本發(fā)明涉及監(jiān)控領(lǐng)域，特別涉及一種基于傳感器的集中監(jiān)控系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代的工業(yè)自控當(dāng)中對大型工業(yè)流程的分散處理、統(tǒng)一管理成本較高，而且設(shè)備的工業(yè)級實時監(jiān)測系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)都需要進(jìn)行大量的處理，使得成本高，集中調(diào)控性不強。
另外，由于一個工廠生產(chǎn)車間內(nèi)部，通常有很多區(qū)域無法人為到達(dá)，對于這些區(qū)域，如果出現(xiàn)問題，難以發(fā)現(xiàn)問題，將成為生產(chǎn)生活中的重大安全隱患。因此，研發(fā)一種能夠綜合調(diào)控，進(jìn)行多維監(jiān)控，監(jiān)控準(zhǔn)確的監(jiān)控系統(tǒng)就顯得尤為的重要。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
鑒于此，本發(fā)明提供了一種基于傳感器的集中監(jiān)控系統(tǒng)及方法，本發(fā)明具有圖像識別準(zhǔn)確、安全可靠、監(jiān)控全面和系統(tǒng)魯棒性好等優(yōu)點。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
一種基于傳感器的集中監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：用于獲取環(huán)境數(shù)據(jù)的傳感器系統(tǒng)；所述傳感器系統(tǒng)信號連接于用于處理系統(tǒng)數(shù)據(jù)的中央處理系統(tǒng)；所述中央處理系統(tǒng)分別信號連接于獲取環(huán)境圖像信息的圖像處理系統(tǒng)、用于提供給工作人員進(jìn)行控制的控制終端和用于存儲系統(tǒng)數(shù)據(jù)的存儲系統(tǒng)。
傳感器系統(tǒng)包括：感知環(huán)境溫度的溫度傳感器、用于感知環(huán)境濕度的濕度傳感器和用于感知環(huán)境中煙霧濃度的煙霧傳感器；所述溫度傳感器、濕度傳感器和煙霧傳感器分別信號連接于用于判斷各個傳感器獲取的數(shù)據(jù)是否超過設(shè)定閾值的微控制器；所述微控制器信號連接于所述中央處理系統(tǒng)。
中央處理系統(tǒng)包括：用于連通中央處理系統(tǒng)和各個系統(tǒng)間數(shù)據(jù)通信的數(shù)據(jù)傳輸裝置；所述數(shù)據(jù)傳輸裝置信號連接于FPGA；所述數(shù)據(jù)傳輸裝置包括：無線傳輸裝置和有線傳輸裝置。
控制終端包括：用于連通和中央處理系統(tǒng)的通信裝置；所述通信裝置信號連接于用于處理來往于控制終端數(shù)據(jù)信息的處理器；所述處理器分別信號連接于用于顯示中央處理系統(tǒng)發(fā)送過來的圖像信息的顯示裝置和用于提供給工作人員發(fā)出控制命令的按鍵板；所述通信裝置包括：無線通信裝置和有線通信裝置。
圖像處理系統(tǒng)包括：圖像采集裝置、圖像處理器和數(shù)據(jù)庫；所述圖像采集裝置用于獲取原始的圖像信息，信號連接于用于處理圖像信息的圖像處理器；所述圖像處理器信號連接于用于獲取匹配圖像信息的數(shù)據(jù)庫；所述圖像處理器包括：圖像分割單元、圖像銳化單元、圖像二值化單元和圖像匹配單元；所述圖像分割單元信號連接于用于對圖像進(jìn)行銳化處理的圖像銳化單元；所述圖像銳化單元信號連接于用于對圖像進(jìn)行二值化處理的圖像二值化單元；所述圖像二值化單元信號連接于用于對圖像進(jìn)行圖像匹配的圖像匹配單元；所述圖像匹配單元信號連接于數(shù)據(jù)庫。
一種基于傳感器的集中監(jiān)控系統(tǒng)的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：
步驟1：系統(tǒng)啟動，系統(tǒng)初始化；
