CN108989450A - 一种基于物联网传感器进行设施管理的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于物联网传感器进行设施管理的系统及方法，包括：a)通过安装在设施中的基于物联网的传感器测量设施的异常行为并通过通信网络发送异常行为；b)通过测量结果分析和动作终端根据从基于IoT的传感器单元发送的测量值分析设施的异常行为；c)通过测量结果分析和行动终端确定是否需要对设施进行精确检查；d)在需要精确检查时，使用无人机飞行控制终端远程控制无人机站内的无人机；e)自动将无人机悬挂在设施所包含的基于物联网的传感器单元附近；f)远程控制安装在UAV中的摄像机以捕获设施的异常行为部分；和g)根据通过捕获设施获得的数据，通过测量结果分析和动作终端对精确分析和后续动作进行排序。

Description

一种基于物联网传感器进行设施管理的系统及方法

技术领域

本发明涉及物联网技术领域，具体而言，涉及一种基于物联网传感器进行设施管理的系统及方法。

背景技术

现有技术通常，操作和管理设施的权威机构经常准确地识别设施的当前状态，并且当设施有缺陷时通过适当的方法修理或修复设施以确保设施的安全性并延长设施的预期寿命。设施。

因此，由于用于管理设施的最基本动作是准确地检查设施的当前状态，因此重要的是在设施中发生异常时立即识别状态以防止损坏在设施中扩散。并防止对设施用户造成损害。当由于经济原因定期检查设施时，优选每个时段都很短。

此外，尽管在安全性方面定期检查主要基础设施，但是通过目视检查仅检查检查员可访问的点，并且由于人员和资源的短缺以及检查难以接近的设施的困难，检查周期也是有限的。例如，随着旧桥的数量迅速增加，定期检查的需求和频率增加，并且这种检查基本上用肉眼进行。

正在积极地对无人机(无人驾驶飞行器(UAV))和图像处理技术进行研究以替换这种视觉检查。例如，利用无人机对设施的外观进行成像。

此外，由于许多发达国家已经进入老龄化社会而设施数量增加，因此不可能确保安全检查的工作人员并在适当的时间对设施进行安全检查。特别是，随着最近诸如摩天大楼或大跨度桥梁等主要设施的增加，对使用各种装置的自动检查的需求日益增加，因为检查员在接近设施以进行检查方面具有局限性。

发明内容

本发明提出了一种基于物联网传感器进行设施管理的系统，该设施管理的系统包括：

至少一个基于物联网的传感器单元安装在需要管理和安全检查的设施中，并配置为测量设施的异常行为；

测量结果分析和动作终端通过物联网通信网络连接到基于物联网的传感器单元，并被配置为收集和分析由基于物联网的传感器单元测量的信号，确定设施是否具有异常行为，并采取对应于决心；

配置成靠近设施飞行并捕获设施图像以确定设施是否异常的UAV；和

UAV飞行控制终端，被配置为响应于测量结果分析和动作终端的动作，远程控制UAV的呼叫，返回，飞行，充电，设施识别和图像捕获，其中

当设施的异常行为主要由基于物联网的传感器单元测量时，通过UAV捕获图像来确定设施的异常行为，以确定设施是否异常。

所述的设施管理的系统，其中，当安装在设施中的基于物联网的传感器单元产生异常信号并且无人机飞行控制终端向无人机提供呼叫命令时，无人机通过自动导航接近基于物联网的传感器单元。通过包括识别号，GPS坐标或基于IoT的传感器单元的QR码的识别标签。

所述的设施管理的系统，还包括UAV站，所述UAV站具有用于对所述UAV的电池充电并且被配置为容纳所述UAV的充电装置。

所述的设施管理的系统，其中，所述基于物联网的传感器单元包括至少一个测量传感器，电源设备和物联网网络通信设备，所述基于物联网的传感器单元具有分配给其的唯一标识号和识别。标签包括标识号，GPS坐标或附加到其上的QR码，并且基于IoT的传感器单元根据需要产生位置信号。

所述的设施管理的系统，其中，当通过缺乏响应，所述测量传感器的断电等预测将存在与所述设施的坍塌，火灾或事故相对应的异常时。基于物联网的传感器单元，相邻的基于物联网的传感器单元检测异常并立即限制对设施的访问并调用无人机和管理员。

所述的设施管理的系统，其中，所述测量结果分析和动作终端通过将从基于IoT的传感器单元发送的测量结果与预定阈值以及初始值进行比较或通过识别来确定所述设施是否异常。图像的变化。

所述的设施管理的系统，其中，所述测量结果分析和动作终端确定所述设施是否具有所述异常行为，当需要所述动作立即停止使用所述设施时向管理者通知动作，并自动采取所述动作。当管理员无法立即回应时，需要停止使用该设施。

