本發明涉及電力安全領域，尤其涉及一種供配電系統在低氧環境下作業的監測保護系統。

背景技術：
城市中心區域人口密集，行政、經濟、商業、交通相對集中。城市中心區域用電負荷密度大，供電質量和可靠性要求高，對供電組網及供電設施提出了更高的要求。隨著現代化城市的進程，越來越多的城市中心區域采用地下隧道供電來代替高空架線的方式。但這方式因需要地下隧道或電纜夾層作業，因而存在一個隧道環境的問題需要保障，才能保證供電系統的正常運作和工作人員進入電纜夾層或隧道檢修維護的人身安全，電纜隧道，電纜夾層環境復雜，在電纜隧道，電纜夾層的空氣中，含氧量低，還存在多種有害氣體如一氧化碳、甲烷、硫化氫等，這樣給檢修維護人員帶來極大的安全隱患。

技術實現要素：
為了克服上述現有技術中的不足，本發明的目的在于，提供一種供配電系統在低氧環境下作業的監測保護系統，包括：在作業現場供每位人員佩戴的頭盔以及與每個頭盔通信連接的云服務器；云服務器與每個頭盔以SDH環網作為通訊媒介，云服務器采用IEEE1588同步方法實現各頭盔數據的同步采樣；以SDH網絡實現低氧環境區域內各個頭盔與云服務器之間的物理連接，SDH網絡帶寬按照流過該網絡的數據流量保持一定的裕度；在低氧環境區域內設置均勻布置支持IEEE1588通訊規約的交換機，實現各個頭盔與云服務器之間的網絡連接及各個頭盔之間的網絡連接；頭盔設有盔殼和玻璃面罩；玻璃面罩與盔殼活動連接；盔殼上設有無線通信裝置，充電電池，定位裝置，照明裝置，用于感應電纜隧道內氧含量的氧含量傳感器、控制裝置、溫控器、檢測組件，散熱風扇、一氧化碳檢測模塊、無線電通話器、面部識別攝像頭和環境攝像頭；盔殼內表面涂設有防輻射隔離層，盔殼內部設有LED紫外燈和負離子發生器，內藏式衛星接收天線；散熱風扇上設有散熱網架，散熱網架上依次設有顆粒過濾層，HEPA過濾層，納米沸石過濾層；溫控器包括測溫探頭和風扇控制電路，所述測溫探頭固設在盔殼內部，所述風扇控制電路分別與散熱風扇和充電電池連接，風扇控制電路用于當盔殼內部溫度超過預設值時，風扇控制電路控制散熱風扇運行，對盔殼內部散熱；所述無線通信裝置，定位裝置、照明裝置，氧含量傳感器、控制裝置、散熱風扇、檢測組件、一氧化碳檢測模塊、LED紫外燈、負離子發生器、面部識別攝像頭和環境攝像頭分別與充電電池連接，使用充電電池供電；無線通信裝置包括：藍牙模塊、2.4G模塊、GSM模塊、WCDMA模塊、CDMA模塊和TD-SCDMA模塊中的至少一種；LED紫外燈、負離子發生器、一氧化碳檢測模塊、無線通信裝置，定位裝置、氧含量傳感器、檢測組件、面部識別攝像頭和環境攝像頭分別與控制裝置電連接；檢測組件包括：煙霧傳感器，強光傳感器，溫度傳感器，濕度傳感器，二極管Cc1、二極管Cc2、二極管Cc3、二極管Cc4、二極管Cc5、二極管Cc6、電阻Rc1、調節電阻Rc2、調節電阻Rc3、調節電阻Rc4、調節電阻Rc5、調節電阻Rc6、電阻Rc7、電阻Rc8、報警器Lc；二極管Cc1和電阻Rc8串聯連接；電阻Rc7和調節電阻Rc2串聯連接，電阻Rc1和電阻Rc7并聯，再與調節電阻Rc2的滑動端及二極管Cc1控制端連接；電阻Rc1和電阻Rc7并聯的一端分別與控制裝置連接，通過二極管Cc3與調節電阻Rc3滑動端連接，通過二極管Cc4與調節電阻Rc4滑動端連接，通過二極管Cc5與調節電阻Rc5滑動端連接，通過二極管Cc6與調節電阻Rc6滑動端連接；調節電阻Rc2用于調節檢測組件的整體靈敏度；報警器Lc與控制裝置連接；強光傳感器一端連接電源，另一端通過調節電阻Rc3接地，調節電阻Rc3調節強光傳感