时导入记录到电脑。

缺点是不能实时更新数据，并且由于需要另外购买巡更棒而增加了成本。

2、手机+GPS：采用手机定位功能，实现到点的巡更巡检功能。

优点是可以直接使用手机而不用另外购买设备。

缺点是GPS能定位到地点，针对大楼内部、变电站这种同一范围内很多设施的场所不适合使用。

3、手机或者PDA+二维码：采用手机二维码方案，可以减少投资，缺点是二维码容易复制、损坏，而导致巡检管理的漏洞较多。

4、专用PDA+RFID：本方案避免了手机+二维码的弊端，缺点是需要另外增加专用PDA的投资。

目前，我公司采用手机NFC的技术方案，可以完全避免以上方案的缺点。

不但能够实时联网，NFC标签避免二维码容易损坏和可以复制的缺点，而且使用手机降低了另外购买设备的成本浪费。

并且能够降低巡检人员的劳动强度，在一定程度上减少管理上带来的问题。

1.2解决方案的实现1、NFC技术原理NFC(Near Field Communication的缩写)，即近距离无线通讯技术，它是一种短距离的高频无线通信技术。

智能轨道型电力巡检机器人系统设计方案设计目标：1.实现智能巡检：机器人能够自主巡检轨道，检测电力设备的运行状态和故障。

2.实时数据采集：机器人能够实时采集电力设备的各项参数，并将数据上传至后台服务器。

3.预警和故障诊断：机器人能够根据采集的数据对设备状态进行分析，发现异常情况并给出预警或故障诊断。

4.远程操控和管理：用户能够通过手机或电脑端监控机器人的巡检情况，并进行远程操控和管理。

硬件设计：1.机器人底盘：采用轨道型底盘设计，通过轨道导向系统在轨道上行走。

2.传感器系统：装配多种传感器，包括温度传感器、湿度传感器、电流传感器等，用于采集电力设备的各项参数。

3.摄像头：配备高清摄像头，用于拍摄设备照片和视频，并进行图像识别。

4.通信模块：装配无线通信模块，通过4G、WiFi等无线网络与后台服务器进行数据传输和远程操控。

5.电源系统：采用可充电锂电池作为主要电源，实现长时间巡检。

软件设计：1.路径规划算法：根据巡检任务和轨道地形，设计路径规划算法，确保机器人能够按照预定路径进行巡检。

2.数据采集与分析：编写数据采集程序，实时读取传感器数据，并将数据上传至后台服务器。

在服务器端进行数据分析，利用机器学习算法对设备状态进行分析和判断。

3. 预警和故障诊断：根据设备状态分析结果，通过App和Web页面向用户发送预警信息，并给出故障诊断建议。

4. 远程操控：通过App和Web页面，用户能够实时监控机器人的巡检情况，并进行远程操控，如改变巡检路径、启停机器人等。

5.后台服务器：搭建后台服务器，存储和管理巡检数据，实现用户权限管理和设备管理等功能。

系统工作流程：1. 用户在App或Web页面下发巡检任务，并设置巡检路径和频率。

2.机器人根据巡检任务和路径规划算法，按照预定路径巡检电力设备。

3.机器人通过传感器采集电力设备的各项参数，并将数据上传至后台服务器。

4.后台服务器对采集的数据进行分析和处理，发现异常情况并给出预警或故障诊断建议。

智能巡检系统方案引言智能巡检系统是一种利用先进的技术手段，结合物联网、人工智能和大数据分析等技术，实现对设备和设施的智能化巡检和管理的系统。

该系统能够大大提高巡检效率，减少人力资源的浪费，提前发现设备故障和隐患，确保设备和设施的正常运行，提升生产安全和效率。

本文将详细介绍智能巡检系统的方案。

功能需求智能巡检系统需要具备以下主要功能：1.设备识别和注册：识别需要巡检的设备，并将其注册到系统中；2.任务分配和调度：根据设备的巡检频率和巡检等级，自动分配巡检任务，并合理调度任务；3.数据采集和处理：通过物联网技术，实时采集设备的数据，并对数据进行处理和分析；4.异常检测和预警：基于大数据分析和人工智能算法，检测设备的异常情况，并及时发出预警信息；5.巡检报告和记录：生成巡检报告并记录相关数据，方便日后查询和分析。