步驟2：傳感器系統(tǒng)獲取環(huán)境的數(shù)據(jù)信息，獲取的數(shù)據(jù)信息經(jīng)微處理器的初步判斷后，微處理器根據(jù)判斷結(jié)果選擇性地將數(shù)據(jù)傳感器獲取的數(shù)據(jù)信息發(fā)送至中央處理系統(tǒng)；
步驟3：中央處理系統(tǒng)將接收到的數(shù)據(jù)信息發(fā)送至控制終端；控制終端根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)信息，發(fā)送圖像獲取的控制命令到中央處理系統(tǒng)，中央處理系統(tǒng)控制圖像處理系統(tǒng)獲取環(huán)境圖像信息并進(jìn)行識別，將識別結(jié)果經(jīng)中央處理系統(tǒng)發(fā)送至控制終端
步驟4：控制終端根據(jù)圖像處理系統(tǒng)發(fā)送過來的數(shù)據(jù)信息，以及傳感器系統(tǒng)發(fā)送過來的數(shù)據(jù)信息，綜合判斷環(huán)境狀況；
步驟5：中央處理系統(tǒng)在接收到各個系統(tǒng)發(fā)送過來的數(shù)據(jù)信息，都會將數(shù)據(jù)信息發(fā)送至存儲器系統(tǒng)中進(jìn)行備份。
所述圖像處理系統(tǒng)對圖像進(jìn)行處理的方法包括以下步驟：
步驟1：圖像采集裝置獲取環(huán)境中原始的圖像信息，將獲取的圖像信息發(fā)送至圖像分割單元；
步驟2：圖像分割單元將接收到的原始的圖像信息進(jìn)行分割，將分割后的圖像信息發(fā)送至圖像銳化單元了圖像銳化單元將接收到的圖像信息進(jìn)行銳化，將銳化后的圖像信息發(fā)送至圖像二值化單元；
步驟3：圖像二值化單元對接收到的圖像進(jìn)行二值化處理，將處理后的圖像發(fā)送至圖像匹配單元；
步驟4：圖像匹配單元將接收到的圖像二值化后的結(jié)果和數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，得出匹配結(jié)果作為圖像識別的結(jié)果，將識別結(jié)果經(jīng)中央處理系統(tǒng)發(fā)送至控制終端。
所述二值處理單元對圖像進(jìn)行二值化處理的方法包括以下步驟：
步驟1：計算得出圖像的灰度直方圖；
步驟2：計算圖像的類間方差
；
步驟3：計算圖像的類內(nèi)方差：
；
步驟4：把直方圖在某閾值處分成2組c1和c2,使分離度 QUOTE 為最大值的T即為最佳閾值；
步驟5：計算最佳閾值：
；
所述顆粒提取單元采用的提取方法包括以下步驟：
步驟1：對二值圖像的不同連接成分分為不同的編號，所得到的圖像為貼標(biāo)簽圖像；
步驟2：所得標(biāo)簽的最大值即為此超聲圖像亮點的量化值。
采用以上技術(shù)方案，本發(fā)明產(chǎn)生了以下有益效果：
1、魯棒性好：本發(fā)明的傳感器的集中監(jiān)控系統(tǒng)，中央處理系統(tǒng)將獲取的數(shù)據(jù)信息都會及時的存儲入存儲系統(tǒng)中，保證數(shù)據(jù)能很好的保存；另外，本發(fā)明的監(jiān)控系統(tǒng)在中央處理系統(tǒng)和控制終端進(jìn)行通信的過程中，提供了兩種通信方式：無線通信和有線通信；在一種通信方式出現(xiàn)問題時，能夠及時的通過另外一種通信方式進(jìn)行通信。
2、多維度監(jiān)控：本發(fā)明的監(jiān)控系統(tǒng)能夠進(jìn)行多維度的監(jiān)控，除了能夠通過傳感器系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)信息以為，本發(fā)明的監(jiān)控系統(tǒng)還能通過圖像處理系統(tǒng)獲取圖像處理信息，通過兩者的結(jié)合判斷環(huán)境狀況，使得監(jiān)控結(jié)果更加準(zhǔn)確。
3、識別準(zhǔn)確：本發(fā)明的監(jiān)控系統(tǒng)中采用獨特的二值化處理方法，保證圖像處理效率的同時提升了圖像處理的準(zhǔn)確性，極大的提升了系統(tǒng)的性能。