器的靈敏度；煙霧傳感器一端連接電源，另一端通過調節電阻Rc4接地，調節電阻Rc4調節煙霧傳感器的靈敏度；溫度傳感器一端連接電源，另一端通過調節電阻Rc5接地，調節電阻Rc5調節溫度傳感器的靈敏度；濕度傳感器一端連接電源，另一端通過調節電阻Rc6接地，調節電阻Rc6調節濕度傳感器的靈敏度；煙霧傳感器，強光傳感器，溫度傳感器，濕度傳感器分別感應的煙霧量，強光量，溫度量，濕度量，并將煙霧量，強光量，溫度量，濕度量傳輸至控制裝置；當接收煙霧量，強光量，溫度量，濕度量超出預設值時，將超出數據信息發送給控制裝置，控制裝置接收超出數據信息并通過無線通信裝置傳輸至云服務器，同時當煙霧量，強光量，溫度量，濕度量任一量超出預警值時，控制裝置控制報警器Lc發出報警聲；控制裝置將獲取煙霧量，強光量，溫度量，濕度量通過無線通信裝置發送至云服務器；所述控制裝置包括：用于接收氧含量傳感器感應電纜隧道內氧含量的氧含量接收模塊、用于接收溫度傳感器感應電纜隧道內溫度的溫度接收模塊、用于接收濕度傳感器感應電纜隧道內濕度的濕度接收模塊、一氧化碳接收模塊、面部區域設置模塊、面部識別模塊、視頻預處理模塊、視頻放大處理模塊、心率信號消噪處理模塊、心率值轉換模塊、心率與攝氧量折算模塊、報警提示模塊、攝氧量比較模塊、用于控制LED紫外燈的LED紫外燈控制模塊、用于控制負離子發生器的負離子發生器控制模塊、定位模塊；所述面部區域設置模塊用于設置面部敏感區域；所述面部識別攝像頭用于獲取面部視頻圖像；所述面部識別模塊用于從獲取的面部視頻圖像中的每一幀中選取面部敏感區域作為后續的心率信號的提取區域；當在獲取的視頻中，某一幀中的選取面部敏感區域失敗時，使用上一幀中的面部敏感區域作為當前幀中的面部敏感區域；所述視頻預處理模塊用于對選取的面部敏感區域的視頻幀進行計量，當計量的幀數達到預設幀數時，將所述視頻幀發送至視頻放大處理模塊；當計量的幀數未達到預設幀數時，繼續計量視頻幀直至達到預設幀數；所述視頻放大處理模塊用于對所述視頻預處理模塊發送的視頻幀進行視頻放大處理，將放大處理后的視頻幀在RGB顏色空間內進行分解，形成三幅單通道圖像；分別計算三通道圖像的面部敏感區域內像素的空間平均值，形成對應每一幀的紅綠藍三個信號值，信號值范圍在0～255之間，每一幀的紅綠藍三個信號值形成三個原始信號序列，以使從每一幀中放大出心率信號；所述心率信號消噪處理模塊用于對原始心率信號序列進行帶通濾波處理，以調整信號波形和消除噪聲的影響；所述心率值轉換模塊用于對消除噪聲的三個信號序列分別進行FFT變換，計算三個信號序列的對應功率譜密度，選取G通道信號序列中最大功率對應的頻率作為心率的計算值；所述心率與攝氧量折算模塊用于將心率的計算值折算成使用人員的攝氧量；所述攝氧量比較模塊用于將心率與攝氧量折算模塊折算的使用人員的攝氧量與預設的攝氧量進行比較，當使用人員的攝氧量低于預設的攝氧量時，報警提示模塊發出報警提示；定位模塊與定位裝置連接，定位模塊用于通過定位裝置獲取裝置的位置信息，將位置信息通過無線通信裝置上傳至云服務器；制氧裝置包括：固定板，固定板上安置有制氧機構、輸氣管、氧氣緩沖室、呼吸嘴、氧氣凈化室、制氧控制開關；固定板上設有兩個安裝扣，兩個安裝扣上分別設有吊帶，盔殼的邊緣處設有綁接孔，吊帶與綁接孔相綁接；制氧機構通過輸氣管與氧氣緩沖室連接，氧氣緩沖室通過輸氣管與氧氣凈化室，氧氣凈化室通過輸氣管與呼吸嘴連接；制氧機構與控制裝置連接，控制裝置將制氧機構的運行數據信息通過無線通信裝置發送至云服務器；制氧機構包括：制氧殼體，制氧殼體內設有多個制氧倉，靠近制氧殼體內壁設有輸氧