一种教学用和巡检用的巡检设备的制作方法

1.本发明涉及电力设备巡检技术领域，特别涉及一种教学用和巡检用的巡检设备。


背景技术：

2.电力从生产到使用需要经历发电、输变电、配电等环节，电力在运输过程中消耗严重，同时运输过程中存在隐患，如遇到天气因素等，都会造成物资损失。在尽可能减少电能损耗的同时，保障电网供电的可靠性和安全性，定期巡检成了电力人员工作的重中之重。
3.传统电力巡检方式存在劳动强度大、工作效率低、检测质量分散、手段单一等不足，人工检测的数据也无法准确、及时地接入管理信息系统。
4.并且电力企业对员工的能力要求非常高，因为在很多工位开展工作时存在一定的危险性，若电力企业员工的技能不熟练，则可能会诱发电力事故，影响到电力运行稳定性。为此需不断开展员工培训工作，全面提升电力员工的整体水平与实力，保障电力传输的稳定运行，电力巡检、电力检修和新学员的教育培训是安全生产的重要组成部分，生命和设备安全非常重要。
5.现有技术中，用于电力培训用的vr设备/系统，如高压变电站仿真模拟培训的vr系统(如cn112991506b一种基于vr的高压变电站仿真模拟培训操作系统)，通常具有以下问题：
6.1、vr设备提供的是完全虚拟化的三维空间，虚拟图像与实际场景的差距会导致培训人员学习效率下降；
7.2、该系统无法实现人机交互，无法根据培训人员实际需要或者学习方向对系统呈现出的图像进行选择控制。


技术实现要素：

8.本发明提供一种教学用和巡检用的巡检设备，用以解决上述背景技术提出的技术问题中至少一项。
9.为解决上述技术问题，本发明公开了一种教学用和巡检用的巡检设备，包括：
10.ar镜框、ar显示镜片和交互指环，ar镜框安装有电源模块和健康监测装置，ar镜框上还设有音频装置，ar镜框上位于ar显示镜片两侧设有控制信号监测装置、视觉追踪摄像头和视频互动摄像头。
11.优选的，所述控制信号监测装置包括：
12.可见光探测摄像头、话筒和特征点，两个可见光探测摄像头安装在ar镜框上，且两个可见光探测摄像头分别位于ar显示镜片左右两侧，话筒通过线管固定连接在ar镜框侧面的镜腿上，特征点位于交互指环主界面呈不规则排布，特征点由特征二极管模块控制点亮，交互指环主界面上还设有oled显示屏和指环开关按钮，交互指环侧面设置有交互按钮。
13.优选的，所述健康监测装置包括：
14.电极贴片、发射极和接受极，电极贴片安装在ar镜框耳托处，发射极位于交互指环
内壁正上方，接受极位于交互指环内壁正下方，发射极和接受极通过指环监测模块电连接。
15.优选的，所述音频装置包括：
16.耳机、扬声器孔和视频互动摄像头，耳机嵌在耳机槽内，耳机槽固定在ar镜框的侧面的镜腿上，在耳机槽靠近ar显示镜片一侧旁设有ar眼镜开关按钮，ar眼镜开关按钮与ar显示镜片之间开有扬声器孔。
17.优选的，还包括自动监测识别系统，所述自动检测识别系统包括：
18.识别模块，用于识别电力巡检工作中待识别设备；
19.控制信号监测模块，用于监测交互指环的位置和工作人员发出的语音信号；
20.健康监测模块，用于监测工作人员监控状态参数，所述监控状态参数包括心率、血压和血氧饱和度；
21.处理模块，所述处理模块分别与识别模块、控制信号监测模块、ar显示模块电连接。
22.优选的，所述识别模块包括：
23.图像采集单元，用于采集电力巡检工作中待识别设备的图像；
24.图像预处理单元，用于对图像采集单元采集的所述待识别设备的图像进行预处理；
25.图像特征提取单元，用于对图像预处理单元处理后的电力巡检工作中待识别设备的图像进行特征提取；
26.特征寻找单元，根据图像特征提取单元输入的特征模拟信号，寻找插在卡槽中的micro sd卡数据库中与各个特征相匹配的模型，若数据库中存在与图像特征提取单元输入的特征模拟信号相匹配的模型，则向第一指令单元输出模拟信号；
27.第一指令单元，根据特征寻找单元输出的模拟信号，向处理模块输出第一指令信号，第一指令信号为二进制代码的高低电平信号。
28.优选的，所述控制信号监测模块包括：
29.语音识别单元，用于对工作人员发出的语音指令进行识别，输出第一模拟信号；
30.指环状态监测单元，用于监测交互指环当前位置和交互按钮动作，输出第二模拟信号；
31.第二指令单元，根据所述第一模拟信号和第二模拟信号，向处理模块输出第二指令信号，第二指令信号为二进制代码的高低电平信号。
32.优选的，所述健康监测模块包括；
33.第一信号接收单元，用于接收电极贴片输入的第三模拟信号；
34.第二信号接收单元，用于接收接受极输入的第四模拟信号；
35.差异对比单元，用于获取第三模拟信号和第四模拟信号的差异信号，并将差异信号处理后向判断单元输出；
36.判断单元，用于判断差异信号是否超出预设范围，如没有超出范围则向信号处理单元传输第三模拟信号和第四模拟信号，否则消除第三模拟信号和第四模拟信号；