4、安全可靠：本發(fā)明的監(jiān)控系統(tǒng)安全性非常高，在出現(xiàn)危險狀況時，無須人為到達(dá)現(xiàn)場，通過傳感器系統(tǒng)獲取的數(shù)據(jù)和圖像處理系統(tǒng)得到的識別結(jié)果就可以判斷問題狀況，保證了人身安全。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的一種基于傳感器的集中監(jiān)控系統(tǒng)及方法的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。
本說明書（包括任何附加權(quán)利要求、摘要）中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。
本發(fā)明實施例1中提供了一種基于傳感器的集中監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示：
一種基于傳感器的集中監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：用于獲取環(huán)境數(shù)據(jù)的傳感器系統(tǒng)；所述傳感器系統(tǒng)信號連接于用于處理系統(tǒng)數(shù)據(jù)的中央處理系統(tǒng)；所述中央處理系統(tǒng)分別信號連接于獲取環(huán)境圖像信息的圖像處理系統(tǒng)、用于提供給工作人員進(jìn)行控制的控制終端和用于存儲系統(tǒng)數(shù)據(jù)的存儲系統(tǒng)。
傳感器系統(tǒng)包括：感知環(huán)境溫度的溫度傳感器、用于感知環(huán)境濕度的濕度傳感器和用于感知環(huán)境中煙霧濃度的煙霧傳感器；所述溫度傳感器、濕度傳感器和煙霧傳感器分別信號連接于用于判斷各個傳感器獲取的數(shù)據(jù)是否超過設(shè)定閾值的微控制器；所述微控制器信號連接于所述中央處理系統(tǒng)。
中央處理系統(tǒng)包括：用于連通中央處理系統(tǒng)和各個系統(tǒng)間數(shù)據(jù)通信的數(shù)據(jù)傳輸裝置；所述數(shù)據(jù)傳輸裝置信號連接于FPGA；所述數(shù)據(jù)傳輸裝置包括：無線傳輸裝置和有線傳輸裝置。
控制終端包括：用于連通和中央處理系統(tǒng)的通信裝置；所述通信裝置信號連接于用于處理來往于控制終端數(shù)據(jù)信息的處理器；所述處理器分別信號連接于用于顯示中央處理系統(tǒng)發(fā)送過來的圖像信息的顯示裝置和用于提供給工作人員發(fā)出控制命令的按鍵板；所述通信裝置包括：無線通信裝置和有線通信裝置。
圖像處理系統(tǒng)包括：圖像采集裝置、圖像處理器和數(shù)據(jù)庫；所述圖像采集裝置用于獲取原始的圖像信息，信號連接于用于處理圖像信息的圖像處理器；所述圖像處理器信號連接于用于獲取匹配圖像信息的數(shù)據(jù)庫；所述圖像處理器包括：圖像分割單元、圖像銳化單元、圖像二值化單元和圖像匹配單元；所述圖像分割單元信號連接于用于對圖像進(jìn)行銳化處理的圖像銳化單元；所述圖像銳化單元信號連接于用于對圖像進(jìn)行二值化處理的圖像二值化單元；所述圖像二值化單元信號連接于用于對圖像進(jìn)行圖像匹配的圖像匹配單元；所述圖像匹配單元信號連接于數(shù)據(jù)庫。
本發(fā)明實施例2中提供了一種基于傳感器的集中監(jiān)控系統(tǒng)的方法，
一種基于傳感器的集中監(jiān)控系統(tǒng)的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：
步驟1：系統(tǒng)啟動，系統(tǒng)初始化；
步驟2：傳感器系統(tǒng)獲取環(huán)境的數(shù)據(jù)信息，獲取的數(shù)據(jù)信息經(jīng)微處理器的初步判斷后，微處理器根據(jù)判斷結(jié)果選擇性地將數(shù)據(jù)傳感器獲取的數(shù)據(jù)信息發(fā)送至中央處理系統(tǒng)；
