基于数据分析的静电检测预警系统及方法与流程

1.本发明涉及数据分析技术领域，具体涉及基于数据分析的静电检测预警系统及方法。


背景技术：

2.静电是一种电荷累积在物体表面的现象，通常由于电子的移动导致。它是由于正负电荷之间的不平衡而产生的一种电荷分布，这些电荷可以在物体表面积累并引起吸引或排斥现象。静电现象通常在物体之间的接触或分离，或者是由于摩擦、压力或其他物理过程引起的。在静电现象中，当两个物体分离时，其中一个物体可能会带有过多的正或负电荷，而另一个物体则会带有相应相反的电荷。这种电荷不平衡可以导致电场的形成，从而导致物体之间的电荷交换、吸引或排斥现象。常见的静电现象有静电吸附、静电放电、静电干扰和静电电荷传递。
3.静电虽然是自然界中常见的现象，但在某些情况下，它可能引起一些危害和问题。静电可以导致产品表面的电荷累积，如果这些电荷不被及时释放或中和，它们可能会引起产品损坏。特别是在制造业中，电子元件、半导体器件和敏感仪器可能受到静电放电的影响，导致设备失效或性能降低。在易燃气体或粉尘环境中，静电放电可能会引发火灾或爆炸。在工业设备和电子设备中，静电可能引起电子元件的故障，导致设备失效。这对生产线的连续运行和设备性能可能造成影响。静电放电可能会干扰无线通信和电磁设备的正常运行，从而影响通信质量和数据传输。
4.而在现有技术中，通过选择合适的传感器，并根据车间的布局和流程布置传感器以覆盖不同区域，从而起到监视车间内静电分布的效果。但是在实际实用的过程中，传感器难以实现全部区域的覆盖，并且随着使用时间的增加，部分传感器还有可能会造成损坏和通信中断，从而有可能会导致检测预警不及时的问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供基于数据分析的静电检测预警系统及方法，解决上述技术问题。
6.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：基于数据分析的静电检测预警方法，包括以下步骤：获取目标检测区域，并根据所述的目标检测区域中不同工种的工作人员的活动范围将所述的目标检测区域划分为若干个工作区域；对所述的工作区域进行网格划分成若干个独立的检测区域，网格采用矩形网格且其边长与静电传感器的检测半径相等；在所述的网格中心点对应的位置布置静电传感器，并负责对应检测区域的静电检测；接收静电传感器的数据反馈，并按照工作区域的不同，对静电状态进行预测，并在
风险等级较高时发出预警信号，并在风险系数大于等于风险阈值时发出预警信号，通知后台工作人员进行静电消除；在对于静电状态进行预测并预警的具体步骤如下所示：获取各个工作区域的风险系数fi，并与预设的风险阈值fmax进行比较，当fi≥fmax时，所在的工作区域定义为管控区域；获取所述的管控区域内的异常传感器的位置信息，并将位于最外围的异常传感器进行连线，并生成风险区域；以所述的风险区域的边界信息进行预警；当所述的静电传感器失去数据连接时，则分别获取与其相邻的静电传感器的测量数据，计算该组测量数据的标准差，并在所述的标准差小于预设值时，取该组测量数据的平均值作为失去数据连接的静电传感器的输出；当所述的标准差大于等于预设值时，该失去数据连接的静电传感器定义为异常传感器。
7.作为本发明进一步的方案：所述的工作区域的具体划分步骤如下所述：获取所述的目标检测区域内，所有工作人员的活动轨迹；根据所述的工作人员所从事的工作种类的不同，将所述的工作人员进行标记；获取不同工种的工作人员的活动轨迹，并根据的活动轨迹的集中区域作为不同工种的工作人员的活动区域；获取不同活动区域之间的不重叠部分作为该工种的工作区域；获取不同活动区域之间的重叠部分作为混合工种的工作区域。
8.作为本发明进一步的方案：如果存在多个混合工种的工作区域相互联通时，则合并为一个工作区域。
9.作为本发明进一步的方案：还包括设定不同工作区域的修正系数，其具体步骤如下所示：获取不同工作区域对应的工种，所述的混合工种的工作区域对应多个工种；按照不同工种对静电积聚的影响进行排序，排名越靠前的工种越容易造成静电积聚；设定所述的工作区域的修正系数为k，且在单一工种的工作区域中，所述的修正系数k等于该工种的排名；在混合工种的工作区域中，所述的修正系数k等于多个工种中排序最靠前的工种的排名。
