CN104091402A - 一种24v电源柜多状态报警变色灯识辨系统及识辨方法 - Google Patents

一种24v电源柜多状态报警变色灯识辨系统及识辨方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种24V电源柜多状态报警变色灯识辨系统及识辨方法,它包括电源柜内的固定支架、摄像头、遮光管、状态报警灯和电源柜内部已有的电子电路底板;在电源柜的固定支架一侧壁上部设置摄像头,摄像头前部伸入电源柜内,摄像头后部连接已有数据采集处理设备;位于电源柜内的摄像头前部与状态报警灯之间设置有遮光管,且摄像头前部位于遮光管一端内部,状态报警灯位于遮光管另一端内部;状态报警灯设置在电源柜内的电子电路底板上;摄像头通过遮光管采集电子电路底板上状态报警灯的故障变色图像信息,并将采集到的故障变色图像信息传输至数据采集处理设备。本发明结构简单、识辨准确、便于及时发现故障,可以广泛在各种电源柜故障检测领域中应用。

Description

一种24V电源柜多状态报警变色灯识辨系统及识辨方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种电源柜状态识辨系统及识辨方法,特别是关于一种24V电源柜多 状态报警变色灯识辨系统及识辨方法。
背景技术
[0002] 目前,24V电源是为DCS、PLC提供外部测量回路供电的极其重要的设备,电源故障 至输出失电,将对生产系统造成灾难性后果。这类电源故障,可以至化工生产全面停产。历 史上,因24V电源故障造成全厂停车并造成巨大经济损失。24V电源柜故障时,电源电子电 路板状态灯已经变色报警,巡检人员没有及时发现,直到电压下降至仪表变送器失灵,工艺 参数大幅变化至停车,这是24V电源报警故障特征。
[0003] 24V电源柜电子电路板状态灯一般设计在底板上或与底板互相垂直的插板上,只 有在打开电源柜的门才能看到电子电路板上的状态灯。电源柜一般放在一个单独的房间, 由电气值班人员定期阶段性巡检,适时性差,因此不能及时发现故障报警。
[0004] 对于24V电源柜电子电路板状态灯识别方法,现有技术中的电力设备故障指示器 指示灯状态实时监测识别方法是对由摄像头等图像采集设备采集到的数字视频信号做处 理,从视频信号中提取出视频帧,确定各目标监控目标即各指示灯的在视频帧中的目标区 域并分配相应编号,利用相邻两帧中各目标区域的像素颜色变化和亮度变化来识别故障指 示器的闪光报警。像素颜色变化利用R、G、B的差平方和开方值作为阈值,判断指示灯颜色 与报警时的颜色是否相同,如在阈值附近时准确度受影响。亮度变化是利用彩色图像的黑 白二值化处理来识别故障,因此需要做腐蚀处理与膨胀处理,易受到图像背景噪声干扰,可 靠性受到影响。有像素颜色变化判断又要利用彩色图像的黑白二值化处理进行亮度变化判 断,其设计方法较为复杂。
发明内容
[0005] 针对上述问题,本发明的目的是提供一种24V电源柜多状态报警变色灯识辨系统 及识辨方法,其结构简单、识辨准确、便于及时发现故障,识辨方法简单可靠。
[0006] 为实现上述目的,本发明采取以下技术方案:一种24V电源柜多状态报警变色灯 识辨系统,其特征在于:它包括电源柜内的固定支架、摄像头、遮光管、状态报警灯和电源柜 内部已有的电子电路底板;在电源柜的所述固定支架一侧壁上部设置所述摄像头,所述摄 像头前部伸入所述遮光管内,所述摄像头后部连接已有数据采集处理设备;位于电源柜内 的所述摄像头前部与所述状态报警灯之间设置有所述遮光管,且所述摄像头前部位于所述 遮光管一端内部,所述状态报警灯位于所述遮光管另一端内部;所述状态报警灯设置在电 源柜内的所述电子电路底板上;所述摄像头通过所述遮光管采集所述电子电路底板上状态 报警灯的故障变色图像信息,并将采集到的故障变色图像信息传输至所述数据采集处理设 备。
[0007] 所述遮光管采用直管式结构或倒L形管。
[0008] 所述遮光管为倒L形管,在所述L形管拐角处设置有反光镜。
[0009] 所述摄像头采用针孔式摄像头。
[0010] 所述状态报警灯采用红、绿、蓝、白、黑五种颜色的变色状态报警灯。
[0011] 一种基于上述24V电源柜多状态报警变色灯识辨系统的识辨方法,其包括以下步 骤:1)标定:在白天、晚上、开房间照明、关房间照明不同背景下,分别对状态报警灯的红、 绿、蓝、白、黑五种变色状态取样,状态报警灯每种颜色灯起时,在各种背景下共取6至10个 图片样品,统计在图像R、G、B范围值;并采用冒泡方法,选取最大值、最小值,将最大值、最 小值记录在图像R、G、B范围值,完成对状态报警灯五种变色状态标定;标定结束后保存范 围值;2)检测:运行时,将针孔摄像头采集到的故障变色图像每秒1次截图,文件为.BMP24 位图文件存盘;3)识辨报警:每秒1次调用24位图存盘文件,统计R、G、B值,与所述步骤 1)中状态报警灯五种灯色标定范围值逐一对比,只有一种灯色符合,发出此色灯亮报警。