步驟3：中央處理系統(tǒng)將接收到的數(shù)據(jù)信息發(fā)送至控制終端；控制終端根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)信息，發(fā)送圖像獲取的控制命令到中央處理系統(tǒng)，中央處理系統(tǒng)控制圖像處理系統(tǒng)獲取環(huán)境圖像信息并進(jìn)行識別，將識別結(jié)果經(jīng)中央處理系統(tǒng)發(fā)送至控制終端
步驟4：控制終端根據(jù)圖像處理系統(tǒng)發(fā)送過來的數(shù)據(jù)信息，以及傳感器系統(tǒng)發(fā)送過來的數(shù)據(jù)信息，綜合判斷環(huán)境狀況；
步驟5：中央處理系統(tǒng)在接收到各個系統(tǒng)發(fā)送過來的數(shù)據(jù)信息，都會將數(shù)據(jù)信息發(fā)送至存儲器系統(tǒng)中進(jìn)行備份。
所述圖像處理系統(tǒng)對圖像進(jìn)行處理的方法包括以下步驟：
步驟1：圖像采集裝置獲取環(huán)境中原始的圖像信息，將獲取的圖像信息發(fā)送至圖像分割單元；
步驟2：圖像分割單元將接收到的原始的圖像信息進(jìn)行分割，將分割后的圖像信息發(fā)送至圖像銳化單元了圖像銳化單元將接收到的圖像信息進(jìn)行銳化，將銳化后的圖像信息發(fā)送至圖像二值化單元；
步驟3：圖像二值化單元對接收到的圖像進(jìn)行二值化處理，將處理后的圖像發(fā)送至圖像匹配單元；
步驟4：圖像匹配單元將接收到的圖像二值化后的結(jié)果和數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，得出匹配結(jié)果作為圖像識別的結(jié)果，將識別結(jié)果經(jīng)中央處理系統(tǒng)發(fā)送至控制終端。
所述二值處理單元對圖像進(jìn)行二值化處理的方法包括以下步驟：
步驟1：計算得出圖像的灰度直方圖；
步驟2：計算圖像的類間方差
；
步驟3：計算圖像的類內(nèi)方差：
；
步驟4：把直方圖在某閾值處分成2組c1和c2,使分離度 QUOTE 為最大值的T即為最佳閾值；
步驟5：計算最佳閾值：
；
所述顆粒提取單元采用的提取方法包括以下步驟：
步驟1：對二值圖像的不同連接成分分為不同的編號，所得到的圖像為貼標(biāo)簽圖像；
步驟2：所得標(biāo)簽的最大值即為此超聲圖像亮點的量化值。
本發(fā)明實施例3中提供了一種基于傳感器的集中監(jiān)控系統(tǒng)及方法，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示：
一種基于傳感器的集中監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：用于獲取環(huán)境數(shù)據(jù)的傳感器系統(tǒng)；所述傳感器系統(tǒng)信號連接于用于處理系統(tǒng)數(shù)據(jù)的中央處理系統(tǒng)；所述中央處理系統(tǒng)分別信號連接于獲取環(huán)境圖像信息的圖像處理系統(tǒng)、用于提供給工作人員進(jìn)行控制的控制終端和用于存儲系統(tǒng)數(shù)據(jù)的存儲系統(tǒng)。
傳感器系統(tǒng)包括：感知環(huán)境溫度的溫度傳感器、用于感知環(huán)境濕度的濕度傳感器和用于感知環(huán)境中煙霧濃度的煙霧傳感器；所述溫度傳感器、濕度傳感器和煙霧傳感器分別信號連接于用于判斷各個傳感器獲取的數(shù)據(jù)是否超過設(shè)定閾值的微控制器；所述微控制器信號連接于所述中央處理系統(tǒng)。
中央處理系統(tǒng)包括：用于連通中央處理系統(tǒng)和各個系統(tǒng)間數(shù)據(jù)通信的數(shù)據(jù)傳輸裝置；所述數(shù)據(jù)傳輸裝置信號連接于FPGA；所述數(shù)據(jù)傳輸裝置包括：無線傳輸裝置和有線傳輸裝置。
