一种标识牌智能安装支架的优化设计研究

一种标识牌智能安装支架的优化设计研究

刘恪*[1]，王强，霍志耀

广东电网佛山禅城供电局  528010

摘要

   本论文提出了一种智能安装支架系统，深度融合RFID、UWB、GPS技术，提升智慧城市标识牌安装效率、精准度与安全性。系统自动读取信息、精准定位，实时记录与预警，保障带电作业安全。手持终端与后台无缝对接，实现远程监控与安全管理，为智慧城市标识牌系统智能化建设提供强有力支持。

关键词：标识牌；智能安装支架； UWB定位；远程监控；物联网；

1.引言

随着智慧城市与基础设施智能化建设的快速发展，标识牌作为信息传递与导视系统的重要组成部分，其安装效率、信息管理的精准度以及作业安全性成为亟需解决的问题[1]。传统标识牌安装方法依赖于人工操作，不仅效率低下，且难以保证安装信息的准确性和可追溯性。同时，在电力设施等带电环境下的标识牌安装作业，更是对作业人员安全提出了严峻挑战，现有的安全措施多依赖于人工判断和经验，存在较大的安全隐患[2]。

近年来，物联网、无线通信技术、智能传感器等技术的飞速发展，为标识牌安装的智能化提供了可能。通过集成这些先进技术，可以实现对标识牌安装过程的实时监控、精准定位、信息自动记录与安全预警，从而显著提升安装效率，确保作业安全，并优化信息管理流程[3]。因此，本论文创新标识牌智能安装支架，集成RFID、UWB、GPS等，自动读取信息、记录位置，手持终端整合构建档案，提效增准。针对带电作业，引入物位、陀螺仪等模块，UWB测距告警，保障安全，实时传输至后台，实现智能安装与运维管理。

2.系统结构设计

本论文所探讨的标识牌智能安装系统，由核心的智能安装支架、内置RFID电子标签的智能标识牌、多功能手持终端、集成UWB超宽带与陀螺仪姿态传感器的物位辅助测量装置，以及强大的后台智能监管系统共同构成。如图1a所示，为本论文设计智能安装支架的系统结构示意图，包括绝缘操作杆1-1、储能电池1-2、陀螺仪姿态传感器1-3、验电模块1-4、嵌入式控制板1-5、UWB超宽带模块1-6、RFID读写模块1-7、安装挂钩1-8、RFID电子标签1-9、磁铁1-10、标识牌1-11、固定支架1-12、铁塔角铁1-13、安装卡扣1-14、固定螺钉1-15、架空导线或电缆1-16。以及标识牌智能安装支架进行通信的手持终端1-17及其组件GPS定位模块1-18、UWB超宽带模块1-19、4G通信模块1-20、标识牌后台监管系统1-21等。

图1 标识牌智能安装支架系统：（a）结构示意图，（b）电路逻辑结构

该系统通过智能标识牌内置的RFID电子标签，实现了标识牌信息的全面数字化存储与管理。物位辅助测量装置与手持终端的紧密配合，不仅确保了安装过程中的高精度定位与姿态校正，还通过UWB超宽带技术实现了与后台系统的实时通信，为带电环境下的安全作业提供了坚实保障。后台监管系统则作为信息中枢，实时监控安装过程，及时发现并处理违规操作，同时全面记录并更新标识牌的各类信息，为后续的维护与管理提供了强有力的数据支持。标识牌智能安装支架作为整个系统的基石，集成了拆装、验电、定位、测距、姿态校验及RFID读写等多重功能，实现了标识牌安装的智能化与自动化。

3. 作业流程及其使用方法

3.1系统组成与逻辑关系

如图1b所示，本论文提出的标识牌智能安装系统主要由标识牌智能安装支架、智能标识牌、手持终端、物位辅助测量装置和后台智能监管系统五大部分组成。这些部分通过无线通信与数据处理技术紧密协作，共同实现了标识牌的智能化安装、信息记录与安全监控。

3.2标识牌智能安装支架的工作流程

1)准备：将标识牌与固定件预装于卡扣，通过绝缘操作杆稳固固定。

2)RFID读取：嵌入式控制板启动RFID模块，自动读取并处理标识牌信息。

3)精准定位：UWB模块获取手持终端GPS信息，精确定位安装位置。

4)信息整合：组合RFID与GPS信息，更新存储，确保数据实时准确。

5)终端交互：手持终端接收信息，录入额外细节，构建完整档案。

6)远程同步：手持终端上传更新信息及现场数据至后台，实现远程管理与备份。

3.3 安全测距与姿态校正工作流程

针对带电作业安全，本论文提出物位辅助测量方案，流程简述如下：

1)环境验电：通过验电模块确认现场安全。

2)安全标定：设置物位装置于安全点，获取初始姿态与位置。

3)姿态校正：利用装置校正标识牌姿态与位置，确保精准安装。

4)动态监控：手持终端实时追踪姿态、距离，结合验电数据，实现危险预警与远程监控，保障作业安全。

通过上述工作流程的详细描述，本论文提出的标识牌智能安装系统不仅实现了安装过程的智能化与自动化，还显著提高了带电环境下的作业安全性，为标识牌的后续维护与管理提供了坚实的技术支撑。

4. 结论

本论文智能安装支架集成RFID、UWB、GPS，提升安装智能化，减少人为错误，保障数据可靠。安全测距与姿态校正确保精确安装，降低带电作业风险。手持终端与后台系统联动，实时监控预警，增强作业可控性与安全性。研究成果显著提效、保安全、优管理，具高应用价值。

参考文献

[1]周一,胡小慢.浅析新型输电线路标识牌固定装置[J].电力系统装备,2019(22):217-218.

[2]李宇峰,陈震霖,吴培骋,赵志刚,黄庆淡,王茂春,林宏辉.南方沿海地区电网标识牌褪色模糊机理分析[J].电力安全技术,2022,24(8):5-8.

[3]朱建宝,桑顺,马青山,俞鑫春,张斌.可提高检测精度的电力标识牌智能检测方法[J].电气自动化,2024,46(1):101-103.

[1] 通讯作者 刘恪，广东电网佛山禅城供电局，2827859117@qq.com