一种定位装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了电力设备【技术领域】中的一种定位装置。该定位装置包括第一定位器、第二定位器、数据处理器、数据存储器和电源；所述数据处理器分别与所述第一定位器、第二定位器、数据存储器和电源连接；电源分别与第一定位器、第二定位器、数据处理器和数据存储器连接。本实用新型能够在有卫星信号时通过第一定位器进行定位，在没有卫星信号时通过第二定位器全程记录巡检人员的定位信息，并通过无线通信器和电力中心进行联系，极大地提高了巡检人员的定位精度，并能够在巡检人员出现意外时提供及时的救助信息，保障了巡检人员的人身安全。
【专利说明】一种定位装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电力设备【技术领域】，具体地，涉及一种定位装置。
【背景技术】
[0002]电力行业生产系统中的变电设备、输电网络、配电网络、光纤网络设备分布广泛，分布地形复杂。大量设备长期暴露在大自然中，不仅承受正常机械承载和通过负荷，还经受雷击、强风、洪水、滑坡、沉陷、地震和鸟害等自然侵害，甚至是人为的外力破坏。
[0003]上述因素会促使设备上的各元件老化、疲劳、氧化、腐蚀，甚至损坏，如不及时发现和消除，就可能发展成为各种设备故障，严重影响网络的安全和稳定运行，对人命生活、社会生产、国防安全等造成不便和损害。电力行业希望能提前发现并及时消除网络设备的故障，保证电力网络的安全和稳定运行，因而一直对设备巡检工作非常重视，安排大量的巡检人员进行定期的日常网络设备的巡检工作。
[0004]但很多电力设备处于GPS或其他卫星信号都无法覆盖的区域，电力中心不能及时和巡检人员取得联系，不能及时了解到电力巡检结果；且由于电力设备所处的环境复杂，这就大大增加了巡检人员出巡的危险性，特别是对单个巡检人员更是如此。
【发明内容】
[0005]本实用新型提供一种定位装置，用以解决电力巡检人员的定位信息不准确的问题。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型提供一种定位装置，该装置包括第一定位器、第二定位器、数据处理器、数据存储器和电源；
[0007]所述数据处理器分别与所述第一定位器、第二定位器、数据存储器和电源连接；电源分别与第一定位器、第二定位器、数据处理器和数据存储器连接。
[0008]优选地，所述第二定位器包括:
[0009]加速度传感器、地磁传感器和气压传感器；所述加速度传感器、地磁传感器和气压传感器分别与所述数据处理器和电源连接；
[0010]所述加速度传感器包括压电式加速度传感器、压阻式加速度传感器、电容式加速度传感器或伺服式加速度传感器；所述地磁传感器为飞思卡尔MAG3110三轴数字地磁传感器；所述气压传感器为MS5611-01BA03数字气压�？�。
[0011]优选地，所述定位装置还包括:
[0012]无线通信器，所述无线通信器分别与所述数据处理器和电源连接；所述无线通信器包括GPRS�？楹�/或Zigbee�？�。
[0013]优选地，所述定位装置还包括:
[0014]报警器，所述报警器分别与所述数据处理器和电源连接。
[0015]优选地，所述定位装置还包括:
[0016]控制器，所述控制器分别与所述数据处理器和电源连接；所述控制器包括旋钮式开关或按压式开关。
[0017]优选地，所述定位装置还包括:
[0018]触控面板，所述触控面板分别与所述数据处理器和电源连接；所述触控面板为电容式触摸平板或电阻式触摸平板。
[0019]优选地，所述定位装置还包括:
[0020]照明器，所述照明器分别与所述数据处理器和电源连接；所述照明器包括LED近光灯和/或LED远光灯。
[0021]优选地，所述第一定位器包括GPS芯片和/或北斗定位芯片。
[0022]优选地，所述数据处理器包括九轴数据处理融合处理器、DSP处理器或ARM处理器。
[0023]本实用新型的上述技术方案的有益效果如下:
[0024]本实用新型能够在有卫星信号时通过第一定位器进行定位，在没有卫星信号时通过第二定位器全程记录巡检人员的定位信息，并通过无线通信器和电力中心进行联系，极大地提高了巡检人员的定位精度，并能够在巡检人员发生意外时提供及时的救助信息，保障了巡检人员的人身安全。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中:
[0026]图1为本实用新型的结构图；
[0027]图2为本实用新型的结构扩展图。
【具体实施方式】
[0028]下面将结合附图和实施例，对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
