CN109829417A - 基于红外热成像技术监测机房热点的优化方法及监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及数据机房监测领域，特别是基于红外成像技术检测机房热点的优化方法及监测装置。所述优化方法包括如下步骤：a.安装并调整在线式红外热像仪的像素和视场角与微光夜视仪的像素；b.帧同步模块保证在线式红外热像仪和微光夜视仪的帧同步；c.图像分割模块利用图像切割原理对采集图像进行处理；d.图像融合模块将优化后得到的图像根据设定的检测结果需要进行融合；e.输出选择模块根据设定的检测参数要求，选择并输出信息图像。所述监测装置根据所述优化方法对数据机房热点进行实时检测，采用微光技术得到微光检测图像，并与红外检测图像融合，在线式红外热像仪对数据机房机柜的温度在夜间缺少照明的情况下也能高精度完成热点监测。

Description

基于红外热成像技术监测机房热点的优化方法及监测装置

技术领域

本发明涉及数据机房监测领域，特别是基于红外成像技术检测机房热点的优化方法及监测装置。

背景技术

数据中心，是基于高速网络接入，海量数据存储、交换与处理的一种平台。数据中心不同于普通计算化机房，其环境要求是非常严格的，在温度、湿度、噪声、照明、磁场干扰等方面都有一定的条件。为了给数据中心的核心设备服务器提供良好的运行条件，大量的辅助设备被应用其中，这也使得数据中心的能源消耗水平越来越高，如何屏蔽局部热点诟病，消除隐患，降低风险，保障数据中心机房安全、稳定和可靠运行，并且达到节能减排的效果和要求就也成为了数据机房监测工作重中之重。

发明内容

针对上述缺陷，本发明的目的在于提出基于红外成像技术检测机房热点的优化方法及监测装置。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

基于红外热成像技术监测机房热点的优化方法，其包括如下步骤：

a.将在线式红外热像仪的像素和视场角与微光夜视仪的像素和视场角调节至一致，并可自由检测拍摄数据机房；

b.帧同步模块保证在线式红外热像仪和微光夜视仪的帧同步，使得线式红外像仪检测得到初始红外检测图像和微光夜视仪得到初始微光检测图像在像素级别上同步；

c.图像分割模块利用图像切割原理，选择性的丢失红外检测图像和微光检测图像的原图像信息，突出系统预设需要保留的图像信息，对应得到优化红外检测图像或优化微光检测图像；

d.图像融合模块将所述优化红外检测图像和优化微光检测图像根据设定的检测结果需要进行融合，得到微光图像、红光图像和红光与可见光融合的图像三种融合图像；

e.输出选择模块，根据设定的检测参数要求，选择对应种类的融合图像并输出至热点识别系统中完成热点图像识别，得出数据机房热点检测结果。

所述在线式红外摄像仪来监测数据机房热点相较于基于电信号传感器的温度测量、光纤测温监测系统或手持式红外仪测温等传统数据中心温度监控方案，其能够做到实时、动态、精确、全面的温度监测并且维护成本更低。由于数据机房的设备是24h全天候使用，在夜间时也需要对数据机房的机柜进行温度监测，此时数据机房的照明系统处于关闭状态，所述在线式红外热像仪监测数据机房热点能使得检测结果的精度更高。

更优的，所述步骤a中，所述在线式红外热像仪为大立DM10型状态监控和热点探测红外热像仪。

更优的，所述步骤b中，初始红外检测图像和初始微光检测图像在像素级别上同步具体是指：图像既要帧、场同步和行同步，还要像素对齐。

更优的，所述步骤c中，图像切割原理的数学模型如下：

其中：f(x,y)表示初始红外检测图像或初始微光检测图像；F(x,y)表示分割后的优化红外检测图像或优化微光检测图像；T为切割电平；对于m*n窗口局域，其自适应门限T为：