37.信号处理单元，用于将第三模拟信号、第四模拟信号合并处理后向第三指令单元输出合并后的模拟信号；
38.第三指令单元，用于根据合并后的模拟信号向处理模块发出第三指令信号，第三
指令信号为二进制代码的高低电平信号。
39.优选的，所述处理模块包括：
40.指令接收单元，用于接收第一指令信号、第二指令信号和第三指令信号，并将第一指令信号、第二指令信号和第三指令信号传输给数据分析处理单元；
41.数据分析处理单元，数据分析处理单元用于当接收到第一指令信号时，对特征寻找单元输出的模拟信号进行分析处理，输出包含实际物体特征的第五模拟信号；数据分析处理单元还用于当接收到第二指令信号时，对指环状态检测单元输出的第二模拟信号和语音识别单元输出的第一模拟信号进行分析处理，输出包含指环运动状态和语音特征的第六模拟信号；数据分析处理单元还用于当接收到第三指令信号时，对信号处理单元输出的健康参数进行分析处理，输出包含工作人员当前健康特征的第七模拟信号；
42.建模单元，根据包含实际物体特征的第五模拟信号，分析已识别设备的轮廓、颜色和亮度特征，创建具有所述已识别设备的轮廓、颜色和亮度特征的相关电气设备部件，然后装配成包含所有已识别设备特征的设备实体模型，输出该实体模型的模拟信号；
43.定位单元，用于对待识别设备进行定位，根据设备实体模型的模拟信号，将设备实体模型的坐标与设备实际所在位置坐标相结合，对设备实际轮廓与设备实体模型进行叠加后向ar显示单元输出该模型的第八模拟信号；
44.ar指令单元，根据第六模拟信号、第七模拟信号和第八模拟信号，向ar眼镜输出指令信号。
45.优选的，指环监测模块包括：
46.指环芯片、led恒流驱动模块和dac模块，指环芯片的引脚依次通过差分放大器模块、带通滤波模块和tia放大器模块连接接受极，指环芯片的引脚依次通过dac模块和直流偏置模块与差分放大器模块内三极管的集电极电连接，指环芯片的引脚依次通过dac模块和led恒流驱动模块电连接发射极，指环芯片的引脚与oled显示屏电连接，指环芯片的引脚与交互按钮模块电连接，指环芯片的引脚与特征二极管模块电连接，指环芯片的引脚与与开关模块电连接，指环芯片的vdd引脚接电源正极，指环芯片的gnd引脚接地。
47.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。
48.与现有技术对比，本发明具备以下有益效果：
49.通过设置控制信号监测装置，可以实现工作人员和ar技术的交互，通过交互指环的动作，使工作人员可以根据自己的喜好和对巡检设备的了解程度控制ar显示镜片中展示出设备说明的详细程度和任意部件结构，无论教培还是巡检，都将使工作人员的工作效率得到提升；并且设置健康监测装置，可以使工作人员避免因为缺氧、过度劳累和心率异常导致工作时出现意外，同时该ar眼镜还设有gps定位模块，可以使监盘人员知道现场工作人员的实时位置，可以最大程度增加沉浸式体验，提高巡检效率，减少安全事故的发生。
附图说明
50.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：
51.图1为本发明中ar眼镜主视结构示意图。
52.图2为本发明中ar眼镜左视结构示意图。
53.图3为本发明中交互指环主视结构示意图。
54.图4为本发明中交互指环俯视结构示意图。
55.图5为本发明中ar眼镜电路框图。
56.图6为本发明的原理流程图。
57.图7为本发明的交互指环电路原理图。
58.图8为本发明的dac1模块电路原理放大示意图。
59.图9为本发明的led恒流驱动模块电路原理放大示意图。
60.图10为本发明的tia放大器模块电路原理放大示意图。
61.图11为本发明的带通滤波模块电路原理放大示意图。
62.图12为本发明的差分放大器模块电路原理放大示意图。
63.图13为本发明的直流偏置模块电路原理放大示意图。
64.图14为本发明的特征二极管模块电路原理放大示意图。
65.图15为本发明的开关模块电路原理放大示意图。
66.图16为本发明的交互按钮模块电路原理放大示意图。