[0029]为了解决电力巡检人员的定位信息不准确的问题，本实用新型提供一种定位装置。
[0030]本实用新型的结构图如图1所示，该装置包括:
[0031]第一定位器1，用于通过定位信号对空间进行定位；第一定位器I在有GPS信号或其他卫星信号的情况下为巡检人员定位，能够满足大多数巡检环境的要求；如GPS芯片和/或北斗定位芯片等能够与定位卫星进行数据连接的期间；
[0032]第二定位器2，用于通过水平面上的位移、水平面上的方向角和高度信息对空间进行定位；第二定位器2能够在无法接收GPS信号或其他卫星信号的情况下为巡检人员提供当前巡检人员所处的定位信息，便于电力中心及时获取巡检人员巡检环境的数据；
[0033]数据处理器3，用于检测所述第一定位器I和/或所述第二定位器2的定位数据，对所述定位数据进行处理；数据处理器3需要满足各种数据处理的任务，常见的数据处理器3包括九轴数据处理融合处理器、DSP处理器或ARM处理器等。
[0034]数据存储器4，用于存储所述定位数据；
[0035]电源5，用于提供电能；电源5可以是大容量锂电池或常用的5号电池等，也可以是太阳能电池板。将太阳能电池板和大容量锂电池或常用的5号电池配合使用，可以及时为锂电池或5号电池充电，增加定位装置的续航能力；
[0036]所述数据处理器3分别与所述第一定位器1、第二定位器2、数据存储器4和电源5连接；电源5分别与第一定位器1、第二定位器2、数据处理器3和数据存储器4连接。
[0037]本实用新型能够在有卫星信号和没有卫星信号的环境中全程记录巡检人员的定位信息，并通过无线通信单元和电力中心进行联系，极大地提高了巡检人员的定位精度，并能够在巡检人员发生意外时提供及时的救助信息，保障了巡检人员的人身安全。
[0038]本实用新型的结构扩展图如图2所示，本实用新型的第二定位器2还包括:
[0039]加速度传感器201，用于根据加速度信息测量水平面上的位移；加速度传感器201包括压电式加速度传感器、压阻式加速度传感器、电容式加速度传感器或伺服式加速度传感器，具体可根据电力设备所处环境选择；
[0040]地磁传感器202，用于根据磁感性强度测量水平面上的方向角；
[0041]气压传感器203，用于根据大气压力值测量高度信息；
[0042]所述加速度传感器201、地磁传感器202和气压传感器203分别与所述数据处理器3和电源5连接。
[0043]加速度传感器201、地磁传感器202和气压传感器203分别获得巡检人员的水平面上的位移、水平面上的方向角和高度信息；这些信息能够和GPS信号或其他卫星信号采集的巡检人员的定位信息进行整合处理，得到巡检人员巡检过程的完整的定位信息，为后续的电力巡检提供了宝贵的资源；
[0044]本实用新型还可以包括:
[0045]无线通信器6，用于将所述定位数据以无线信号的方式发送给数据接收端；所述数据接收端用于存储所述定位数据；数据接收端可以包括电力中心、指挥中心等设备。所述无线通信器6分别与所述数据处理器3和电源5连接。无线通信器6可以包括GPRS�？楹�/或Zigbee�？榈绕渌尴咄ㄐ拍？椤５毖布烊嗽比衔斜匾笆苯陨淼亩ㄎ恍畔⒒蜓布旖峁⑺透缌χ行氖保梢酝ü尴咄ㄐ牌�6将必要的信息发送给电力中心，便于电力中心根据情况及时做出巡检调整或其他调整。无线通信器6也可接收电力中心发来的信息，实时对巡检人员进行指挥。
[0046]报警器7，用于检测到在设定时间内定位信息没有发生变化时发出报警信号；所述报警器7分别与所述数据处理器3和电源5连接。当报警器7检测到在一定时间内巡检人员的定位信息没有发生变化时，报警器7可以自动向数据处理器3发送报警指令，数据处理器3接到报警指令后通过无线通信器6向电力中心发送报警信号，电力中心接到报警信号后可调派最近的工作人员前去巡检人员定位信息所在位置查看情况，极大地保护了巡检人员的人身安全。
[0047]控制器8，用于手动对所述第一定位器I的工作状态或第二定位器2的工作状态进行控制，以达到必要的省电目的。所述控制器8分别与所述数据处理器3和电源5连接。
[0048]触控面板9，用于对指定信息进行操作；所述触控面板9分别与所述数据处理器3和电源5连接。触控面板9能够使得巡检人员将挑选的必要的信息或数据通过无线通信器6及时发送给电力中心。
[0049]照明器10，所述照明器10分别与所述数据处理器3和电源5连接。照明器10为电力巡检提供照明支持。
[0050]电源5与图1和图2中虚线框里的每个器件连接并为每个器件供电。
[0051]以下通过电力巡检中常用的手电筒为例，对本实用新型进行说明:
[0052]将本实用新型的定位装置安装在手电筒上，并通过手电筒的电池为定位装置提供电力。巡检人员在巡检作业时遇到现场环境较暗的情况，可通过手电筒上的按键开启照明器10，并且可以在手电筒的远光和近光之间切换。
[0053]当巡检人员携带定位装置在室外开展巡检作业时，可通过定位装置上的按键开启定位功能。通过定位装置内置的第一定位器I (诸如GPS芯片、北斗定位芯片、格洛纳斯(GL0NASS)定位芯片)可获得定位装置的位置数据，即经度、纬度和海拔数据，再通过无线通信器6实时地将位置数据上传到控制/主控中心或电力中心。当巡检人员携带定位装置进入室内执行巡检作业时，第一定位器I的定位信号一般会消失，数据处理器3会在数据存储器4中记录定位信号消失前的位置信息，同时触发加速度传感器201、地磁传感器202和气压传感器203。加速度传感器201获得的加速度数据，交由数据处理器3进行积分处理，得到位移数据；地磁传感器202获得反映定位装置的磁感应强度的数据，交由数据处理器3进行处理得到方位角数据；气压传感器203可精确获得定位装置当前所在位置的气压数据，该气压数据与数据存储器4中记录的气压对应的高度数据进行比对，此高度数据反映巡检人员在室内上楼或者下楼或者是去地下室巡检时的
[0054]具体的高度数据信息。上述的位置数据、位移数据、方位角数据和气压数据通过无线通信器6实时地发送到控制中心或电力中心，控制中心或电力中心可实时地了解巡检人员当前的位置信息和运动轨迹。在一种配置中，考虑巡检过程中巡检人员可能出现的横向滚动、俯仰运动等，可考虑增加陀螺仪，可进一步精确采集巡检人员的运动信息。
[0055]当巡检人员拿着定位装置从室外A点运动到室内B点时，该定位装置可记录其导航角、位移信息、高度信息。主控中心或电力中心可根据这些信息，结合室外GPS数据以及主站数据库得出巡检人员的方位角、运动轨迹、高度信息，继而描绘一张关于巡检人员从A点到B点的三维运动图。
[0056]如图1所示，本实用新型的定位装置包括第一定位器1、第二定位器2、数据处理器
3、数据存储器4和电源5。
[0057]在野外时，通常是第一定位器I进行定位；当到达室内或其他无法接收卫星信号导致无法定位的位置时，数据处理器3检测到第一定位单元I无法采集定位信息，则关闭第一定位器1，开启第二定位器2，并在数据存储器4中记录第一定位器I的信号消失的定位信息。第二定位器2启动后，通过加速度传感器201、地磁传感器202和气压传感器203分别获得巡检人员的水平面上的位移、水平面上的方向角和高度信息。这些信息能够和第一定位器I采集的GPS信号或其他卫星信号进行整合处理，得到巡检人员巡检过程的完整的定位信息。将所有定位信息存入数据存储单元4中，便于后续对定位数据进行分析处理。
[0058]数据处理器3用于数据处理，例如加速度数据、磁感应强度数据、气压数据和角速度速度，并通过内部集成的高级算法协同处理加速度、磁感应强度、气压、角速度(有陀螺仪时)数据，并将这些计算出的数据存储到数据存储器4中，以及通过无线通信器6将这些数据发送到主控中心。数据处理器3可采用专用处理芯片(例如PNI公司的型号为SENtral的九轴数据处理融合处理芯片)和DSP或ARM芯片实现。[0059]加速度传感器201用于测量手电筒的线性加速度，可选用两轴或三轴加速度传感器得出加速度数据，得到的加速度数据将由数据处理器3处理，进而得出定位装置在水平面内的位移。加速度传感器201可通过常用的加速度传感器(比如压电加速度传感器)与驱动电路实现。
[0060]地磁传感器202用于测量定位装置所在位置的磁感应强度，可选用两轴或三轴地磁传感器，得到的磁感应数据交由数据处理器3处理，进而得出反映定位装置在水平面上运动的方位角，即定位装置从A点以什么方向朝着B点运动。地磁传感器202可通过磁阻元件与驱动芯片实现。或者，可使用加速度数据、角速度数据连同地磁感应强度数据一起计算方位角，以便获得更准确的方位角数据。
[0061]气压传感器203用于测量手电筒附近的大气压，气压传感器203可精确获得定位装置当前所在位置的气压数据，该气压数据与数据存储器4中记录的气压对应的高度数据进行比对，此高度数据反映巡检人员在室内上楼或者下楼或者是去地下室巡检时的具体的高度数据信息。也可交由主控中心处理，主控中心可通过该大气压结合数据库中存储的气压与高度的对应关系得出高度信息。
[0062]照明器10用于对现场环境进行照明，可采用LED灯实现。LED灯可包括近光灯、远光灯。可通过手电筒上的按键切换照明模式。
[0063]第一定位器I用于室外确定三个维度的信息。第一定位器I可通过定位芯片(如GPS芯片、北斗定位芯片等)以及外围电路实现。
[0064]无线通信器6用于将上述定位数据、加速度传感器201得出的位移数据、地磁传感器202得出的方位角数据、气压传感器203得出的高度数据上传到主控中心或电力中心。无线通信器6可采用常用的3G/4G�？槭迪�。
