CN110989462A - 一种红外阵列温控方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种红外阵列温控方法及装置，其中所述方法包括：基于红外阵列探头实时获取目标区域温度数据，并分析目标区域温度数据信息形成报文信息发送至云平台；基于云平台大数据与人工智能、类型化场景分析，动态判断目标区域内温度正常状态，实现目标区域故障预测。本发明能够实现消防区域的智能化、远程化管控，智能化分析、故障预测，从而实现智慧消防和常态化、数字化应急保障的目的。
Description
技术领域
本发明主要涉及红外温控相关技术领域，具体是一种红外阵列温控方法及装置。
背景技术
传统的消防方案，基本是利用烟感，更多集中在火灾发生后的处理上，目的在于尽可能减少火灾带来的损失。红外测温用于消防是一种现代化的手段。与一般的技术相比，红外测温仪不用与被测物接触，不会破坏被测物体的温度分布，而且操作简便，安全可靠。因而红外测温技术在国家现代化工业、农业和军事领域中得到越来越高的关注。目前红外测温消防的方案，还处于简单的探测单点温度，也有在消防中的应用。
例如现有技术中的配电室智能消防系统(CN201721896826.6)和变电站智能消防监控系统及方法(CN201910123693.6)，通过红外测温，配合多种灭火措施和设备，实现房间的消防目的。此方法的缺点，一是该方法主要是作为消防灭火手段，但使用红外探头测温，探测面积小，距离有限，无法起到配电房大面积消防报警目的。二是只是面对火灾后的做灭火处理，没有起到真正提前预警的作用。三是不具备数据实时采集、处理，适应不了物联网和应急保障常态化的目的，没有利用大数据和人工智能技术，无法实现预发性火灾预警和智能报修。市场上也有相对成熟的红外热像仪，但该类型产品存在成本高，只能单点采集，不能组网，不具备计算分析能力，传图时通信数据量大等缺点。
发明内容
为解决目前技术的不足，本发明结合现有技术，从实际应用出发，提供一种红外阵列温控方法及装置，该设计方法通过红外阵列探头，获取区域面积内阵列温度，结合数字化通信和物联网技术，与云平台建立连接，通过大数据与人工智能，类型化场景分析，动态判断区域内温度正常状态，实现消防区域的智能化、远程化管控，智能化分析、故障预测，从而实现智慧消防和常态化、数字化应急保障的目的。
本发明的技术方案如下：
根据本发明的一个方面，提供一种红外阵列温控方法，包括：
基于红外阵列探头实时获取目标区域温度数据，并分析目标区域温度数据信息形成报文信息发送至云平台；
基于云平台大数据与人工智能、类型化场景分析，动态判断目标区域内温度正常状态，实现目标区域故障预测。
进一步的，所述分析目标区域温度数据信息形成报文信息包括：
分析目标区域的最高温度、最低温度、平均温度以及最高温度所处的方位坐标形成报文信息。
进一步的，还包括：将获取的目标区域温度数据通过屏幕进行显示，在屏幕上显示温度阵列信息时，基于获取的目标区域温度数据进行颜色RGB值量化。
进一步的，还包括：将获取的目标区域温度数据的典型值参数及故障预测信息传输至用户系统。
进一步的，所述基于云平台大数据与人工智能、类型化场景分析，动态判断目标区域内温度正常状态，实现目标区域故障预测包括：
云平台基于大数据与人工智能将接收的报文信息与目标区域同类产品正常运行时的参数数据进行对比，若与同类产品差异超过设定阈值，输出故障预测信息。
根据本发明的另一方面，提供一种红外阵列温控装置，包括：
消防预警装置以及云平台；
所述消防预警装置用于实时获取目标区域温度数据，通过网络接口与云平台连接，对比同类设备正常运行的最高温、最低温、平均温度以及高温的坐标值参数，若与同类设备差异超过设定阈值，云平台通过软件实现与用户交互与管理，同时通过设备上的高温坐标，结合设备设计图纸，分析识别故障器件。
进一步的，所述消防预警装置包括中央处理器、温度采集模块、电源模块、阵列显示屏、网络接口、IO接口，所述温度采集模块、阵列显示屏、网络接口、IO接口均连接至中央处理器，所述电源模块用于为温度装置供电，所述网络接口用于连接云平台，所述IO接口用于连接用户外设。
进一步的，所述温度采集模块为红外阵列探头。
进一步的，所述网络接口可通过有线或无线的方式实现，所述网络接口为RS-485或5G或4G或WIFI或NB-IOT。
进一步的，所述用户外设包括人体感应模块以及报警输出设备，当通过人体感应模块感应到有人靠近时，所述阵列显示屏点亮，无人时所述阵列显示屏熄灭。
本发明的有益效果：
1、本发明通过红外阵列探头，获取区域面积内阵列温度，分析目标对象热红外信息，形成故障报文，结合数字化通信和物联网技术，与云平台建立连接，通过大数据与人工智能，类型化场景分析，动态判断区域内温度正常状态，实现消防区域的智能化、远程化管控，智能化分析、故障预测，从而实现智慧消防和常态化、数字化应急保障的目的。
2、本发明提供的温控方法探测角度广，范围大，能够实时监测，提前预警，温度出现异常即可预警，相较冒烟才预警，至少可提前数分钟，可有效降低火灾发生可能性。
3、本发明提供温控方法监控界面温度态势图显示，目标区域温度情况一目了然，便于定位具体异常温度报警点。
4、本发明提供的温控装置结构简单，使用方便，单个设备即可监测一个房间或者一个柜体，可组网应用，集成开发方便，可远程监控，实用性强。