技术实现为了实现智能巡检系统的功能，以下是一些主要的技术实现方案：1.物联网技术：使用传感器和物联网设备，实现对设备数据的采集和传输，从而实现实时监测和控制；2.大数据分析技术：通过分析大量的设备数据，可以发现设备的异常情况和隐患，提前预警，并进行故障诊断和预测；3.人工智能技术：利用机器学习和深度学习等人工智能算法，对巡检过程进行优化和自动化，并实现智能异常检测和预警功能；4.云计算和边缘计算：将设备数据上传到云端进行处理和分析，同时利用边缘计算将部分计算任务下放到设备本身，减少网络传输延迟和提高系统响应速度；5.移动终端技术：通过手机、平板等移动终端设备，方便巡检人员接收任务、上传巡检结果和查看巡检报告。

系统架构智能巡检系统的架构主要包括以下几个模块：1.设备管理模块：用于设备的识别和注册，包括设备信息的录入、设备状态的监测和设备巡检任务的分配等功能；2.数据采集和处理模块：通过物联网技术，实时采集设备数据，并进行数据的存储和分析，同时实现对设备状态的监控；3.异常检测和预警模块：基于大数据分析和人工智能算法，对设备数据进行异常检测和预警，及时发出预警信息，提供故障诊断和预测功能；4.巡检管理模块：用于巡检任务的分配和调度，记录巡检结果并生成巡检报告，为日后的查询和分析提供支持；5.前端界面模块：通过移动终端设备，提供用户友好的界面，方便巡检人员接收任务、上传巡检结果和查看巡检报告。

电力行业智能巡检与设备维护管理方案第1章引言 (4)1.1 背景与意义 (4)1.2 目标与范围 (4)第2章巡检与维护技术概述 (5)2.1 电力设备巡检技术 (5)2.1.1 人工巡检技术 (5)2.1.2 自动巡检技术 (5)2.1.3 遥感巡检技术 (5)2.1.4 智能巡检技术 (5)2.2 设备维护技术 (6)2.2.1 预防性维护 (6)2.2.2 预测性维护 (6)2.2.3 应急维护 (6)2.2.4 智能维护 (6)2.3 国内外发展现状及趋势 (6)2.3.1 国外发展现状 (6)2.3.2 国内发展现状 (6)2.3.3 发展趋势 (6)第3章智能巡检系统设计 (7)3.1 系统架构 (7)3.1.1 总体架构 (7)3.1.2 网络架构 (7)3.2 系统模块设计 (7)3.2.1 数据采集模块 (7)3.2.2 数据传输模块 (7)3.2.3 数据处理与分析模块 (7)3.2.4 巡检任务管理模块 (7)3.2.5 用户界面模块 (8)3.3 系统集成与兼容性 (8)3.3.1 系统集成 (8)3.3.2 兼容性 (8)3.3.3 安全性 (8)第4章设备数据采集与分析 (8)4.1 数据采集技术 (8)4.1.1 传感器技术 (8)4.1.2 远程监测技术 (8)4.1.3 分布式光纤传感器技术 (8)4.2 数据传输与存储 (9)4.2.1 数据传输技术 (9)4.2.2 数据存储技术 (9)4.3 数据预处理与特征提取 (9)4.3.1 数据预处理 (9)4.3.2 特征提取 (9)4.4 数据分析方法 (9)4.4.1 故障诊断 (9)4.4.2 故障预测 (10)4.4.3 运行优化 (10)第5章智能巡检关键技术 (10)5.1 无人机巡检技术 (10)5.2 激光扫描技术 (10)5.3 视觉识别技术 (10)5.4 人工智能算法应用 (10)第6章设备状态评估与预测 (11)6.1 设备状态评估指标 (11)6.1.1 电气功能指标：包括设备绝缘电阻、介质损耗、局部放电等参数。