67.图中：1、ar镜框；2、耳机槽；3、电源模块；4、扬声器孔；5、ar眼镜开关按钮；6、耳机；7、电极贴片；8、视觉追踪摄像头；9、ar显示镜片；10、话筒；11、卡槽；12、可见光探测摄像头；13、鼻托；14、视频互动摄像头；15、交互指环；16、发射极；17、接受极；18、交互按钮；19、特征点；20、oled显示屏；21、指环开关按钮；22、带通滤波模块；23、tia放大器模块；24、差分放大器模块；25、led恒流驱动模块；26、dac1模块；27、开关模块；28、特征二极管模块；29、交互按钮模块；30、dac2模块；31、直流偏置模块；r1、第一电阻；r2、第二电阻；r3、第三电阻；r4、第四电阻；r5、第五电阻；r6、第六电阻；r7、第七电阻；r8、第八电阻；r9、第九电阻；r10、第十电阻；r11、第十一电阻；r12、第十二电阻；r13、第十三电阻；r14、第十四电阻；r15、第十五电阻；r16、第十六电阻；r17、第十七电阻；r18、第十八电阻；r19、第十九电阻；r20、第二十电阻；r21、第二十一电阻；r22、第二十二电阻；r23、第二十三电阻；r24、第二十四电阻；r25、第二十五电阻；r26、第二十六电阻；r27、第二十七电阻；r28、第二十八电阻；r29、第二十九电阻；r30、第三十电阻；r31、第三十一电阻；r32、第三十二电阻；r33、第三十三电阻；r34、第三十四电阻；r35、第三十五电阻；q1、第一放大器；q2第二放大器；q3、第三放大器；q4第四放大器；c1、第一电容；c2、第二电容；c3、第三电容；c4、第四电容；c5、第五电容；c6、第六电容；c7、第七电容；c8、第八电容；c9、第九电容；k1、第一开关；k2、第二开关；k3、第三开关；k4、第四开关；k5、第五开关；k6、第六开关；l1、第一发光二极管；l2、第二发光二极管；l3、第三发光二极管；l4、第四发光二极管；l5、第五发光二极管；l6、第六发光二极管；nmos、nmos管；qt7136、led芯片。
具体实施方式
68.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。
69.另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数
量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案以及技术特征可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
70.实施例1
71.本发明实施例提供一种教学用和巡检用的巡检设备，如图1、图2所示，包括：
72.ar镜框1、ar显示镜片9和交互指环15，ar镜框1安装有电源模块3和健康监测装置，ar镜框1上还设有音频装置，ar镜框1上位于ar显示镜片9两侧设有控制信号监测装置、视觉追踪摄像头8和视频互动摄像头14。
73.优选的，所述控制信号监测装置包括：
74.可见光探测摄像头12、话筒10和特征点19，两个可见光探测摄像头12安装在ar镜框1上，且两个可见光探测摄像头12分别位于ar显示镜片9左右两侧，话筒10通过线管固定连接在ar镜框1侧面的镜腿上，特征点19位于交互指环15主界面呈不规则排布，特征点19由特征二极管模块28控制点亮，交互指环15主界面上还设有oled显示屏20和指环开关按钮21，交互指环15侧面设置有交互按钮18。
75.上述技术方案的工作原理和有益效果为：
76.可见光探测摄像头12可以识别到交互指环15上的特征点19，当工作人员佩戴交互指环15并作出相应交互动作出现在ar眼镜视野中时，可见光探测摄像头12会将交互指环15当前所在位置和交互按钮18的动作传输给处理模块，经过处理模块处理后再将输出的模拟信号转化为数字信号，接着传输向ar显示模块，此时工作人员即可控制ar显示镜片9中虚拟图像的显示方式，实际使用过程中，ar显示镜片9中看到的交互指环15所指方向会出现引导线，方便工作人员对ar眼镜展示的内容进行选择，例如当移动交互指环15控制ar显示镜片9中的引导线移动到巡检设备上并点击交互按钮18时，ar显示镜片9会显示出该设备的相关参数、内部结构和注意事项等详细说明；工作人员佩戴交互指环15并且按住交互按钮18向上滑动，则会放大所展示的虚拟图像。
77.通过控制信号监测装置，可以实现工作人员和ar技术的交互，通过交互指环15的动作，使工作人员可以根据自己的喜好和对巡检设备的了解程度控制ar显示镜片9中展示出设备说明的详细程度和任意部件结构，无论教培还是巡检，都将使工作人员的工作效率得到提升。
78.本发明解决了背景技术提出的以下问题：现有技术中，用于高压变电站仿真模拟培训的vr系统(如cn112991506b一种基于vr的高压变电站仿真模拟培训操作系统)，通常具有以下问题：该系统无法实现人机交互，无法根据培训人员实际需要或者学习方向对系统呈现出的图像进行选择控制。
79.实施例2
80.在实施例1的基础上，如图1、图2、图3、图4所示，所述健康监测装置包括：
81.电极贴片7、发射极16和接受极17，电极贴片7安装在ar镜框1耳托处，发射极16位于交互指环15内壁正上方，接受极17位于交互指环15内壁正下方，发射极16和接受极17通过指环监测模块电连接。
82.优选的，所述音频装置包括：