通道，每個制氧倉的出氧口分別與輸氧通道連接，每個制氧倉的出氧口上設有出氧電磁閥，制氧殼體上設有殼體出氧口，殼體出氧口上設有出氧傳感器；制氧倉包括：過氧化鈉倉和水倉；過氧化鈉倉和水倉之間設有隔板，隔板上設有連通孔，連通孔上設有制氧電磁閥；過氧化鈉倉內部設有過氧化鈉，水倉內部設有水；制氧控制開關分別與出氧傳感器、出氧電磁閥、控制裝置和制氧電磁閥電連接；制氧控制開關包括：制氧開關、出氧量感應模塊、出氧電磁閥控制模塊、制氧電磁閥控制模塊、出氧量傳輸模塊；所述出氧量感應模塊用于接收出氧傳感器感應的出氧量；所述制氧開關用于接收使用人員的控制開關指令；所述制氧電磁閥控制模塊用于當制氧開關接收使用人員的開啟制氧指令時，控制打開一個制氧電磁閥，使水倉內的水流入過氧化鈉倉，水和過氧化鈉反應產生氧氣，并在預設的時間間隔逐一打開制氧電磁閥，使過氧化鈉和水混合制氧；所述出氧電磁閥用于當制氧電磁閥打開后，控制出氧電磁閥打開，使氧氣流至輸氧通道，并流出制氧機構；所述出氧量傳輸模塊用于將出氧傳感器感應的出氧量傳輸至控制裝置；所述云服務器包括：區域圖設置模塊、頭盔ID分配模塊、監控點地理位置模塊、頭盔信息更新模塊、頭盔位置坐標顯示模塊、位置信息共享模塊、位置信息共享模塊、數據展現模塊、數據比較模塊、數據報表模塊；所述區域圖設置模塊用于設置低氧環境區域的全局圖；所述頭盔ID分配模塊用于設置各個頭盔的ID身份信息；所述監控點地理位置模塊用于在全局圖中，顯示每個頭盔的位置信息，并實時更新各個頭盔地理位置數據信息；所述頭盔信息更新模塊用于通過開啟全局監聽方式，當增加頭盔時，增設頭盔ID信息；所述頭盔位置坐標顯示模塊用于將各個頭盔的位置信息轉換成將地理位置坐標格式，將地理位置坐標格式解碼成GIS模塊需要的格式；所述位置信息共享模塊用于實現基于OGC標準的WMS服務，WMS為頭盔位置數據信息服務，OGC為開放地址空間信息，使監控人員通過移動終端獲取地址空間信息；數據展現模塊用于整合頭盔的位置信息、一氧化碳數據信息、氧含量數據信息、環境攝像頭攝取視頻信息、煙霧信息、溫度信息、人員心率信息、濕度信息、充電電池電量信息，通過線路、表格、圖形的展現形式進行有機整合，通過對數據的可視化管理，讓所有數據關鍵參數醒目地投射到顯示屏上，幫助用戶了解現場作業狀況；所述數據比較模塊用于將云服務器獲取的各類數據信息與對應的閾值以及往期對應數據進行對比，當前數據超出設置的閾值范圍或者與往期數據比較產生不良的效果時，進行報警提示；將報警信息形成報警統計，并存儲；所述數據報表模塊用于將云服務器獲取的各類數據信息形成分析報告，通過分析報告準確評估現場作業情況，并將各類數據信息通過梯形圖、或曲線圖展現在顯示器上，實現運動經驗的共享和管理。優選地，所述氧氣凈化室內盛有水，在水面上覆有阻水透氣膜。所述氧氣緩沖室內設有多個氧氣隔板，氧氣隔板交錯排列布置。優選地，控制裝置還包括：時鐘電路、處理器；所述時鐘電路用于通過對處理器的時鐘設置，完成處理器時鐘的設置；時鐘電路與處理器連接，在控制指令字符輸入后的下一個SULK時鐘的上升沿時數據被寫入，數據從低位0開始輸入處理器；在緊跟8位的控制指令字后的下一個脈沖的下降沿讀出處理器數據，讀出數據時從低位0位至高位7；XI,X2引腳連接晶振，為處理器提供及時脈沖；所述時鐘電路包括：時鐘芯片、石英振蕩模塊、時鐘放大模塊、時鐘電容Csz1、時鐘電容Csz2、時鐘電阻Rsz1、時鐘電阻Rsz2；所述時鐘芯片以秒，分，時，日期為時鐘數據，通過讀或寫獲得和修改時鐘數據；所述時鐘芯片內部有114個字節的靜態RAM，用于存放系統通過串行口臨時設定的特定字符點陣代碼；所述時鐘放大模塊、時鐘電容Csz1、時鐘電阻Rsz1組成時鐘放大電路；所述時鐘電容Csz2、時鐘電阻Rsz2組成濾波電路。