所述的设施管理的系统，其中，所述测量结果分析和动作终端向主动管理系统通知用于维护所述设施关于所述测量的结果，以便使所述主动管理系统能够执行后续动作。

所述的设施管理的系统，其中，所述设施包括建筑物，大坝，桥梁，港口，铁路设施，地下设施，斜坡，隧道或救生索设施。

所述的设施管理的系统，其中，所述UAV包括：

相机，可旋转地安装在UAV中，并配置成捕获设施的异常行为部分；

无线通信模块，用于接收来自UAV飞控终端的遥控信号，并将该摄像头捕获的图像信号发送给测量结果分析动作终端；

飞行单元，用于根据UAV飞控终端发送的遥控信号操作UAV进行飞行；

控制器，用于根据通过无线通信模块接收的遥控信号控制飞行单元，控制摄像机的操作，并通过无线通信模块控制摄像机捕获的数据传输到测量结果分析和动作终端；

存储器，被配置为存储由相机捕获的数据；和

电池，被配置为向无线通信模块，控制器，存储器，飞行单元和相机供电。

附图说明

从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在图中，在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。

图1是本发明的基于物联网传感器进行设施管理的方法的示意图。

具体实施方式

为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明；应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。对于本领域技术人员而言，在查阅以下详细描述之后，本实施例的其它系统、方法和/或特征将变得显而易见。旨在所有此类附加的系统、方法、特征和优点都包括在本说明书内、包括在本发明的范围内，并且受所附权利要求书的保护。在以下详细描述描述了所公开的实施例的另外的特征，并且这些特征根据以下将详细描述将是显而易见的。

实施例一：

本发明提出的一种基于物联网传感器进行设施管理的系统，该设施管理的系统包括：

至少一个基于物联网的传感器单元安装在需要管理和安全检查的设施中，并配置为测量设施的异常行为；

测量结果分析和动作终端通过物联网通信网络连接到基于物联网的传感器单元，并被配置为收集和分析由基于物联网的传感器单元测量的信号，确定设施是否具有异常行为，并采取对应于决心；

配置成靠近设施飞行并捕获设施图像以确定设施是否异常的UAV；和

UAV飞行控制终端，被配置为响应于测量结果分析和动作终端的动作，远程控制UAV的呼叫，返回，飞行，充电，设施识别和图像捕获，其中

当设施的异常行为主要由基于物联网的传感器单元测量时，通过UAV捕获图像来确定设施的异常行为，以确定设施是否异常。

所述的设施管理的系统，其中，当安装在设施中的基于物联网的传感器单元产生异常信号并且无人机飞行控制终端向无人机提供呼叫命令时，无人机通过自动导航接近基于物联网的传感器单元。通过包括识别号，GPS坐标或基于IoT的传感器单元的QR码的识别标签。

所述的设施管理的系统，还包括UAV站，所述UAV站具有用于对所述UAV的电池充电并且被配置为容纳所述UAV的充电装置。

所述的设施管理的系统，其中，所述基于物联网的传感器单元包括至少一个测量传感器，电源设备和物联网网络通信设备，所述基于物联网的传感器单元具有分配给其的唯一标识号和识别。标签包括标识号，GPS坐标或附加到其上的QR码，并且基于IoT的传感器单元根据需要产生位置信号。

所述的设施管理的系统，其中，当通过缺乏响应，所述测量传感器的断电等预测将存在与所述设施的坍塌，火灾或事故相对应的异常时。基于物联网的传感器单元，相邻的基于物联网的传感器单元检测异常并立即限制对设施的访问并调用无人机和管理员。

所述的设施管理的系统，其中，所述测量结果分析和动作终端通过将从基于IoT的传感器单元发送的测量结果与预定阈值以及初始值进行比较或通过识别来确定所述设施是否异常。图像的变化。

所述的设施管理的系统，其中，所述测量结果分析和动作终端确定所述设施是否具有所述异常行为，当需要所述动作立即停止使用所述设施时向管理者通知动作，并自动采取所述动作。当管理员无法立即回应时，需要停止使用该设施。