10.作为本发明进一步的方案：通过所述的静电传感器进行静电检测的具体步骤如下所示：获取各个检测区域的静电传感器的测量数据ec；并与预设的检测阈值emax相比较，并当ec≥emax时，将所述的静电传感器标记为异常传感器；获取每个工作区域的异常传感器的数量，并计算风险系数f，其计算公式为：；其中，fi表示工作区域i的风险系数，si表示工作区域i的静电传感器的总数量，si'表示工作区域i中异常传感器的数量，λ表示预设的比例系数。
11.基于数据分析的静电检测预警系统，包括：工作区域划分模块：获取目标检测区域，并根据所述的目标检测区域中不同工种的工作人员的活动范围将所述的目标检测区域划分为若干个工作区域；网格划分模块：对所述的工作区域进行网格划分成若干个独立的检测区域，网格采用矩形网格且其边长与静电传感器的检测半径相等；传感器布置模块：在所述的网格中心点对应的位置布置静电传感器，并负责对应检测区域的静电检测；预警模块：接收静电传感器的数据反馈，并按照工作区域的不同，对静电状态进行预测，并在风险等级较高时发出预警信号；静电消除模块：将导电面料接触静电积聚的位置，通过导电面料传递给电路板，电路板上的传感开关打开电池通电，led灯亮起，延时3-5秒自动熄灭，重新回位，在这过程中静电被消除掉。
12.本发明的有益效果：常见的静电传感器有电容式静电传感器、电场传感器、电势传感器、电荷传感器以及数字传感器等，但是不论是哪种传感器，都会受到检测范围的限制，而且也难以避免在使用的过程中出现损坏和通信中断的情况，因此难以实现目标区域的全覆盖式检测预警；因此，在本发明中，按照工作人员的活动区域的不同，将整个需要检测的区域划分为若干个工作区域，并按照工作区域内部的人员组成或者工种的不同设定不同的修正系数；再在实际接收到静电传感器的输出数据后，按照不同的修正系数对不同的工作区域进行评价，筛选出风险较高的工作区域，也即是本发明中的管控区域；以管控区域为监控目标，按照监控区域中最外围的静电传感器的位置信息，相互连接后得到风险区域并进行预警，在本方案中，单个或者小数量的传感器损坏并不会对最终的结果造成太大的影响，从而解决部分传感器损坏后，静电检测预警错误的问题；因此，在本方案中，既可以解决部分工作区域静电积聚后的预警也可以实现对风险区域的静电消除。
附图说明
13.下面结合附图对本发明作进一步的说明。
14.图1是本发明基于数据分析的静电检测预警方法的流程示意图。
具体实施方式
15.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
16.请参阅图1所示，本发明为基于数据分析的静电检测预警方法，包括以下步骤：获取目标检测区域，并根据所述的目标检测区域中不同工种的工作人员的活动范围将所述的目标检测区域划分为若干个工作区域；对所述的工作区域进行网格划分成若干个独立的检测区域，网格采用矩形网格且
其边长与静电传感器的检测半径相等；在所述的网格中心点对应的位置布置静电传感器，并负责对应检测区域的静电检测；接收静电传感器的数据反馈，并按照工作区域的不同，对静电状态进行预测，并在风险等级较高时发出预警信号；并在风险系数大于等于风险阈值时发出预警信号，通知后台工作人员进行静电消除；在对于静电状态进行预测并预警的具体步骤如下所示：获取各个工作区域的风险系数fi，并与预设的风险阈值fmax进行比较，当fi≥fmax时，所在的工作区域定义为管控区域；获取所述的管控区域内的异常传感器的位置信息，并将位于最外围的异常传感器进行连线，并生成风险区域；以所述的风险区域的边界信息进行预警；当所述的静电传感器失去数据连接时，则分别获取与其相邻的静电传感器的测量数据，计算该组测量数据的标准差，并在所述的标准差小于预设值时，取该组测量数据的平均值作为失去数据连接的静电传感器的输出；当所述的标准差大于等于预设值时，该失去数据连接的静电传感器定义为异常传感器。