[0012] 所述步骤1)中,采用冒泡方法,选取最大值、最小值方法如下:
[0013] 假设第i个图片样品Σ Ri值最大:
[0014]
Figure CN104091402AD00041
[0015] 第j个图片样品Σ Gj值最大:
[0016]
Figure CN104091402AD00042
[0017] 第k个图片样品Σ Bk值最大:
[0018]
Figure CN104091402AD00043
[0019] 同理选取Σ R最小值:
[0020]
Figure CN104091402AD00044
Figure CN104091402AD00045
[0021] Σ6最小值:
[0022] Σ B最小值:
[0023] 本发明由于采取以上技术方案,其具有以下优点:1、本发明由于采用遮光管把摄 像头与状态报警灯密封连通,可以有效消除背景噪声,提高识辨准确度。2、本发明由于采用 在不同背景下,对状态报警灯的五种灯色取样6至10个图片样品,并统计在图像R、G、B范 围值存盘完成标定,在RB平面投影的五色灯R、G、B值范围互不相交,因此可以准确分辩状 态报警灯的状态,可靠性较高。3、本发明由于在检测时调用24位图实时图像文件,统计R、 G、B值,与五种灯色标定范围值逐一对比,只有一种灯色符合,发出此色灯亮报警信息,该方 法简单可靠。4、本发明结构简单、识辨准确,方便值班操作人员根据报警信息,及时处理电 源故障,避免事故发生。本发明可以广泛在各种电源柜故障检测领域中应用。
附图说明
[0024] 图1是本发明的识辨系统采用直管式遮光管结构示意图;
[0025] 图2是本发明的识辨系统采用倒L形遮光管结构示意图;
[0026] 图3是本发明的状态报警灯五种灯色图像RGB标定统计范围值三维示意图。
具体实施方式
[0027] 下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
[0028] 如图1所示,本发明提供一种24V电源柜多状态报警变色灯识辨系统,其包括电源 柜内的固定支架1、摄像头2、遮光管4、状态报警灯3和电源柜内部已有的电子电路底板5。
[0029] 在电源柜内的固定支架1 一侧壁上部设置摄像头2,摄像头2前部伸入遮光管4 内,摄像头2后部连接已有数据采集处理设备。位于电源柜内的摄像头2前部与状态报警 灯3之间设置有遮光管4,且摄像头2前部位于遮光管4 一端内部,状态报警灯3位于遮光 管4另一端内部。状态报警灯3设置在电源柜内的电子电路底板5上。摄像头2通过遮光 管4采集电子电路底板5上状态报警灯3的故障变色图像信息,并将采集到的故障变色图 像信息传输至数据采集处理设备,数据采集处理设备根据接收到的故障变色图像信息对电 源柜内状态进行辨识,并发出报警信号。
[0030] 上述实施例中,根据电源柜内电子电路底板5设置位置的不同,遮光管4可以采用 直管式结构,也可以采用倒L形管。当遮光管4采用倒L形管时,在L形管拐角处设置有反 光镜6,以便摄像头2通过反光镜6采集状态报警灯3的故障变色图像信息。
[0031] 上述各实施例中,摄像头2采用针孔式摄像头。
[0032] 上述各实施例中,状态报警灯3采用变色状态报警灯,可以实现红、绿、蓝、白、黑 五种颜色的变色。
[0033] 基于本发明的24V电源柜多状态报警变色灯识辨系统,24V电源柜多状态报警变 色灯识辨方法包括以下步骤:
[0034] 1)标定:在不同背景下(如白天、晚上、开房间照明、关房间照明等情况),分别对 状态报警灯3的红、绿、蓝、白、黑五种变色状态取样,状态报警灯3每种颜色灯起时,在各种 背景下共取6至10个图片样品,统计在图像R、G、B范围值。并采用冒泡方法,选取最大值、 最小值,将最大值、最小值记录在图像R、G、B范围值,形成三维立方体,完成对状态报警灯3 的五种变色状态标定;标定结束后保存范围值。
[0035] 其中,采用冒泡方法,选取最大值、最小值方法如下:
[0036] 假设第i个图片样品Σ氏值最大:
[0037]
Figure CN104091402AD00051
[0038] 第j个图片样品Σ Gj值最大:
[0039]
Figure CN104091402AD00052