所述的设施管理的系统，其中，所述测量结果分析和动作终端向主动管理系统通知用于维护所述设施关于所述测量的结果，以便使所述主动管理系统能够执行后续动作。

所述的设施管理的系统，其中，所述设施包括建筑物，大坝，桥梁，港口，铁路设施，地下设施，斜坡，隧道或救生索设施。

所述的设施管理的系统，其中，所述UAV包括：

相机，可旋转地安装在UAV中，并配置成捕获设施的异常行为部分；

无线通信模块，用于接收来自UAV飞控终端的遥控信号，并将该摄像头捕获的图像信号发送给测量结果分析动作终端；

飞行单元，用于根据UAV飞控终端发送的遥控信号操作UAV进行飞行；

控制器，用于根据通过无线通信模块接收的遥控信号控制飞行单元，控制摄像机的操作，并通过无线通信模块控制摄像机捕获的数据传输到测量结果分析和动作终端；

存储器，被配置为存储由相机捕获的数据；和

电池，被配置为向无线通信模块，控制器，存储器，飞行单元和相机供电。

所述的设施管理的系统，其中，所述UAV还包括距离测量单元，所述距离测量单元安装在所述UAV中并且被配置为测量所述摄像机与所述设施之间的距离，并且所述距离测量单元是激光或超声波收发器并且被配置测量相机与设施表面之间的距离。

实施例二：

如图1所示，为本发明一种基于物联网传感器进行设施管理的方法的示意图，该设施管理方法包括：

a)通过安装在设施中的基于物联网的传感器测量设施的异常行为并通过物联网通信网络发送异常行为；

b)通过测量结果分析和动作终端根据从基于IoT的传感器单元发送的测量值分析设施的异常行为；

c)通过测量结果分析和行动终端确定是否需要对设施进行精确检查；

d)在需要精确检查时，使用无人机飞行控制终端远程控制无人机站内的无人机；

e)自动将无人机悬挂在需要精确检查的设施所包含的基于物联网的传感器单元附近；

f)远程控制安装在UAV中的摄像机以捕获设施的异常行为部分；和

g)根据通过捕获设施获得的数据，通过测量结果分析和动作终端对精确分析和后续动作进行排序，其中，

在步骤a)中，当通过基于物联网的传感器单元主要测量设施的异常行为时，通过UAV捕获图像来二次精确地测量设施的异常行为，以确定设施是否异常。

所述的设施管理方法，其中，当安装在设施中的基于物联网的传感器单元产生异常信号并且无人机飞行控制终端向无人机提供呼叫命令时，无人机通过自动导航接近基于物联网的传感器单元。通过包括识别号，GPS坐标或基于IoT的传感器单元的QR码的识别标签。

所述的设施管理方法，其中，在步骤b)中，测量结果分析和动作终端通知主动管理系统关于测量结果维护设施，以使主动管理系统能够执行后续行动。

所述的设施管理方法，其中，所述设施包括建筑物，大坝，桥梁，港口，铁路设施，地下设施，斜坡，隧道或救生索设施。

所述的设施管理方法，其中，在步骤a)中，所述基于物联网的传感器单元包括至少一个测量传感器，电源设备和物联网网络通信设备，所述基于物联网的传感器单元具有唯一标识。分配给其的号码和包括识别号码，GPS坐标或附加到其上的QR码的识别标签，并且基于IoT的传感器单元根据需要产生位置信号。

所述的设施管理方法，其中，在步骤g)中，测量结果分析和动作终端确定设施是否具有异常行为，当需要立即停止使用该设施的动作时，向管理者通知动作。，当管理员无法立即响应时，自动采取停止使用设施所需的操作。

虽然上面已经参考各种实施例描述了本发明，但是应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行许多改变和修改。也就是说上面讨论的方法，系统或设备等均是示例。各种配置可以适当地省略，替换或添加各种过程或组件。例如，在替代配置中，可以以与所描述的顺序不同的顺序执行方法，和/或可以添加，省略和/或组合各种阶段。而且，关于某些配置描述的特征可以以各种其他配置组合。可以以类似的方式组合配置的不同方面和元素。此外，随着技术的发展许多元素仅是示例而不限制本公开或权利要求的范围。

在说明书中给出了具体细节以提供对包括实现的示例性配置的透彻理解。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实践配置例如，已经示出了众所周知的电路、过程、算法、结构和技术而没有不必要的细节，以避免模糊配置。该描述仅提供示例配置，并且不限制权利要求的范围，适用性或配置。相反，前面对配置的描述将为本领域技术人员提供用于实现所描述的技术的使能描述。在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。

此外，尽管每个操作可以将操作描述为顺序过程，但是许多操作可以并行或同时执行。另外，可以重新排列操作的顺序。一个过程可能有其他步骤。此外，可以通过硬件、软件、固件、中间件、代码、硬件描述语言或其任何组合来实现方法的示例。当在软件、固件、中间件或代码中实现时，用于执行必要任务的程序代码或代码段可以存储在诸如存储介质的非暂时性计算机可读介质中，并通过处理器执行所描述的任务。