83.耳机6、扬声器孔4和视频互动摄像头14，耳机6嵌在耳机槽2内，耳机槽2固定在ar镜框1的侧面的镜腿上，在耳机槽2靠近ar显示镜片9一侧旁设有ar眼镜开关按钮5，ar眼镜开关按钮5与ar显示镜片9之间开有扬声器孔4。
84.上述技术方案的工作原理和有益效果为：
85.健康监测装置共分为两部分，一部分为安装在ar镜框1耳托处的电极贴片7，另一部分安装在交互指环15内侧，两部分相辅相成，电极贴片7其实是多个传感器的集合，用于接收佩戴人员身体的生理信号，具有监测工作人员血压、心率等功能。
86.通过对监测到工作人员身体两部分的健康数据的校对，避免因为检测误差或者环境影响造成工作人员的对当前身体状况的错误判断，电极贴片7其实是多个传感器的集合，用于接收佩戴人员身体的生理信号，具有监测工作人员血压、心率等功能；发射极16和接受极17通过测量工作人员佩戴交互指环15处毛细血管脉动期间对光线的吸收率，以此来监测人体的血氧饱和度、心率等功能，同时，健康监测装置得到的身体状况数据也会显示在ar显示镜片9上，如果数据异常则会通过音频装置发出报警提示。
87.通过设置健康监测装置，可以使工作人员避免因为缺氧、过度劳累和心率异常导致工作时出现意外，同时该ar眼镜还设有gps定位模块，可以使监盘人员知道现场工作人员的实时位置，可以最大程度保障工作人员安全。
88.实施例3
89.在实施例1-2中任一项的基础上，如图1、图5、图6所示，还包括自动监测识别系统，所述自动检测识别系统包括：
90.识别模块，用于识别电力巡检工作中待识别设备；待识别设备例如变压器、变频器和高低压柜等设备。
91.控制信号监测模块，用于监测交互指环的位置和工作人员发出的语音信号；
92.健康监测模块，用于监测工作人员监控状态参数，所述监控状态参数包括心率、血压和血氧饱和度；
93.处理模块，所述处理模块分别与识别模块、控制信号监测模块、ar显示模块电连接。其作用为基于识别模块输入数据生成第一显示参数、基于控制信号监测模块输入数据生成第二显示参数和基于健康监测模块输入数据生成第三显示参数，对上述三个参数进行分析处理，将数字信号传输至数模信号转换模块；数模信号转换模块，用于将模拟信号转换为数字信号，向ar显示模块输出数字信号；所述ar显示模块根据输入的数字信号在ar显示镜片9上显示出相关设备的说明标注和自身健康状况。
94.优选的，所述识别模块包括：
95.图像采集单元，用于采集电力巡检工作中待识别设备的图像；
96.图像预处理单元，用于对图像采集单元采集的所述待识别设备的图像进行预处理；
97.图像特征提取单元，用于对图像预处理单元处理后的电力巡检工作中待识别设备的图像进行特征提取；待识别设备的最基本的特征是其轮廓，待识别设备图像中设备周围像素灰度急剧变化的那些像素集合，按照某种策略将边缘点连接成轮廓，从而构成分割区域；图像特征提取单元还会提取待识别设备图像中例如亮度值、纹理和颜色等基本特征。
98.特征寻找单元，根据图像特征提取单元输入的特征模拟信号，寻找插在卡槽11中
的micro sd卡数据库中与各个特征相匹配的模型，若数据库中存在与图像特征提取单元输入的特征模拟信号相匹配的模型，则向第一指令单元输出模拟信号；
99.第一指令单元，根据特征寻找单元输出的模拟信号，向处理模块输出第一指令信号，第一指令信号为二进制代码的高低电平信号。
100.优选的，所述控制信号监测模块包括：
101.语音识别单元，用于对工作人员发出的语音指令进行识别，输出第一模拟信号；
102.指环状态监测单元，用于监测交互指环15当前位置和交互按钮18动作，输出第二模拟信号；
103.第二指令单元，根据所述第一模拟信号和第二模拟信号，向处理模块输出第二指令信号，第二指令信号为二进制代码的高低电平信号。
104.优选的，所述健康监测模块包括；
105.第一信号接收单元，用于接收电极贴片7输入的第三模拟信号；
106.第二信号接收单元，用于接收接受极17输入的第四模拟信号；
107.差异对比单元，用于获取第三模拟信号和第四模拟信号的差异信号，并将差异信号处理后向判断单元输出；
108.判断单元，用于判断差异信号是否超出预设范围，如没有超出范围则向信号处理单元传输第三模拟信号和第四模拟信号，否则消除第三模拟信号和第四模拟信号；
109.信号处理单元，用于将第三模拟信号、第四模拟信号合并处理后向第三指令单元输出合并后的模拟信号；
110.第三指令单元，用于根据合并后的模拟信号向处理模块发出第三指令信号，第三指令信号为二进制代码的高低电平信号。
111.优选的，所述处理模块包括：
112.指令接收单元，用于接收第一指令信号、第二指令信号和第三指令信号，并将第一指令信号、第二指令信号和第三指令信号传输给数据分析处理单元；
