输电作业智能穿戴设备技术及其发展趋势

输电作业智能穿戴设备技术及其发展趋势

陈庆鹏 、 郑武略 、 卢涛

中国南方电网有限责任公司 超高压 输电公司广州局，广东 广州 510000

摘要：随着现代化新兴技术快速发展，大数据、云计算、物联网、人工智能等技术不断出现并应用在多种领域中，智能可穿戴设备作为一种新兴的技术装备也已经应用在电力企业中，特别是输电作业较为复杂，工作人员通常会直接接触电力网络，因此智能穿戴设备将有效保障人身安全。基于此，本研究对智能穿戴设备发展的现状、关键技术进行分析，并展望其未来发展趋势。相关研究成果以期能够帮助电力企业更加清晰认知智能穿戴设备工作原理及组成要素，加大对设备的合理化应用。

关键词：输电作业，智能穿戴设备，技术，发展

引言：随着现阶段移动通信技术的广泛应用，移动互联网已经在各行各业中普及，传统的互联网发展模式也已经向移动互联网转移，智能化穿戴设备近年来的发展与应用速度较快，也已经成为了热点领域^[1]。在输电作业中，智能穿戴设备产品不仅有智能安全帽、智能手环，还有相关的智能监管防护装置^[2]。可穿戴设备主要是指电脑结合多媒体、无线传播的方式，以相应的信息输入、输出仪器等连接至个人局域网络功能，从而实现对穿戴者状态的良好监测。

1.可穿戴设备在输电作业中的应用

在输电作业中，可穿戴设备能够对工作人员的身体健康进行实时监测，同时还可以对其是否存在带电作业现象、误入带电间隔等现象及时反馈相应的信息，从而确保工作人员能够在第一时间有效掌握其工作的环境状况，并遏制输电作业潜在的灾害性问题，还可以有效对输电作业工作人员进行全面的预防监管^[3]。此外，还可根据输电作业现场的实际状况以视频、音频等方式有效控制，对存在缺陷的部位、设备进行拍照或摄影处理^[4]。当出现较为复杂的状况时，还可以通过远程求助专家勘测的方法对现场的及时状况提供指导与解决。输电作业的工作人员由于长期处在高电压的工作环境中，配备专业的智能可穿戴设备将可以有效应对潜在的危险性风险。例如当出现触电、坠落意外事故时，智能穿戴设备可以将相应的信息及时发送至作业现场随行的工作人员设备中，从而能够快速接到报警信号，并借助设备所提供的地理位置信息及时赶赴事故现场处理相应内容。

2.智能可穿戴设备关键技术

2.1传感技术

智能可穿戴设备中，传感技术主要是指完成眼球追踪、生理监控、手势识别、环境感知等方法，完成相关信息的传递^[5]。现阶段，智能可穿戴设备所使用的传感技术主要有骨传导、陀螺仪、磁力计、加速度计等。

2.2显示技术

在现阶段的智能穿戴设备中，所使用的常见显示技术主要有液晶显示器、发光二级体、电子纸等。除了上述内容外，还主要有以下三种技术：第一，微型显示技术。目前此方面主要为硅基液晶，如微机电系统、镭射扫描等技术。第二，柔性显示技术。在现阶段的智能可穿戴设备中，三星、华为、苹果、LG等科技巨头企业均开发了可折叠、可弯曲的柔性化屏幕。但是，客观认知下目前的柔性显示技术仍存在一定的技术研发瓶颈，如所使用的显示功能材料、光电材料等改进程度逐渐受限，相应的新材料应用研发推进速度较慢；对更高分辨率的显示、更高效率的显示器设计机构与优化进程也较为缓慢；而对于驱动电路设计中的高效率、低功率优化也存在一定的瓶颈影响。第三，透明面板显示技术。目前，透明面板显示技术虽然已经应用在了部分领域中，如公共看板、橱窗、电视等，但在智能可穿戴设备中的应用还需要进一步发展研究，如加强穿透率、解析度等。

2.3芯片技术

现阶段在智能可穿戴设备中，所采用的芯片主要是由英特尔所推出的Intel Edison穿戴设备解决方案，此也是一款双核系列芯片，目前该芯片已经支持实时操作系统，并也支持安卓系统。而高通公司也针对智能可穿戴设备推出了定制化的Toq处理器芯片，此芯片是采用的ARM架构，兼容性良好。博通也对智能可穿戴设备研发了BCM4771芯片，其亮点主要是将定位功能集成在处理器中，实现了精准定位。