综上，其旨在上述详细描述被认为是例示性的而非限制性的，并且应当理解，所述权利要求(包括所有等同物)旨在限定本发明的精神和范围。以上这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明的记载的内容之后，技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。

Claims (10)

1.一种基于物联网传感器进行设施管理的系统，其特征在于，该设施管理的系统包括：

至少一个基于物联网的传感器单元安装在需要管理和安全检查的设施中，并配置为测量设施的异常行为；

测量结果分析和动作终端通过物联网通信网络连接到基于物联网的传感器单元，并被配置为收集和分析由基于物联网的传感器单元测量的信号，确定设施是否具有异常行为，并采取对应于决心；

配置成靠近设施飞行并捕获设施图像以确定设施是否异常的UAV；和

UAV飞行控制终端，被配置为响应于测量结果分析和动作终端的动作，远程控制UAV的呼叫，返回，飞行，充电，设施识别和图像捕获，其中

当设施的异常行为主要由基于物联网的传感器单元测量时，通过UAV捕获图像来确定设施的异常行为，以确定设施是否异常。

2.如权利要求1所述的设施管理的系统，其特征在于，当安装在设施中的基于物联网的传感器单元产生异常信号并且无人机飞行控制终端向无人机提供呼叫命令时，无人机通过自动导航接近基于物联网的传感器单元，通过包括识别号，GPS坐标或基于IoT的传感器单元的QR码的识别标签。

3.根据权利要求1所述的设施管理的系统，其特征在于，还包括UAV站，所述

UAV站具有用于对所述UAV的电池充电并且被配置为容纳所述UAV的充电装置。

4.根据权利要求1所述的设施管理的系统，其特征在于，所述基于物联网的传感器单元包括至少一个测量传感器，电源设备和物联网网络通信设备，所述基于物联网的传感器单元具有分配给其的唯一标识号和识别标签，所示识别标签包括标识号，GPS坐标或附加到其上的QR码，并且基于IoT的传感器单元根据需要产生位置信号。

5.根据权利要求4所述的设施管理的系统，其特征在于，当通过缺乏响应，所述测量传感器的断电等预测将存在与所述设施的坍塌，火灾或事故相对应的异常时，基于物联网的传感器单元，相邻的基于物联网的传感器单元检测异常并立即限制对设施的访问并调用无人机和管理员。

6.根据权利要求1所述的设施管理的系统，其特征在于，所述测量结果分析和动作终端通过将从基于IoT的传感器单元发送的测量结果与预定阈值以及初始值进行比较或通过识别来确定所述设施是否异常图像的变化。

7.根据权利要求1所述的设施管理的系统，其特征在于，所述测量结果分析和动作终端确定所述设施是否具有所述异常行为，当需要所述动作立即停止使用所述设施时向管理者通知动作，并自动采取所述动作，当管理员无法立即回应时，需要停止使用该设施。

8.根据权利要求1所述的设施管理的系统，其特征在于，所述测量结果分析和动作终端向主动管理系统通知用于维护所述设施关于所述测量的结果，以便使所述主动管理系统能够执行后续动作。

9.根据权利要求1所述的设施管理的系统，其特征在于，所述设施包括建筑物，大坝，桥梁，港口，铁路设施，地下设施，斜坡，隧道或救生索设施；所述UAV包括：

相机，可旋转地安装在UAV中，并配置成捕获设施的异常行为部分；

无线通信模块，用于接收来自UAV飞控终端的遥控信号，并将该摄像头捕获的图像信号发送给测量结果分析动作终端；

飞行单元，用于根据UAV飞控终端发送的遥控信号操作UAV进行飞行；

控制器，用于根据通过无线通信模块接收的遥控信号控制飞行单元，控制摄像机的操作，并通过无线通信模块控制摄像机捕获的数据传输到测量结果分析和动作终端；

存储器，被配置为存储由相机捕获的数据；和

电池，被配置为向无线通信模块，控制器，存储器，飞行单元和相机供电。

10.一种基于物联网传感器进行设施管理的方法，其特征在于，该设施管理方法包括：

a)通过安装在设施中的基于物联网的传感器测量设施的异常行为并通过物联网通信网络发送异常行为；

b)通过测量结果分析和动作终端根据从基于IoT的传感器单元发送的测量值分析设施的异常行为；

c)通过测量结果分析和行动终端确定是否需要对设施进行精确检查；

d)在需要精确检查时，使用无人机飞行控制终端远程控制无人机站内的无人机；

e)自动将无人机悬挂在需要精确检查的设施所包含的基于物联网的传感器单元附近；

f)远程控制安装在UAV中的摄像机以捕获设施的异常行为部分；和

g)根据通过捕获设施获得的数据，通过测量结果分析和动作终端对精确分析和后续动作进行排序。