T＝aμ+bσ+c

其中：a、b、c为经验常数，由实验求得；μ为背景温度(热辐射)均值；σ为背景温度(热辐射)标准差，其计算公式如下：

更优的，所述步骤c中，在图像切割完成后，还需要针对分割后得到的优化红外检测图像或优化微光检测图像特点，进行降低噪声、增加图像反差和图像勾边的优化操作。

更优的，所述步骤e中，所述检测参数包括检测的时间段参数。

一种应用如上所述的监测装置，其包括安装基座和监测探头；所述安装基座包括：底板、吸附机构、伸缩支杆、旋转装置、旋转顶杆和水平支杆；所述吸附机构设置于所述底板；所述伸缩支杆和所述旋转顶杆竖直设置于所述底板的上方，所述伸缩支杆的下端固定安装于所述底板的顶部，所述伸缩支杆的上端与所述旋转顶杆通过所述旋转装置连接；所述水平支杆的一端与所述旋转顶杆上端铰接，所述水平支杆的另一端与所述监测探头连接固定。

具体的，所述吸附机构为永磁铁，所述永磁铁的安装于所述底板，且所述永磁铁底面与所述底板的底面平齐。

具体的，所述吸附机构为吸盘；所述吸盘至少有三个，三个所述吸盘分布设置于所述底板的底部。

更优的，所述监测探头包括：壳体、在线式红外热像仪和微光夜视仪；所述壳体呈投名状箱体结构；所述壳体连接于所述水平支杆的一端；所述在线式红外热像仪和微光夜视仪设置于所述壳体内。

本发明提出一种基于红外热成像技术监测机房热点的优化方法及监测装置。所述监测装置根据所述优化方法对数据机房热点进行实时检测，采用微光技术得到微光检测图像，并与红外检测图像融合，使在线式红外热像仪对数据机房机柜的温度在夜间缺少照明的情况下也能高精度完成热点监测。述监测装置，可以合理利用数据机房内机柜顶部多余的空间，其和相应的布线不会给数据机房原有的设备和日常运维造成麻烦，对所需要拍摄的目标机柜实现全覆盖，不存在拍摄死角，以达到随时调看任何设备或监测点的红外实时图像的目的。

附图说明

图1是本发明的一个实施例中所述优化方法的流程示意图；

图2是本发明的一个实施例中所述监测装置的结构示意图。

其中：底板1，永磁铁2，伸缩支杆3，旋转顶杆4，水平支杆5，监测探头6。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1所示，基于红外热成像技术监测机房热点的优化方法，其包括如下所述步骤：

a.将在线式红外热像仪的像素和视场角与微光夜视仪的像素和视场角调节至一致，并可自由检测拍摄数据机房；

b.帧同步模块保证在线式红外热像仪和微光夜视仪的帧同步，使得线式红外像仪检测得到初始红外检测图像和微光夜视仪得到初始微光检测图像在像素级别上同步；

c.图像分割模块利用图像切割原理，选择性的丢失红外检测图像和微光检测图像的原图像信息，突出系统预设需要保留的图像信息，对应得到优化红外检测图像或优化微光检测图像；

d.图像融合模块将所述优化红外检测图像和优化微光检测图像根据设定的检测结果需要进行融合，得到微光图像、红光图像和红光与可见光融合的图像三种融合图像；

e.输出选择模块，根据设定的检测参数要求，选择对应种类的融合图像并输出至热点识别系统中完成热点图像识别，得出数据机房热点检测结果。

所述在线式红外摄像仪来监测数据机房热点相较于基于电信号传感器的温度测量、光纤测温监测系统或手持式红外仪测温等传统数据中心温度监控方案，其能够做到实时、动态、精确、全面的温度监测并且维护成本更低。由于数据机房的设备是24h全天候使用，在夜间时也需要对数据机房的机柜进行温度监测，此时数据机房的照明系统处于关闭状态，所述在线式红外热像仪监测数据机房热点能使得检测结果的精度更高。

所述监测装置根据所述优化方法对数据机房热点进行实时检测，采用微光技术得到微光检测图像，并与红外检测图像融合，使在线式红外热像仪对数据机房机柜的温度在夜间缺少照明的情况下也能高精度完成热点监测。

所述步骤a中，所述在线式红外热像仪为大立DM10型状态监控和热点探测红外热像仪。所述在线式红外热像仪是一款集红外和可见光于一体的网络型红外热像仪，其拥有双波段图像增强技术，具有体积小、性价比高的特点，且测温精度能达到±2℃，像素为160×120，视场角为60°×45°，用于后续融合输出的检测结果有红外图像和可见光图像。