2.4无线通信技术

针对智能化可穿戴设备来说，在输电作业应用场景中，无线通信技术能够帮助输电作业各个工作人员之间实现信息传递、数据互通共享，从而实现智能穿戴设备与便携式电子设备之间、工作人员之间实现高效作业。现阶段，输电作业中所使用的智能穿戴设备主要是由物联网、5G、WLAN技术、蓝牙技术、NFC技术等无线通信技术，应用数据之间也可以同步使用相关私有协议，输电作业工作人员通过物联网、5G等将设备中的数据传送至云端。此外，输电作业智能化可穿戴设备的应用价值并不仅仅的限制在具体的作业场景中，也不简单的依托硬件功能的堆砌，还会更加依赖软件提供与数据服务，其与云平台构成数据交互、传递，穿戴设备自身具备通信能力，直接与云平台开展数据流动与共享，消除数据孤岛问题。

3.智能可穿戴设备发展趋势

3.

1产业链可以进一步加强合作

智能可穿戴设备的产业链环节较为复杂，其不仅包括硬件、软件厂商，还有相应的运营服务商，云计算、大数据等技术型厂商等，多个要素相互之间融合贯通实现良好的平台生态。但是，目前的智能可穿戴设备产业链要素并不完整，产业模式也不够成熟，不同的厂家之间存在彼此的独立性，合作协同机制不强，数据相互间缺乏共享支撑。不同厂商、不同类型的智能可穿戴设备均开发了自身的应用体系、数据业务平台等，此种端到端的研发模式、数据烟囱式的使用模式使得设备应用存在一定风险，资源相对较为分散，难以有效发挥数据应用优势，对提供全方位、全流程的服务产生一定阻碍。未来输电线路智能可穿戴设备产业链上的各个环节要素将会进一步加强合作，从而实现协作共赢推动产业发展。

3.2相关技术标准化程度提高

技术的标准化能够促进产业之间的合理化分工，并加强不同领域之间企业的高质量合作，实现对资源的优化配置，加快研发的效率、质量等，实现产业链各个环节要素的创新变革，从而能够进一步创造出更有价值、更具竞争力的智能可穿戴穿品。在输电作业中，智能可穿戴设备实现数据管理、应用体系等标准化的统一，将能够更加便于设备之间的数据传递、信息互联，加强对多种设备的有机整合，并降低外部第三方应用开发难度，基于多数据融合、共享各项数据标准的穿戴设备将能帮助输电作业管理实现统一的管理模式，持续拓展生态链。

4.总结

综上所述，输电作业中智能可穿戴设备的应用将能够对现场的作业人员起到良好的监督与管理作用，并能够帮助工作人员解决部分安全问题，在提升信息丰富、定位精准的基础之上，有效调动作业人员的工作积极性、主动性，并改善工作效率。智能可穿戴设备的应用范围、市场前景随着信息技术的快速发展将有着更进一步的迭代升级，明确设备的技术体系，识别发展趋势将能够帮助智能可穿戴设备更为科学的融入输电作业中，实现数字化作业、智能化管控等。客观来看虽然该领域目前仍有较多需要解决与改进的部分，但随着社会科学技术的精进，可穿戴设备的发展将会更加迅猛。

参考文献：
[1]余东华.新工业革命时代全球制造业发展新趋势及对中国的影响[J].天津社会科学,2019(02):88-100.

[2]吴建军,史胜春.基于物联网的作业现场安全管控技术研究[J].安全、健康和环境,2018,18(08):44-47.
[3]许露,江洪.可穿戴设备发展现状与问题对策研究[J].新材料产业,2014(12):63-67.

[4]刘贞瑶,姜海波,郭嵘,孔令宇.特高压输电线路直升机悬吊法带电作业飞行安全通信技术研究[J].自动化技术与应用,2018,37(05):24-29.

[5]刘强,李桐,于洋,蔡志平,周桐庆.面向可穿戴设备的数据安全隐私保护技术综述[J].计算机研究与发展,2018,55(01):14-29.