113.数据分析处理单元，数据分析处理单元用于当接收到第一指令信号时，对特征寻找单元输出的模拟信号进行分析处理，输出包含实际物体特征的第五模拟信号；数据分析处理单元还用于当接收到第二指令信号时，对指环状态检测单元输出的第二模拟信号和语音识别单元输出的第一模拟信号进行分析处理，输出包含指环运动状态和语音特征的第六模拟信号；数据分析处理单元还用于当接收到第三指令信号时，对信号处理单元输出的健康参数进行分析处理，输出包含工作人员当前健康特征的第七模拟信号；
114.建模单元，根据包含实际物体特征的第五模拟信号，分析已识别设备的轮廓、颜色和亮度特征，创建具有所述已识别设备的轮廓、颜色和亮度特征的相关电气设备部件，然后装配成包含所有已识别设备特征的设备实体模型，输出该实体模型的模拟信号；
115.定位单元，用于对待识别设备进行定位，根据设备实体模型的模拟信号，将设备实体模型的坐标与设备实际所在位置坐标相结合，对设备实际轮廓与设备实体模型进行叠加后向ar显示单元输出该模型的第八模拟信号；
116.ar指令单元，根据第六模拟信号、第七模拟信号和第八模拟信号，向ar眼镜输出指令信号。
117.上述技术方案的工作原理和有益效果为：
118.当工作人员佩戴ar眼镜和交互指环15在工作区域移动时，进入ar显示镜片9视野范围的电气设备将会被识别模块自动捕捉，经处理模分析处理后将该电气设备的详细参数、内部结构和巡检要点等信息投射到ar显示镜片9上，通过设置语音识别单元，工作人员可以发出简单语音指令即可控制ar眼镜对已识别电气设备相关信息进行关闭、翻页和名词解释等操作，例如：当工作人员发出语音指令“共射放大电路具体解释”，处理模块会收到来自控制信号监测模块发出的第二指令信号，经过处理模块内部的数据分析处理单元对该指令信号进行分析识别后，将通过ar指令单元控制ar眼镜生成新的窗口显示“共射放大电路”详细解释。此外，通过处理模块内的建模单元与定位单元，可以准确生成出现在ar眼镜视野中相关电气设备的实体模型并且根据工作人员与所述电气设备的相对位置实时调整该电气设备信息在ar显示镜片9中展示的位置，避免了工作人员移动或者转动导致现实场景与虚拟模型错位的情况，使工作人员佩戴ar眼镜更加舒适。
119.所述自动检测识别系统可以使工作人员处于虚拟与现实相结合的工作环境中，增加其沉浸式体验，提高巡检效率，减少安全事故的发生。
120.本发明解决了背景技术提出的以下问题：现有技术中，用于高压变电站仿真模拟培训的vr系统(如cn112991506b一种基于vr的高压变电站仿真模拟培训操作系统)，通常具有以下问题：vr设备提供的是完全虚拟化的三维空间，虚拟图像与实际场景的差距会导致培训人员学习效率下降。
121.实施例4
122.优选的，ar眼镜内部还设有蓝牙模块、wifi模块和语音识别模块，wifi模块选择esp8266wifi模块，语音识别模块由麦克风和音频信号处理模块组成。
123.上述技术方案的有益效果为：
124.通过设置蓝牙模块，可以使交互指环15个ar眼镜无线连接，使工作人员方便作业；设置wifi模块且配合ar显示镜片9、话筒10和耳机6可以实现可视对讲的功能，例如：首先工作人员通过语音识别模块输入语音指令“呼叫xx”，音频信号经识别后由ar芯片通过wifi模块呼叫相关人员，待对方接通后通过wifi模块输入第对放影像将会通过ar显示模组呈现在ar显示镜片9上，从而达到可视对讲的目的。
125.实施例5
126.在实施例1-4中任一项的基础上，如图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13、图14、图15、图16所示，还包括指环监测模块包括：
127.指环芯片、led恒流驱动模块25和dac1模块26，指环芯片的引脚1依次通过差分放大器模块24、带通滤波模块22和tia放大器模块23连接接受极17，指环芯片的引脚2依次通过dac2模块30和直流偏置模块31与差分放大器模块24内三极管的集电极电连接，指环芯片的引脚3依次通过dac1模块26和led恒流驱动模块25电连接发射极16，指环芯片的引脚4与oled显示屏20电连接，指环芯片的引脚5与交互按钮模块29电连接，指环芯片的引脚6与特征二极管模块28电连接，指环芯片的引脚7与与开关模块27电连接，指环芯片的vdd引脚接电源正极，指环芯片的gnd引脚接地。
128.优选的，tia放大器模块23包括：
129.第一放大器q1，第一放大器q1发射极接地，第一放大器q1集电极与接受极17正极连接，接受极17负极接地；第一电阻r1，第一端连接第一放大器q1集电极；第二电阻r2，第一
端连接第一放大器q1基极；第三电阻r3，一端接地，第三电阻r3另一端分别连接第一电阻r1第二端和第二电阻r2第二端；第一放大器q1，发射极接地，基极连接tia放大器模块23输出端。
130.优选的，带通滤波模块22包括：