所述步骤b中，初始红外检测图像和初始微光检测图像在像素级别上同步具体是指：图像既要帧、场同步和行同步，还要像素对齐，以保证后续图像融合过程中能更加高效高精度操作。

所述步骤c中，图像切割原理的数学模型如下：

其中：f(x,y)表示初始红外检测图像或初始微光检测图像；F(x,y)表示分割后的优化红外检测图像或优化微光检测图像；T为切割电平；对于m*n窗口局域，其自适应门限T为：

T＝aμ+bσ+c

其中：a、b、c为经验常数，由实验求得；μ为背景温度(热辐射)均值；σ为背景温度(热辐射)标准差，其计算公式如下：

所述步骤c中，在图像切割完成后，还需要针对分割后得到的优化红外检测图像或优化微光检测图像特点，进行降低噪声、增加图像反差和图像勾边的优化操作。从而能使的优化红外检测图像和优化微光检测图像中热辐射较强的目标物体图像的可视度和理解度提高。

所述步骤e中，所述检测参数包括检测的时间段参数。在夜间无照明的情况下，微光和红光在帧同步后，分别经过降噪处理和图像切割之后，进行图像融合，在根据检测时间段可以选择性的输出微光图像、红光图像或红光与可见光融合的图像，以便热点识别系统能根据时间信息和图像信息更加快速精准的检测出全天候机房内的热点检测结果。

如图2所示，一种应用如上所述的监测装置，其包括安装基座和监测探头6；所述安装基座包括：底板1、吸附机构、伸缩支杆3、旋转装置、旋转顶杆4和水平支杆5；所述吸附机构设置于所述底板1；所述伸缩支杆3和所述旋转顶杆4竖直设置于所述底板1的上方，所述伸缩支杆3的下端固定安装于所述底板1的顶部，所述伸缩支杆3的上端与所述旋转顶杆4通过所述旋转装置连接；所述水平支杆5的一端与所述旋转顶杆4上端铰接，所述水平支杆5的另一端与所述监测探头6连接固定。

因为数据机房内的柜子，所述旋转装置可以带动所述旋转顶杆4转动，进而带动所述监测探头6摆动，从而实现对一定水平范围内的数据机房进行监测；所述伸缩支杆3可使得所述监测探头6升降调节，从而实现对一定高度范围内的数据机房进行监测；所述安装基座的特殊结构，使得所述监测探头6的监测范围变得更加广泛，可实现对数据机房内进行全面的实时监测。

安装时，将底板1上的永磁铁2或吸盘吸附在数据机房的机柜的顶部，然后通过调整伸缩支杆3至合适高度，旋转所述旋转顶杆4和水平支杆5至合适角度，使在线式红外热像仪拍摄到被监测设备，然后实时拍摄当前设备的红外图像和微观信息等，获取设备的当前温度，并将数据及时的传输到服务器上，在必要是还会主动发出信息告知用户数据机房内热点监测情况。

具体的，所述吸附机构为永磁铁2，所述永磁铁2的安装于所述底板1，且所述永磁铁2底面与所述底板1的底面平齐。

此外，所述吸附机构也可以为吸盘；所述吸盘至少有三个，三个所述吸盘分布设置于所述底板1的底部。所述吸附机构是为了在保证所述监测装置稳定安装在机柜顶部的同时，也能更加方便的拆卸和更换安装位置；所述吸附机构的具体实施方式很多，本实施例中主要选取了两种结构简单操作方便的两种实施方式。

所述监测探头6包括：壳体、在线式红外热像仪和微光夜视仪；所述壳体呈投名状箱体结构；所述壳体连接于所述水平支杆5的一端；所述在线式红外热像仪和微光夜视仪设置于所述壳体内。透明的壳体既可以保护内部仪器不受外界损坏，同时也能保证在线式红外热像仪和微光夜视仪的广阔监测视角。