变电站智能化巡检控制系统的设计摘要：随着机器人制造技术的不断进步与完善，变电站智能巡检机器人在变电站日常的设备运维管理中发挥的作用越来越显著。

通过对智能巡检机器人的合理运用，其在变电站运维工作中的应用主要体现在现场设备各类型巡视、设备的红外测温及表计数据抄录、设备现存缺陷隐患的跟踪等方面。

在500kV变电站无人值守的深入推进的背景下，为更好的对事故应急状态下变电站电气设备的运行状况进行掌控，运用智能巡检机器人代替运维人员对故障设备进行先期巡检，将发挥越来越重要的作用。

关键词：变电站；ZigBee通信；巡检控制；智能监测引言变电站巡检是确保设备正常安全运行的有效措施，通过巡视检查了解设备运行状况，掌握运行异常，并及时地采取相应措施，对于降低事故的发生及控制停电范围具有重要意义。

当前电网规模快速增长，以国家电网公司为例，所辖变电站数量从2012年的3.2万余座增长到2021年的4.3万余座，涨幅达到30.5%。

而变电运检人员较2012年减少23.4%，从设备管理精益化要求来看，巡检工作量大，人员紧缺。

另外，我国电网电压等级已发展到1100kV，人工巡检存在安全禁区，如高压阀厅、雷雨天气时避雷针附近区域严禁人员靠近。

人工巡检存在视觉盲区，如大型变压器油枕部位、高压套管顶端伞裙部位等。

人工巡检存在听觉盲区，如GIS设备局部放电产生的超声波、变压器故障特征声纹被噪声淹没等情形。

从巡检工作安全和技术要求出发，高压变电设备的巡检，单纯依靠人工已无法全面完成。

1智能巡检机器人概述智能巡检机器人是以自主或遥控的方式，在无人值守的环境中，完成对设备进行红外温度监测和仪表油位的图像识别等任务，替代人工完成巡检中遇到的繁、难、险和重复性的工作，可用于室外、室内以及电力廊道巡检，其中以室外巡检为主。

智能巡检机器人在变电站运维管理中的广泛应用，极大的降低巡维人员工作负荷，提高设备巡检工作效率和工作质量。

2智能巡检机器人系统现状分析目前，变电站的智能巡检机器人已实现对全站电气设备的红外和可见光的覆盖，通过预设的巡视任务，对全站不同区域电气设备进行不间断的周期性的巡检，而对于新增的有特殊要求的任务，则须要通过人工进行设置。

电力行业巡检机器人解决方案
随着节能减排的大力推进，电力行业普遍面临着设备运行效率提升、成本降低、安全可控的发展压力，且涉及的环境条件恶劣，同时安全可靠的管理系统更是日益受到重视。

为了解决这些问题，电力行业巡检机器人解决方案应运而生。

电力行业巡检机器人解决方案的核心内容是将人工智能技术（AI）、机器视觉技术（Machine Vision）、移动机器人技术（Mobile Robot）和物联网技术（IoT）相结合，建立起一套自动化的电力行业故障诊断、模型匹配、智能定位、远程控制等功能综合一体化的巡检机器人解决方案。

首先，机器人的钳工安装和调试系统，结合先进的图像识别技术，可以使机器人运行稳定、准确，从而大大缩短巡检时间和减少安装成本。

其次，采用机器视觉技术，使得机器人能够读取电力系统中的信息，从而实现电力设备的自动巡检，能够及时发现电力设备的故障和损伤，并可以采取维护和维修措施，有效减少系统故障率，提高系统故障恢复速度和系统安全可靠性。

此外，采用物联网技术可以实现机器人与电力系统之间的远程交互，使电力系统运行更加稳定和可靠，还可以便捷地远程控制设备。

智能轨道型电力巡检机器人系统 设计方案 1、 项目背景

1.1传统的人工巡检难以适应发展要求 目前电力公司对于所管辖的配电房、开关室，例行巡检每月1次，红外测温

巡测每月1次，全部依赖于人工巡视作业。在高负荷期间和有特殊保供电要求时，须增加巡检频次。 随着近年来电网飞速发展，生产人员不足和巡检工作量增加之间的矛盾日益突出，而运维一体化等工作在扩展业务范围的同时也给变电运维工作提出了更高的要求，在这样的形势下，传统的“人工巡检、手动记录”的巡检作业方式难以适应电力系统精益化、集约化的发展要求。