131.第三十四电阻r34，第一端连接tia放大器模块23输出端；第四电阻r4，一端接地，第四电阻r4另一端连接第三十四电阻r34第二端；第三电容c3，第一端连接第三十四电阻r34第二端；第二放大器q2，发射极与第三电容c3第二端连接；第五电阻r5，一端与第二放大器q2基极连接，第五电阻r5另一端连接第三电容c3第一端；第二电容c2，一端连接第二放大器q2基极，第二电容c2另一端连接第三十四电阻r34第二端；第六电阻r6，一端连接第二放大器q2集电极；第七电阻r7，一端连接第六电阻r6另一端，第七电阻r7另一端接电源正极；第四电容c4，一端连接第二放大器q2基极，第四电容c4另一端为带通滤波模块22输出端。
132.所述差分放大器模块24包括：
133.第八电阻r8，一端连接带通滤波模块22输出端；第三放大器q3，发射极连接第八电阻r8，第三放大器q3基极连接差分放大器模块24输出端，第三放大器q3a极接地，第三放大器q3b极接电源正极；第九电阻r9，一端连接第三放大器q3发射极，第九电阻r9另一端连接第三放大器q3基极；第十电阻r10，一端连接第三放大器q3集电极，第十电阻r10另一端为差分放大器模块24输入端；第十一电阻r11，一端连接第三放大器q3集电极，第十一电阻r11另一端接地。
134.所述直流偏置模块31包括：
135.第九电容c9，第一端连接差分放大器q3输入端；第十四电阻r14，一端连接第九电容c9第二端；第十三电阻r13，一端连接第九电容c9第二端；第十二电阻r12，第一端连接第十三电阻r13另一端，第十二电阻r12第一端同时连接电源正极；第十五电阻r15，第一端连接第十四电阻r14第二端；npn型三极管npn，发射极连接第十五电阻r15第二端，npn型三极管npn基极连接第九电容c9第二端，npn型三极管npn集电极连接第十二电阻r12另一端；第五电容c5，一端连接npn型三极管npn集电极，第五电容c5另一端连接dac2模块30输出端；第六电容c6，一端连接第十五电阻r15第一端，第六电容c6另一端连接npn型三极管npn发射极。
136.所述led恒流驱动模块25包括：
137.发射极16，发射极16包含两个串联的发光二极管，其正极连接电源正极；nmos管nmos，d极连接发射极16负极；led芯片qx7136，引脚1连接nmos管nmosg极，led芯片qx7136引脚2连接nmos管nmoss极，led芯片qx7136引脚vdd连接电源正极，led芯片qx7136引脚gnd接地；第三十三电阻r33，一端连接nmos管nmos的s极，第三十三电阻r33另一端接地；第一电容c1，一端连接led芯片qx7136引脚vdd，第一电容c1另一端连接led恒流驱动模块25输出端并接地。
138.所述dac1模块26包括：
139.第四放大器q4，基极连接led恒流驱动模块25输出端，集电极接地；
140.第三十五电阻r34，一端连接第四放大器q4基极，另一端连接第四放大器q4发射极；第十六电阻r16，一端连接第四放大器q4发射极；第十七电阻r17，一端连接第十六电阻r16第二端；第十八电阻r18，一端连接第十七电阻r17第二端；第十九电阻r19，一端连接第
十八电阻r18第二端；第二十电阻r20，一端连接第十九电阻r19第二端，另一端接地；第二十一电阻r21，一端连接第十六电阻r16第二端；第二十二电阻r22，一端连接第十七电阻r17第二端；第二十三电阻r23，一端连接第十八电阻r18第二端；第二十四电阻r24，一端连接第十九电阻r19第二端；第一开关k1，一端连接第二十一电阻r21第二端，当第一开关k1打开时第二端连接至所述指环芯片引脚3，当第一开关k1关闭时，第二端接地；第二开关k2，一端连接第二十二电阻r22第二端，当第二开关k2打开时第二端连接至所述指环芯片引脚3，当第二开关k2关闭时，第二端接地；第三开关k3，一端连接第二十三电阻r23第二端，当第三开关k3打开时第二端连接至所述指环芯片引脚3，当第三开关k3关闭时，第二端接地；第一开关k1，一端连接第二十四电阻r24第二端，当第四开关k4打开时第二端连接至所述指环芯片引脚3，当第四开关k4关闭时，第二端接地；
141.所述交互按钮模块29包括：
142.第三十二电阻r32，一端连接电源正极；第五开关k5，一端连接第三十二电阻r32第二端，另一端接地；第七电容c7，一端同时连接指环芯片的引脚5和第三十二电阻r32第二端，另一端接地；
143.所述特征二极管模块28包括：