[0040] 第k个图片样品Σ Bk值最大:
[0041]
Figure CN104091402AD00053
[0042] 同理选取Σ R最小值:
[0043]
Figure CN104091402AD00054
Figure CN104091402AD00055
[0044] Σ G最小值:
[0045] Σ B最小值:
[0046] 由上述最大值和最小值组成一个三维立方体(如图3所示),图中A为状态报警灯 3为红色时R、G、B值的统计范围;B为状态报警灯3为绿色时R、G、B值的统计范围;C为状 态报警灯3为蓝色时R、G、B值的统计范围;D为状态报警灯3为白色时R、G、B值的统计范 围,E为状态报警灯3为黑色时R、G、B值的统计范围,RB平面内的矩形框为状态报警灯3 的五种颜色R、G、B值统计范围投影;由RB平面投影可见五色灯的R、G、B值范围互不相交, 因此可以准确分辩状态,可靠性较高。
[0047] 2)检测:运行时,将针孔摄像头2采集到的故障变色图像每秒1次截图,文件 为.BMP24位图文件存盘。
[0048] 3)识辨报警:每秒1次调用24位图存盘文件,统计R、G、B值,与步骤1)中状态报 警灯3五种灯色标定范围值逐一对比,只有一种灯色符合,发出此色灯亮报警。
[〇〇49] 上述各实施例仅用于说明本发明,各部件的连接和结构都是可以有所变化的,在 本发明技术方案的基础上,凡根据本发明原理对个别部件的连接和结构进行的改进和等同 变换,均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (7)

1. 一种24V电源柜多状态报警变色灯识辨系统,其特征在于:它包括电源柜内的固定 支架、摄像头、遮光管、状态报警灯和电源柜内部已有的电子电路底板;在电源柜的所述固 定支架一侧壁上部设置所述摄像头,所述摄像头前部伸入所述遮光管内,所述摄像头后部 连接已有数据采集处理设备;位于电源柜内的所述摄像头前部与所述状态报警灯之间设置 有所述遮光管,且所述摄像头前部位于所述遮光管一端内部,所述状态报警灯位于所述遮 光管另一端内部;所述状态报警灯设置在电源柜内的所述电子电路底板上;所述摄像头通 过所述遮光管采集所述电子电路底板上状态报警灯的故障变色图像信息,并将采集到的故 障变色图像信息传输至所述数据采集处理设备。
2. 如权利要求1所述的一种24V电源柜多状态报警变色灯识辨系统,其特征在于:所 述遮光管采用直管式结构或倒L形管。
3. 如权利要求2所述的一种24V电源柜多状态报警变色灯识辨系统,其特征在于:所 述遮光管为倒L形管,在所述L形管拐角处设置有反光镜。
4. 如权利要求1或2或3所述的一种24V电源柜多状态报警变色灯识辨系统,其特征 在于:所述摄像头采用针孔式摄像头。
5. 如权利要求1或2或3所述的一种24V电源柜多状态报警变色灯识辨系统,其特征 在于:所述状态报警灯采用红、绿、蓝、白、黑五种颜色的变色状态报警灯。
6. -种基于如权利要求1至5任意一项所述24V电源柜多状态报警变色灯识辨系统的 识辨方法,其包括以下步骤: 1) 标定:在白天、晚上、开房间照明、关房间照明不同背景下,分别对状态报警灯的红、 绿、蓝、白、黑五种变色状态取样,状态报警灯每种颜色灯起时,在各种背景下共取6至10个 图片样品,统计在图像R、G、B范围值;并采用冒泡方法,选取最大值、最小值,将最大值、最 小值记录在图像R、G、B范围值,完成对状态报警灯五种变色状态标定;标定结束后保存范 围值; 2) 检测:运行时,将针孔摄像头采集到的故障变色图像每秒1次截图,文件为.BMP24 位图文件存盘; 3) 识辨报警:每秒1次调用24位图存盘文件,统计R、G、B值,与所述步骤1)中状态报 警灯五种灯色标定范围值逐一对比,只有一种灯色符合,发出此色灯亮报警。
7. 如权利要求6所述的一种24V电源柜多状态报警变色灯识辨方法,其特征在于:所 述步骤1)中,采用冒泡方法,选取最大值、最小值方法如下: 假设第i个图片样品Σ Ri值最大:
Figure CN104091402AC00021
第j个图片样品EGj值最大:
Figure CN104091402AC00022
第k个图片样品EBk值最大:
Figure CN104091402AC00023
同理选取Σ R最小值:
Figure CN104091402AC00024
Figure CN104091402AC00025
Σ G最小值: Σ B最小值:
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