1.2 电力巡检机器人的研究意义重大 电力安全巡检工作对保障电力安全生产至关重要。除人工巡检以外，目前变电站/配电房内通常采用数量有限的固定传感器及固定监控摄像头进行监测，很难全面的、准确的、实时的检测并获得设备的运行状态。变电站/配电房需检测变压器与高低压开关的运行状态及仪表面板读数，检测信息多。 通过智能轨道巡检机器人的应用，对减少工作量、提高操作维护效率和设备异常应急处理速度有明显的效果，主要体现在以下二个方面：一是大大降低操作维护人员工作台的强度。二是缩短应急响应时间。使用机器人检测系统后，可为操作维护人员提供远程视频，缩短处理时间。 智能轨道巡检机器人可在设备运转期间对设备进行多方位、多功能监测并做出及时预警，对保障电力设备正常运转，提高设备巡检效率与质量、减少巡检人员数量具有重要意义。

2、 电力轨道式智能巡检机器人系统设计 2.1项目目标 本项目实现开关柜红外测温、局放检测、柜面及保护装置信号状态指示等的自动识别，继保室保护屏柜压板状态、空开位置、装置信号灯指示以及数显仪表的自动识别读数。并且采用无缝滑环型导轨取电，实现24小时不间断巡视，也可自定义周期和设备进行特殊巡视。 智能轨道巡检机器人可沿轨道精确定位检测点，通过搭载的传感器采集设备参数、环境信息，实现视频监控、仪表的智能读表以及信息传输等功能，代替人工巡检方式，提高巡检效率和安全性，达到“自动化减人”的目的。 2.2 总体思路与技术路线 机械机构设计：通过分析行走机构通过不同曲率、不同弯曲方向轨道段的运动特性，获取行走机构与轨道的几何约束关系，建立行走机构与多种弯曲形式的轨道作用机理模型、轮—槽传动模型。 巡检控制系统设计：通过对电力内的环境需求进行分析，确定待检测的环境信息，如温度、湿度和气体含量等；针对智能读表功能进行相应的图像处理算法设计；设计实时定位系统来获取机器人实时位置。 2.3系统简介 电科恒钛智能轨道型电力巡检机器人系统，是专门针对变电站、配电房、开闭所等电力环境设计研发的智能一体化巡检方案。系统以轨道巡检机器人为核心，结合实时监控平台，数据采集服务器以及相关附件，可实现对电力环境与设备的不间断监控。 其中，轨道巡检机器人为采用轨道移动方式，搭载高清摄像机及红外热成像仪，实现实时监控与红外热成像诊断；集成有害气体、烟雾、光照度、温湿度等传感器以及定位装置和语音对讲系统，使用户实时掌控电力环境，并通过监控平台实现对巡检机器人的控制，数据接入、存储、统计。 智能轨道型电力巡检机器人系统主要包括： （1）轨道式智能巡检机器人，包括巡检机器人本体、高清可见光视频监控模块、红外热成像模块、温湿度环境监控模块、远程对讲模块等。 （2）轨道系统，包括轨道本体、轨道连接件、吊装组件、固定组件和限位器等。 （3）监控平台，包括本地监控平台1套、远程监控平台1套。 （4）通讯及电源系统，包括通讯光纤收发器、电源、配电箱、动力线缆及组件等。 3、 总体技术要求 室内轨道型智能巡检机器人监测系统主要由巡检机器人、运载轨道系统、通讯及电源系统、监控平台等组成。