144.第二十五电阻r25，一端连接电源正极；第一发光二极管l1，一端连接第二十五电阻r25第二端，另一端连接指环芯片的引脚6；第二十六电阻r26，一端连接电源正极；第二发光二极管l2，一端连接第二十六电阻r26第二端，另一端连接指环芯片的引脚6；第二十七电阻r27，一端连接电源正极；第三发光二极管l3，一端连接第二十七电阻r27第二端，另一端连接指环芯片的引脚6；第二十八电阻r28，一端连接电源正极；第四发光二极管l4，一端连接第二十八电阻r28第二端，另一端连接指环芯片的引脚6；第二十九电阻r29，一端连接电源正极；第五发光二极管l5，一端连接第二十九电阻r29第二端，另一端连接指环芯片的引脚6；第三十电阻r30，一端连接电源正极；第六发光二极管l6，一端连接第三十电阻r30第二端，另一端连接指环芯片的引脚6；
145.所述开关模块27包括：
146.第三十一电组r31，一端连接电源正极，第二端连接指环芯片的引脚7；第六开关k6，第一端连接第三十一电阻r31第二端，第二端接地；
147.第八电容c8，一端连接第六开关k6第二端，另一端接地。
148.所述oled显示屏20一端连接电源正极，另一端连接指环芯片引脚4。
149.上述技术方案的工作原理和有益效果为：
150.交互指环15中内置健康监测模块，健康监测模块包括led恒流驱动模块25，通过设置led恒流驱动模块25，不会出现交互指环15内部元件在工作中因为发热出现电阻降低从而导致led灯被烧坏的情况，并且led恒流驱动模块25保障着发射极16处二极管通过电流的稳定性，不会忽高忽低，可以获得预期的亮度要求，极大程度保证了健康监测模块所监测到健康数据的准确性，所述led恒流驱动模块25的发射极16由两个具有特定波长的发光二极管组成，接受极17由一个光电二极管组成，所述健康监测模块将监测到工作人员血氧饱和度的模拟信号放大后转化为数字信号传输到ar眼镜的处理模块；同时特征二极管模块28用于点亮特征点19处的发光二极管，使ar眼镜的可见光探测摄像头14能够准确无误识别到交互指环15的位置；还设有交互按钮模块29，通过工作人员按按钮的动作，将产生数字信号传
输到ar眼镜的处理模块，从而实现人机交互的目的，便于工作人员根据自己的喜好习惯进行巡检工作，在交互指环15正面设置有oled显示屏，oled相较于led屏幕的优点是则能够自身发光，因此不需要背光源，它采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板，当电流通过时，有机材料就会发光，这样避免了当工作人员处于较暗工作环境时，无法立即观察到交互指环15显示屏幕上的电量、信号强度等信息的情况。
151.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：
1.一种教学用和巡检用的巡检设备，其特征在于，包括：ar镜框(1)、ar显示镜片(9)和交互指环(15)，ar镜框(1)安装有电源模块(3)和健康监测装置，ar镜框(1)上还设有音频装置，ar镜框(1)上位于ar显示镜片(9)两侧设有控制信号监测装置、视觉追踪摄像头(8)和视频互动摄像头(14)。2.如权利要求1所述的一种教学用和巡检用的巡检设备，其特征在于：所述控制信号监测装置包括：可见光探测摄像头(12)、话筒(10)和特征点(19)，两个可见光探测摄像头(12)安装在ar镜框(1)上，且两个可见光探测摄像头(12)分别位于ar显示镜片(9)左右两侧，话筒(10)通过线管固定连接在ar镜框(1)侧面的镜腿上，特征点(19)位于交互指环(15)主界面呈不规则排布，特征点(19)由特征二极管模块(28)控制点亮，交互指环(15)主界面上还设有oled显示屏(20)和指环开关按钮(21)，交互指环(15)侧面设置有交互按钮(18)。3.如权利要求1所述的一种教学用和巡检用的巡检设备，其特征在于：所述健康监测装置包括：电极贴片(7)、发射极(16)和接受极(17)，电极贴片(7)安装在ar镜框(1)耳托处，发射极(16)位于交互指环(15)内壁正上方，接受极(17)位于交互指环(15)内壁正下方，发射极(16)和接受极(17)通过指环监测模块电连接。4.如权利要求1所述的一种教学用和巡检用的巡检设备，其特征在于：所述音频装置包括：耳机(6)、扬声器孔(4)和视频互动摄像头(14)，耳机(6)嵌在耳机槽(2)内，耳机槽(2)固定在ar镜框(1)的侧面的镜腿上，在耳机槽(2)靠近ar显示镜片(9)一侧旁设有ar眼镜开关按钮(5)，ar眼镜开关按钮(5)与ar显示镜片(9)之间开有扬声器孔(4)。5.如权利要求1所述的一种教学用和巡检用的巡检设备，其特征在于：还包括自动监测识别系统，所述自动检测识别系统包括：识别模块，用于识别电力巡检工作中待识别设备；控制信号监测模块，用于监测交互指环的位置和工作人员发出的语音信号；健康监测模块，用于监测工作人员监控状态参数，所述监控状态参数包括心率、血压和血氧饱和度；处理模块，所述处理模块分别与识别模块、控制信号监测模块、ar显示模块电连接。6.如权利要求5所述的一种教学用和巡检用的巡检设备，其特征在于：所述识别模块包括：图像采集单元，用于采集电力巡检工作中待识别设备的图像；图像预处理单元，用于对图像采集单元采集的所述待识别设备的图像进行预处理；图像特征提取单元，用于对图像预处理单元处理后的电力巡检工作中待识别设备的图像进行特征提取；特征寻找单元，根据图像特征提取单元输入的特征模拟信号，寻找插在卡槽(11)中的micro sd卡数据库中与各个特征相匹配的模型，若数据库中存在与图像特征提取单元输入的特征模拟信号相匹配的模型，则向第一指令单元输出模拟信号；第一指令单元，根据特征寻找单元输出的模拟信号，向处理模块输出第一指令信号，第一指令信号为二进制代码的高低电平信号。