優選地，盔殼上還設有與充電電池連接的調壓電路；調壓電路包括：調壓電阻RT1、調壓電阻RT2、調壓電阻RT3、調壓電阻RT4、調壓電阻RT5、調壓電容CT1、調壓電容CT2、調壓電容CT3、調壓三極管QT1、調壓三極管QT2、調壓三極管QT3、調壓三極管QT4、二極管VDT1、二極管VDT2；調壓電容CT1兩端連接調壓電路的輸入端，調壓電路的輸入端連接充電電池；調壓電阻RT1第一端連接輸入端的正極，調壓電阻RT1第二端、調壓三極管QT2基極，調壓電容CT2第一端，調壓三極管QT3集電極同時連接，調壓三極管QT2集電極連接輸入端的正極，調壓三極管QT2發射極連接調壓三極管QT1基極，調壓三極管QT1集電極連接輸入端的正極，調壓三極管QT1發射極連接輸出端正極，調壓電容CT2第二端接負極；調壓電阻RT2、調壓電阻RT4、調壓電阻RT5串聯連接，調壓電阻RT2一端連接調壓三極管QT1發射極和輸出端正極；調壓電阻RT5一端連接負極；調壓三極管QT3發射極連接至調壓電阻RT2與調壓電阻RT4之間，并依次通過二極管VDT1，二極管VDT2連接調壓電路的負極；調壓三極管QT3基極通過調壓電阻RT3接輸出端正極，調壓三極管QT3基極還與調壓三極管QT4集電極連接，調壓三極管QT4發射極連接負極，調壓三極管QT4基極連接調壓電阻RT5滑動端；調壓電容CT3兩端連接調壓電路的輸出端；通過調節調壓電阻RT5的阻值可以調整調壓電路的輸出電壓；調壓三極管QT1、調壓三極管QT2用于防止線路過壓，控制調壓電路的通斷；調壓電容CT1、調壓電容CT3、二極管VDT1、二極管VDT2用于濾波。優選地，所述視頻放大處理模塊包括：視頻放大處理電路；所述視頻放大處理電路包括：電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電容C1、電容C2、三極管Q1、放大器U1；視頻放大處理模塊的輸入端、電阻R2第一端、三極管Q1基極同時連接；電阻R2第二端、電阻R1第二端同時接地；三極管Q1集電極接電源；三極管Q1發射極、電容C1第一端、電阻R1第一端同時連接；電容C1第二端、電阻R5第二端、放大器U1正極輸入端同時連接，電阻R5第一端接地；電阻R3第一端接地；電阻R3第二端、放大器U1負極輸入端、電阻R4第一端、電容C1第一端同時連接，放大器U1負極輸出端、電阻R4第二端、電容C2第二端、電阻R6第一端同時連接，電阻R6第二端連接視頻放大處理模塊的輸出端；放大器U1、電阻R4、電容C2為信號放大電路；C1為隔直電容，C2對信號放大電路的帶寬進行限制，以濾除信號中的高頻噪聲和尖峰毛刺；電阻R6為阻抗匹配電阻；電阻R1、電阻R2為三極管Q1的放大倍數控制電阻；視頻放大處理電路用于對所述視頻預處理模塊發送的視頻幀進行視頻放大處理。優選地，所述制氧電磁閥控制模塊包括：時令執行模塊；所述時令執行模塊包括：定時器、定時電阻Rd1、定時電阻Rd2、定時電阻Rd3、定時電阻Rd4、定時電容Cd1、定時電容Cd2、定時電容Cd3、定時電容Cd4、定時電容Cd5、定時電容Cd6；定時器的一腳和二腳通過定時電容Cd1接地，定時器的一腳和二腳還通過定時電阻Rd2接電源；定時器的三腳和四腳接電源；定時器的六腳通過定時電阻Rd1接電源，通過定時電容Cd6接時令執行模塊的輸入端；定時器的七腳接地，定時器的八腳通過定時電阻Rd4接電源，通過...