17.可以理解的是，静电会造成各种危害，尤其是在车间生产的过程中，静电放电可能引发火灾或爆炸，特别是在含有易燃气体、蒸汽或粉尘的环境中。静电可以点燃这些可燃物质，导致火灾或爆炸事故；当积聚的静电电荷通过人体或动物流动时，可以引发电击。这可能导致轻微的不适或严重的身体伤害，甚至危及生命；静电放电可能对电子设备、计算机、半导体器件和其他敏感设备造成损坏。这些设备中的微小电路和元件对静电非常敏感等等，因此需要时常对车间或者工厂内部的静电状态进行监控，而检测静电最简单快捷的方法就是使用静电传感器。
18.常见的静电传感器有电容式静电传感器、电场传感器、电势传感器、电荷传感器以及数字传感器等，但是不论是哪种传感器，都会受到检测范围的限制，而且也难以避免在使用的过程中出现损坏和通信中断的情况，因此难以实现目标区域的全覆盖式检测预警；因此，在本发明中，按照工作人员的活动区域的不同，将整个需要检测的区域划分为若干个工作区域，并按照工作区域内部的人员组成或者工种的不同设定不同的修正系数；再在实际接收到静电传感器的输出数据后，按照不同的修正系数对不同的工作区域进行评价，筛选出风险较高的工作区域，也即是本发明中的管控区域；以管控区域为监控目标，按照监控区域中最外围的静电传感器的位置信息，相互连接后得到风险区域并进行预警，在本方案中，单个或者小数量的传感器损坏并不会对最终的结果造成太大的影响，从而解决部分传感器损坏后，静电检测预警错误的问题。
19.在本发明一种优选的实施例中，所述的工作区域的具体划分步骤如下所述：获取所述的目标检测区域内，所有工作人员的活动轨迹；根据所述的工作人员所从事的工作种类的不同，将所述的工作人员进行标记；获取不同工种的工作人员的活动轨迹，并根据的活动轨迹的集中区域作为不同工种的工作人员的活动区域；获取不同活动区域之间的不重叠部分作为该工种的工作区域；
获取不同活动区域之间的重叠部分作为混合工种的工作区域。
20.在本实施例中，如果存在多个混合工种的工作区域相互联通时，则合并为一个工作区域。
21.在本发明一种优选的实施例中，还包括设定不同工作区域的修正系数，其具体步骤如下所示：获取不同工作区域对应的工种，所述的混合工种的工作区域对应多个工种；按照不同工种对静电积聚的影响进行排序，排名越靠前的工种越容易造成静电积聚；设定所述的工作区域的修正系数为k，且在单一工种的工作区域中，所述的修正系数k等于该工种的排名；在混合工种的工作区域中，所述的修正系数k等于多个工种中排序最靠前的工种的排名。
22.在本发明一种优选的实施例中，通过所述的静电传感器进行静电检测的具体步骤如下所示：获取各个检测区域的静电传感器的测量数据ec；并与预设的检测阈值emax相比较，并当ec≥emax时，将所述的静电传感器标记为异常传感器；获取每个工作区域的异常传感器的数量，并计算风险系数f，其计算公式为：；其中，fi表示工作区域i的风险系数，si表示工作区域i的静电传感器的总数量，si'表示工作区域i中异常传感器的数量，λ表示预设的比例系数。
23.基于数据分析的静电检测预警系统，包括：工作区域划分模块：获取目标检测区域，并根据所述的目标检测区域中不同工种的工作人员的活动范围将所述的目标检测区域划分为若干个工作区域；网格划分模块：对所述的工作区域进行网格划分成若干个独立的检测区域，网格采用矩形网格且其边长与静电传感器的检测半径相等；传感器布置模块：在所述的网格中心点对应的位置布置静电传感器，并负责对应检测区域的静电检测；预警模块：接收静电传感器的数据反馈，并按照工作区域的不同，对静电状态进行预测，并在风险等级较高时发出预警信号；静电消除模块：将导电面料接触静电积聚的位置，通过导电面料传递给电路板，电路板上的传感开关打开电池通电，led灯亮起，延时3-5秒自动熄灭，重新回位，在这过程中静电被消除掉。
24.以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

技术特征：