7.如权利要求6所述的一种教学用和巡检用的巡检设备，其特征在于：所述控制信号监测模块包括：语音识别单元，用于对工作人员发出的语音指令进行识别，输出第一模拟信号；指环状态监测单元，用于监测交互指环(15)当前位置和交互按钮(18)动作，输出第二模拟信号；第二指令单元，根据所述第一模拟信号和第二模拟信号，向处理模块输出第二指令信号，第二指令信号为二进制代码的高低电平信号。8.如权利要求7所述的一种教学用和巡检用的巡检设备，其特征在于：所述健康监测模块包括；第一信号接收单元，用于接收电极贴片(7)输入的第三模拟信号；第二信号接收单元，用于接收接受极(17)输入的第四模拟信号；差异对比单元，用于获取第三模拟信号和第四模拟信号的差异信号，并将差异信号处理后向判断单元输出；判断单元，用于判断差异信号是否超出预设范围，如没有超出范围则向信号处理单元传输第三模拟信号和第四模拟信号，否则消除第三模拟信号和第四模拟信号；信号处理单元，用于将第三模拟信号、第四模拟信号合并处理后向第三指令单元输出合并后的模拟信号；第三指令单元，用于根据合并后的模拟信号向处理模块发出第三指令信号，第三指令信号为二进制代码的高低电平信号。9.如权利要求8所述的一种教学用和巡检用的巡检设备，其特征在于：所述处理模块包括：指令接收单元，用于接收第一指令信号、第二指令信号和第三指令信号，并将第一指令信号、第二指令信号和第三指令信号传输给数据分析处理单元；数据分析处理单元，数据分析处理单元用于当接收到第一指令信号时，对特征寻找单元输出的模拟信号进行分析处理，输出包含实际物体特征的第五模拟信号；数据分析处理单元还用于当接收到第二指令信号时，对指环状态检测单元输出的第二模拟信号和语音识别单元输出的第一模拟信号进行分析处理，输出包含指环运动状态和语音特征的第六模拟信号；数据分析处理单元还用于当接收到第三指令信号时，对信号处理单元输出的健康参数进行分析处理，输出包含工作人员当前健康特征的第七模拟信号；建模单元，根据包含实际物体特征的第五模拟信号，分析已识别设备的轮廓、颜色和亮度特征，创建具有所述已识别设备的轮廓、颜色和亮度特征的相关电气设备部件，然后装配成包含所有已识别设备特征的设备实体模型，输出该实体模型的模拟信号；定位单元，用于对待识别设备进行定位，根据设备实体模型的模拟信号，将设备实体模型的坐标与设备实际所在位置坐标相结合，对设备实际轮廓与设备实体模型进行叠加后向ar显示单元输出该模型的第八模拟信号；ar指令单元，根据第六模拟信号、第七模拟信号和第八模拟信号，向ar眼镜输出指令信号。10.如权利要求3所述的一种教学用和巡检用的巡检设备，其特征在于：指环监测模块包括：
指环芯片、led恒流驱动模块(25)和dac1模块(26)，指环芯片的引脚1依次通过差分放大器模块(24)、带通滤波模块(22)和tia放大器模块(23)连接接受极(17)，指环芯片的引脚2依次通过dac2模块(30)和直流偏置模块(31)与差分放大器模块(24)内三极管的集电极电连接，指环芯片的引脚3依次通过dac1模块(26)和led恒流驱动模块(25)电连接发射极(16)，指环芯片的引脚4与oled显示屏(20)电连接，指环芯片的引脚5与交互按钮模块(29)电连接，指环芯片的引脚6与特征二极管模块(28)电连接，指环芯片的引脚7与与开关模块(27)电连接，指环芯片的vdd引脚接电源正极，指环芯片的gnd引脚接地。

技术总结
本发明涉及电力设备巡检技术领域，特别涉及一种教学用和巡检用的巡检设备，包括AR镜框、AR显示镜片和交互指环，AR镜框安装有电源模块和健康监测装置，AR镜框上还设有音频装置，AR镜框上位于AR显示镜片两侧设有控制信号监测装置、视觉追踪摄像头和视频互动摄像头。本发明通过将AR现实增强技术与电力设备巡检工作的结合，可以减少安全事故的发生，增加巡检效率，可以帮助新入场人员和学员对生产现场更好的学习。更好的学习。更好的学习。


技术研发人员：季鹏
受保护的技术使用者：华能山东发电有限公司烟台发电厂
技术研发日：2023.06.09
技术公布日：2023/10/6