控制終端包括：用于連通和中央處理系統(tǒng)的通信裝置；所述通信裝置信號連接于用于處理來往于控制終端數(shù)據(jù)信息的處理器；所述處理器分別信號連接于用于顯示中央處理系統(tǒng)發(fā)送過來的圖像信息的顯示裝置和用于提供給工作人員發(fā)出控制命令的按鍵板；所述通信裝置包括：無線通信裝置和有線通信裝置。
圖像處理系統(tǒng)包括：圖像采集裝置、圖像處理器和數(shù)據(jù)庫；所述圖像采集裝置用于獲取原始的圖像信息，信號連接于用于處理圖像信息的圖像處理器；所述圖像處理器信號連接于用于獲取匹配圖像信息的數(shù)據(jù)庫；所述圖像處理器包括：圖像分割單元、圖像銳化單元、圖像二值化單元和圖像匹配單元；所述圖像分割單元信號連接于用于對圖像進(jìn)行銳化處理的圖像銳化單元；所述圖像銳化單元信號連接于用于對圖像進(jìn)行二值化處理的圖像二值化單元；所述圖像二值化單元信號連接于用于對圖像進(jìn)行圖像匹配的圖像匹配單元；所述圖像匹配單元信號連接于數(shù)據(jù)庫。
一種基于傳感器的集中監(jiān)控系統(tǒng)的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：
步驟1：系統(tǒng)啟動，系統(tǒng)初始化；
步驟2：傳感器系統(tǒng)獲取環(huán)境的數(shù)據(jù)信息，獲取的數(shù)據(jù)信息經(jīng)微處理器的初步判斷后，微處理器根據(jù)判斷結(jié)果選擇性地將數(shù)據(jù)傳感器獲取的數(shù)據(jù)信息發(fā)送至中央處理系統(tǒng)；
步驟3：中央處理系統(tǒng)將接收到的數(shù)據(jù)信息發(fā)送至控制終端；控制終端根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)信息，發(fā)送圖像獲取的控制命令到中央處理系統(tǒng)，中央處理系統(tǒng)控制圖像處理系統(tǒng)獲取環(huán)境圖像信息并進(jìn)行識別，將識別結(jié)果經(jīng)中央處理系統(tǒng)發(fā)送至控制終端
步驟4：控制終端根據(jù)圖像處理系統(tǒng)發(fā)送過來的數(shù)據(jù)信息，以及傳感器系統(tǒng)發(fā)送過來的數(shù)據(jù)信息，綜合判斷環(huán)境狀況；
步驟5：中央處理系統(tǒng)在接收到各個系統(tǒng)發(fā)送過來的數(shù)據(jù)信息，都會將數(shù)據(jù)信息發(fā)送至存儲器系統(tǒng)中進(jìn)行備份。
所述圖像處理系統(tǒng)對圖像進(jìn)行處理的方法包括以下步驟：
步驟1：圖像采集裝置獲取環(huán)境中原始的圖像信息，將獲取的圖像信息發(fā)送至圖像分割單元；
步驟2：圖像分割單元將接收到的原始的圖像信息進(jìn)行分割，將分割后的圖像信息發(fā)送至圖像銳化單元了圖像銳化單元將接收到的圖像信息進(jìn)行銳化，將銳化后的圖像信息發(fā)送至圖像二值化單元；
步驟3：圖像二值化單元對接收到的圖像進(jìn)行二值化處理，將處理后的圖像發(fā)送至圖像匹配單元；
步驟4：圖像匹配單元將接收到的圖像二值化后的結(jié)果和數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，得出匹配結(jié)果作為圖像識別的結(jié)果，將識別結(jié)果經(jīng)中央處理系統(tǒng)發(fā)送至控制終端。
所述二值處理單元對圖像進(jìn)行二值化處理的方法包括以下步驟：
步驟1：計算得出圖像的灰度直方圖；
步驟2：計算圖像的類間方差
；
步驟3：計算圖像的類內(nèi)方差：
；
步驟4：把直方圖在某閾值處分成2組c1和c2,使分離度 QUOTE 為最大值的T即為最佳閾值；
步驟5：計算最佳閾值：
；
所述顆粒提取單元采用的提取方法包括以下步驟：
步驟1：對二值圖像的不同連接成分分為不同的編號，所得到的圖像為貼標(biāo)簽圖像；
步驟2：所得標(biāo)簽的最大值即為此超聲圖像亮點的量化值。
本發(fā)明并不局限于前述的具體實施方式。本發(fā)明擴展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。