1.基于数据分析的静电检测预警方法，其特征在于，包括以下步骤：获取目标检测区域，并根据所述的目标检测区域中不同工种的工作人员的活动范围将所述的目标检测区域划分为若干个工作区域；对所述的工作区域进行网格划分成若干个独立的检测区域，网格采用矩形网格且其边长与静电传感器的检测半径相等；在所述的网格中心点对应的位置布置静电传感器，并负责对应检测区域的静电检测；接收静电传感器的数据反馈，并按照工作区域的不同，对静电状态进行预测，并在风险系数大于等于风险阈值时发出预警信号，通知后台工作人员进行静电消除；在对于静电状态进行预测并预警的具体步骤如下所示：获取各个工作区域的风险系数fi，并与预设的风险阈值fmax进行比较，当fi≥fmax时，所在的工作区域定义为管控区域；获取所述的管控区域内的异常传感器的位置信息，并将位于最外围的异常传感器进行连线，并生成风险区域；以所述的风险区域的边界信息进行预警；当所述的静电传感器失去数据连接时，则分别获取与其相邻的静电传感器的测量数据，计算该组测量数据的标准差，并在所述的标准差小于预设值时，取该组测量数据的平均值作为失去数据连接的静电传感器的输出；当所述的标准差大于等于预设值时，该失去数据连接的静电传感器定义为异常传感器。2.根据权利要求1所述的基于数据分析的静电检测预警方法，其特征在于，所述的工作区域的具体划分步骤如下所述：获取所述的目标检测区域内，所有工作人员的活动轨迹；根据所述的工作人员所从事的工作种类的不同，将所述的工作人员进行标记；获取不同工种的工作人员的活动轨迹，并根据的活动轨迹的集中区域作为不同工种的工作人员的活动区域；获取不同活动区域之间的不重叠部分作为该工种的工作区域；获取不同活动区域之间的重叠部分作为混合工种的工作区域。3.根据权利要求2所述的基于数据分析的静电检测预警方法，其特征在于，如果存在多个混合工种的工作区域相互联通时，则合并为一个工作区域。4.根据权利要求3所述的基于数据分析的静电检测预警方法，其特征在于，还包括设定不同工作区域的修正系数，其具体步骤如下所示：获取不同工作区域对应的工种，所述的混合工种的工作区域对应多个工种；按照不同工种对静电积聚的影响进行排序，排名越靠前的工种越容易造成静电积聚；设定所述的工作区域的修正系数为k，且在单一工种的工作区域中，所述的修正系数k等于该工种的排名；在混合工种的工作区域中，所述的修正系数k等于多个工种中排序最靠前的工种的排名。5.根据权利要求4所述的基于数据分析的静电检测预警方法，其特征在于，通过所述的静电传感器进行静电检测的具体步骤如下所示：获取各个检测区域的静电传感器的测量数据ec；并与预设的检测阈值emax相比较，并当ec≥emax时，将所述的静电传感器标记为异常
传感器；获取每个工作区域的异常传感器的数量，并计算风险系数f，其计算公式为：；其中，fi表示工作区域i的风险系数，si表示工作区域i的静电传感器的总数量，si'表示工作区域i中异常传感器的数量，λ表示预设的比例系数。6.基于数据分析的静电检测预警系统，其特征在于，包括：工作区域划分模块：获取目标检测区域，并根据所述的目标检测区域中不同工种的工作人员的活动范围将所述的目标检测区域划分为若干个工作区域；网格划分模块：对所述的工作区域进行网格划分成若干个独立的检测区域，网格采用矩形网格且其边长与静电传感器的检测半径相等；传感器布置模块：在所述的网格中心点对应的位置布置静电传感器，并负责对应检测区域的静电检测；预警模块：接收静电传感器的数据反馈，并按照工作区域的不同，对静电状态进行预测，并在风险系数大于等于风险阈值时发出预警信号；静电消除模块：将导电面料接触静电积聚的位置，通过导电面料传递给电路板，电路板上的传感开关打开电池通电，led灯亮起，延时3-5秒自动熄灭，重新回位，在这过程中静电被消除掉。

技术总结
本发明涉及数据分析技术领域，具体涉及基于数据分析的静电检测预警系统及方法，包括以下步骤：获取目标检测区域，并根据所述的目标检测区域中不同工种的工作人员的活动范围将所述的目标检测区域划分为若干个工作区域；对所述的工作区域进行网格划分成若干个独立的检测区域，网格采用矩形网格且其边长与静电传感器的检测半径相等；在所述的网格中心点对应的位置布置静电传感器，并负责对应检测区域的静电检测；接收静电传感器的数据反馈，并按照工作区域的不同，对静电状态进行预测，并在风险等级较高时发出预警信号。本发明可以解决部分传感器损坏后的静电检测预警。分传感器损坏后的静电检测预警。分传感器损坏后的静电检测预警。


技术研发人员：骆燕明
受保护的技术使用者：晋江福兴拉链有限公司
技术研发日：2023.09.01
技术公布日：2023/10/11