[0065]控制器8用于接收外部按键的信号输入，从而开启照明器10、第一定位器I或第二定位器2。
[0066]电源5用于为各个器件提供电力，以及电源管理。
[0067]数据存储器4用于存储上述数据，例如定位数据、位移数据、方位角数据和高度数据。
[0068]本实用新型通过第一定位器在有GPS信号或其他卫星信号的情况下为巡检人员定位，能够满足大多数巡检环境的要求；通过第二定位器2能够在无法接收GPS信号或其他卫星信号的情况下为巡检人员提供当前巡检人员所处的定位信息，便于电力中心及时获取巡检人员巡检环境的数
[0069]据；其中，第二定位器2分别包括加速度传感器201、地磁传感器202和气压传感器203，分别获得巡检人员的水平面上的位移、水平面上的方向角和高度信息；这些信息能够和GPS信号或其他卫星信号采集的巡检人员的定位信息进行整合处理，得到巡检人员巡检过程的完整的定位信息，为后续的电力巡检提供了宝贵的资源；当巡检人员认为有必要及时将自身的定位信息或巡检结果发送给电力中心时，可以通过无线通信器6将必要的信息发送给电力中心，便于电力中心根据情况及时做出巡检调整或其他调整；通常情况下，巡检人员所处位置不是固定不变的，但如果报警器7检测到在一定时间内巡检人员的定位信息没有发生变化时，报警器7可自动向数据处理器3发送报警指令，数据处理器3接到报警指令后通过无线通信器6向电力中心发送报警信号，电力中心接到报警信号后可调派最近的工作人员前去巡检人员定位信息所在位置查看情况，极大地保护了巡检人员的人身安全；无线通信器6也可接收电力中心发来的信息，实时对巡检人员进行指挥；数据存储器4则全程记录所有的数据，便于后续的数据分析；本实用新型的第一定位器和第二定位器可同时工作，但由于电能的限制，有些情况下可以通过控制器8来控制关闭某个单元，以达到省电的目的；触控面板9能够使得巡检人员将挑选的必要的信息或数据通过无线通信器6及时发送给电力中心；本实用新型还提供了照明器10，照明器10为电力巡检提供照明支持。
[0070]以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种定位装置，其特征是，该装置包括:第一定位器、第二定位器、数据处理器、数据存储器和电源； 所述数据处理器分别与所述第一定位器、第二定位器、数据存储器和电源连接；电源分别与第一定位器、第二定位器、数据处理器和数据存储器连接。
2.如权利要求1所述的定位装置，其特征是，所述第二定位器包括: 加速度传感器、地磁传感器和气压传感器；所述加速度传感器、地磁传感器和气压传感器分别与所述数据处理器和电源连接； 所述加速度传感器包括压电式加速度传感器、压阻式加速度传感器、电容式加速度传感器或伺服式加速度传感器；所述地磁传感器为飞思卡尔MAG3110三轴数字地磁传感器；所述气压传感器为MS5611-01BA03数字气压模块。
3.如权利要求2所述的定位装置，其特征是，所述定位装置还包括: 无线通信器，所述无线通信器分别与所述数据处理器和电源连接；所述无线通信器包括GPRS�？楹�/或Zigbee�？�。
4.如权利要求3所述的定位装置，其特征是，所述定位装置还包括: 报警器，所述报警器分别与所述数据处理器和电源连接。
5.如权利要求4所述的定位装置，其特征是，所述定位装置还包括: 控制器，所述控制器分别与所述数据处理器和电源连接；所述控制器包括旋钮式开关或按压式开关。
6.如权利要求5所述的定位装置，其特征是，所述定位装置还包括: 触控面板，所述触控面板分别与所述数据处理器和电源连接；所述触控面板为电容式触摸平板或电阻式触摸平板。
7.如权利要求1-6中任一项所述的定位装置，其特征是，所述定位装置还包括: 照明器，所述照明器分别与所述数据处理器和电源连接；所述照明器包括LED近光灯和/或LED远光灯。
8.如权利要求7所述的定位装置，其特征是，所述第一定位器包括GPS芯片和/或北斗定位芯片。
9.如权利要求8所述的定位装置，其特征是，所述数据处理器包括九轴数据处理融合处理器、DSP处理器或ARM处理器。
【文档编号】G01S19/48GK203732726SQ201420155240
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年4月1日 优先权日:2014年4月1日
【发明者】赵羡龙, 何凡, 郭艳鹏, 梁小斌, 杨立新, 王大伟 申请人:国家电网公司, 北京南瑞智芯微电子科技有限公司
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