所述水平支杆5和所述旋转顶杆4的内部贯通的设有线槽，所述监测探头6与外部连接的导线，设置于所述水平支杆5和所述旋转顶杆4的线槽内。所述监测探头6是需要相对于所述安装基座频繁转动的，将所述监测探头6连接的导线设置在转动的结构内部，可以保证导线不会因为频繁转动而损坏，同时导线的布置可以充分避开检测视野和现有的其他布线，使得机房内部布线更加整洁安全，同时不会对检测结果产生干扰。

所述监测装置，可以合理利用数据机房内机柜顶部多余的空间，其和相应的布线不会给数据机房原有的设备和日常运维造成麻烦，对所需要拍摄的目标机柜实现全覆盖，不存在拍摄死角，以达到随时调看任何设备或监测点的红外实时图像的目的。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.基于红外热成像技术监测机房热点的优化方法，其特征在于，

a.将在线式红外热像仪的像素和视场角与微光夜视仪的像素和视场角调节至一致，并可自由检测拍摄数据机房；

b.帧同步模块保证在线式红外热像仪和微光夜视仪的帧同步，使得线式红外像仪检测得到初始红外检测图像和微光夜视仪得到初始微光检测图像在像素级别上同步；

c.图像分割模块利用图像切割原理，选择性的丢失红外检测图像和微光检测图像的原图像信息，突出系统预设需要保留的图像信息，对应得到优化红外检测图像或优化微光检测图像；

d.图像融合模块将所述优化红外检测图像和优化微光检测图像根据设定的检测结果需要进行融合，得到微光图像、红光图像和红光与可见光融合的图像三种融合图像；

e.输出选择模块，根据设定的检测参数要求，选择对应种类的融合图像并输出至热点识别系统中完成热点图像识别，得出数据机房热点检测结果。

2.根据权利要求1所述的优化方法，其特征在于，所述步骤a中，所述在线式红外热像仪为大立DM10型状态监控和热点探测红外热像仪。

3.根据权利要求1所述的优化方法，其特征在于，所述步骤b中，初始红外检测图像和初始微光检测图像在像素级别上同步具体是指：图像既要帧、场同步和行同步，还要像素对齐。

4.根据权利要求1所述的优化方法，其特征在于，所述步骤c中，图像切割原理的数学模型如下：

其中：f(x,y)表示初始红外检测图像或初始微光检测图像；F(x,y)表示分割后的优化红外检测图像或优化微光检测图像；T为切割电平；对于m*n窗口局域，其自适应门限T为：

T＝aμ+bσ+c

其中：a、b、c为经验常数，由实验求得；μ为背景温度(热辐射)均值；σ为背景温度(热辐射)标准差，其计算公式如下：

5.根据权利要4求所述的优化方法，其特征在于，所述步骤c中，在图像切割完成后，还需要针对分割后得到的优化红外检测图像或优化微光检测图像特点，进行降低噪声、增加图像反差和图像勾边的优化操作。

6.根据权利要求1所述的优化方法，其特征在于，所述步骤e中，所述检测参数包括检测的时间段参数。

7.应用如权利要求1-6中任意一项所述的监测装置，其特征在于，包括安装基座和监测探头；所述安装基座包括：底板、吸附机构、伸缩支杆、旋转装置、旋转顶杆和水平支杆；所述吸附机构设置于所述底板；所述伸缩支杆和所述旋转顶杆竖直设置于所述底板的上方，所述伸缩支杆的下端固定安装于所述底板的顶部，所述伸缩支杆的上端与所述旋转顶杆通过所述旋转装置连接；所述水平支杆的一端与所述旋转顶杆上端铰接，所述水平支杆的另一端与所述监测探头连接固定。

8.根据权利要求7所述的监测装置，其特征在于，所述吸附机构为永磁铁，所述永磁铁的安装于所述底板，且所述永磁铁底面与所述底板的底面平齐。

9.根据权利要求7所述的监测装置，其特征在于，所述吸附机构为吸盘；所述吸盘至少有三个，三个所述吸盘分布设置于所述底板的底部。

10.根据权利要求7所述的监测装置，其特征在于，所述监测探头包括：壳体、在线式红外热像仪和微光夜视仪；所述壳体呈投名状箱体结构；所述壳体连接于所述水平支杆的一端；所述在线式红外热像仪和微光夜视仪设置于所述壳体内。