变电站机器人智能巡检系统设计及应用摘要：本文基于机器人的优势设计了变电站机器人智能巡检系统，实现了变电站机器人对变电站内设备的全覆盖式自动巡检及人工巡检。

系统能够完成变电站运行任务中各类设备运行状态实时监测、隐患分析和故障判断。

提高了检修工作效率。

并能有效减少变电站运维成本。

关键词：机器人；智能巡检系统；设计引言机器人智能巡检系统主要由机器人系统、监测设备、数据采集处理系统、视频监控系统、现场管理系统组成。

智能巡检系统可以实现对变电站内设备运行状态的实时监测、故障定位、智能诊断、故障处理和状态反馈等功能。

同时对变电站内运行设备状态进行实时分析，实现设备健康状态管理信息实时发布、智能监控与管理等功能。

此外机器人还可以进行故障模拟工作并自动完成检修任务；机器人巡检系统为智能巡检系统提供了必要支撑；同时为变电站提供一个智能化管理平台，通过数据与信息传输技术将监控数据实时回传到调度中心和控制中心系统。

一、变电站机器人系统设计（一）机器人系统总体设计机器人站的部署位置分为巡检机器人站、智能分析处理机器人站、智能识别机器人站和信息管理系统等四个功能区域。

其中智能分析处理机器人站主要负责对机器人所采集的巡检数据进行统计、处理、分析、上传等功能，实现智能巡检；智能识别系统为实现变电站的智能化巡检提供辅助，该部分主要是识别设备本体是否存在缺陷，机器人对设备故障状态的判断是否准确，识别区域之间是否存在通信不畅的情况，采集到故障信息后将所采集到的信息进行综合分析处理，从而判断当前区域是否有缺陷，并发送给主机。

智能分析处理机器人站是指通过现场遥控和控制，实现对变电站所有输变电设备功能区域状态及视频数据进行智能化巡检的机器人设备。

它可实现对变电站内自动化、智能化水平较低的设备进行模拟诊断以及快速找到问题原因，并协助检修人员将查找出的相关记录上传至运维管理系统中。

信息管理系统通过人机界面，可以对机器人所采集到信息进行统计与分析，便于运维人员及时掌握变电站内自动化、智能化水平较低的设备状态及发生故障情况。

第1篇一、引言随着我国经济的快速发展，电力行业在国民经济中的地位日益重要。

电力系统的稳定运行直接关系到国计民生和社会稳定。

在电力行业，移动终端的应用已成为提高工作效率、降低成本、提升服务质量的重要手段。

本文将针对电力移动终端解决方案进行探讨，以期为电力行业提供有益的参考。

二、电力移动终端解决方案概述电力移动终端解决方案主要包括以下几个方面：1. 设备选型与采购2. 系统设计与开发3. 应用场景与功能4. 系统安全与维护5. 培训与推广三、设备选型与采购1. 设备选型电力移动终端设备选型应考虑以下因素：（1）功能需求：根据实际工作需求，选择具备相应功能的移动终端设备，如手机、平板电脑、手持终端等。

（2）性能指标：关注设备的处理器、内存、存储、电池等性能指标，确保设备能够满足电力工作需求。

（3）操作系统：选择主流的操作系统，如Android、iOS等，方便软件应用开发和用户使用。

（4）兼容性：确保设备与现有电力系统、业务系统等具有良好的兼容性。

2. 采购管理（1）制定采购计划：根据设备选型，制定详细的采购计划，明确采购数量、时间、供应商等。

（2）招标与比价：通过公开招标或比价方式，选择优质供应商，确保采购价格合理。

（3）签订合同：与供应商签订采购合同，明确双方的权利和义务。

（4）验收与付款：对采购设备进行验收，确保设备符合要求，再进行付款。

四、系统设计与开发1. 系统架构电力移动终端系统架构主要包括以下几个层次：（1）设备层：包括移动终端设备、通信设备等。

（2）网络层：包括无线网络、有线网络等。

（3）应用层：包括业务应用、数据管理、安全防护等。

（4）数据层：包括电力系统数据、业务数据等。

2. 功能模块（1）业务应用模块：包括电力设备巡检、故障处理、工作计划、任务管理等。

（2）数据管理模块：包括数据采集、存储、处理、分析等。

（3）安全防护模块：包括用户认证、权限管理、数据加密等。

（4）辅助功能模块：包括地图导航、语音通话、短信通知等。