5、本发明提供的温控装置，可通过485、5G、4G、WiFi或NB-IOT等与云平台通信，形成行业大数据，一方面便于类型化场景，方便异常温度监测，降低人工成本，另一方面云平台通过软件与用户实现交互与管理，例如故障报警，同时通过设备上的高温坐标，结合设备设计图纸，分析识别故障器件，直接指导用户的设备维修，或者厂家提前备好耗材，一次性维修到位，通过长期的数据统计，还可指导产品品质的提升与生产工艺改进。
6、本发明提供的温控装置，设备小巧，测温探头可通过线缆延长，监测区域不易受环境限制。
附图说明
附图1为本发明的消防预警装置结构图；
附图2为本发明的组网应用示意图；
附图3为本发明的工作流程示意图；
附图4为本发明中央控制芯片电路设计图；
附图5为本发明红外探头接口设计图；
附图6为本发明供电及保护模块电路设计图；
附图7为本发明数字量输入输出电路设计图；
附图8为本发明显示屏模块接口设计图；
附图9为本发明RS485通信电路设计图；
附图10为本发明无线网络通信电路设计图。
具体实施方式
结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。
根据本发明的一个方面，本实施例提供一种红外阵列温控方法，主要用于实现智慧消防。本发明的红外阵列温控方法中，主要基于红外阵列探头收集目标区域温度数据，通过端计算的思想，现场分析设备运行的最高温、最低温、平均温度以及高温的坐标值等值参数，并结合云平台和大数据对同类产品的动态分析，通过人工智能技术，自动优化算法，实现对故障设备高温预警，火灾提前预防，故障提前报修的目的。在本发明中，对于温度数据，一方面通过屏幕将温度阵列数据以及典型值参数显示出来，另一方面将典型值参数及报警状态传输至用户系统，且在屏幕上显示温度阵列信息时，会先根据采集到的最高温最低温进行颜色RGB值量化，之后对于相对高温区域R值高，低温区域B值高，中间区域G值高。
本发明所提供的温控方法正式应用时，通过红外阵列探头实时获取区域面积内阵列温度，通过网络接口与云平台连接，对比同类设备正常运行的最高温、最低温、平均温度以及高温的坐标值等典型值参数，若典型参数与同类设备有差异，即会通过IO口输出报警状态；同时在显示屏上显示出温度态势图，以及设备的最高温、最低温、平均温度以及高温的坐标值等典型值参数。
根据本发明的另一方面，本实施例提供一种消防预警装置。
如图1所示，消防预警装置包括：中央控制器，是该装置的主控单元，负责整个电路的协调工作，内部集成时钟、内存、指令集、存储器等模块；温度采集模块，采用红外阵列探头，通过I2C与中央控制器连接，用于温度监测过程中，特定目标区域的温度数据阵列化收集，具体的本装置探测距离0.2-8m，探测角度88*145°，分辨率24*32像素，可对区域面积内的物体温度进行高速探测；供电及保护模块，用于给该终端供电，采用12V电压防反接供电；阵列显示屏，用于显示出温度态势图，以及设备的最高温、最低温、平均温度以及高温的坐标值等典型值参数；网络接口，可用有线或无线的方式，例如485、5G、4G、WiFi或NB-IOT等，与云平台连接，采用485通信时，还需要通过网关，与云平台连接；云平台内包含数据库，可收集存储用户设备的最高温、最低温、平均温度以及高温的坐标值等典型值参数，并形成类型化场景和行业大数据，动态判断当前设备温度异常情况；IO接口，为外设接口，包括数字量输入，数字量输出功能，可以与现场传感器进行交互，实现感应和报警、消防设备控制等功能。
如图2所示，为消防预警装置具体应用时示意图。用户在应用前，需要将设备组网，接入云平台，装置在实际应用过程中，根据大数据分析结论，分析高温是否达到报警阈值，并进一步进行报警输出。用户在网络化批量应用时，每一个被测对象需要配合一个消防预警装置，各个消防预警装置采用分布式模块布置，其通过有线或无线的方式，包括但不限于485、5G、4G或NB-IOT，与用户系统建立稳定连接。
如图3所示，本发明的消防预警装置正常工作流程如下：通过消防预警装置实时获取区域面积内阵列温度，通过网络接口与云平台连接，对比同类设备正常运行的最高温、最低温、平均温度以及高温的坐标值等参数，若与同类设备有差异，云平台通过软件实现交互与管理，例如故障报警，维修策划等，尤其是通过设备上的高温坐标，结合设备设计图纸，可以分析识别故障器件，直接指导用户的设备维修，或者厂家提前备好耗材，一次性维修到位，通过长期的数据统计，还可指导产品品质的提升与生产工艺改进。同时，会通过IO口输出报警状态。
如图4-10所示为本发明最佳实施方式的各模块电路图，所述中央处理单元为STM32F407芯片；所述温度采集模块为红外阵列探头；所述阵列显示屏可采用2.4寸TFT液晶屏；所述网络接口可通过有线或无线的方式，包括但不限于485、5G、4G、WiFi或NB-IOT；所述用户外设，包括但不限于人体感应模块，以及报警输出设备。当装置感应到有人靠近时，自动控制显示屏点亮，无人时显示屏熄灭，达到降低功耗的目的。所述供电及保护模块为12V电压防反接供电。
本发明通过装置上红外阵列探头，便捷地获取特定目标区域阵列化的温度数据，结合数字化通信和物联网技术，与云平台建立连接，通过大数据与人工智能，类型化场景分析，动态判断区域内温度正常状态，进一步实现温控功能。本发明的优点在于，安装简单，应用方便，上电即可使用；探测角度广，范围大，单个设备即可监测一个房间或者一个柜体；实时监测，提前预警，温度出现异常即可预警，相较冒烟才预警，至少可提前数分钟，可有效降低火灾发生可能性；监控界面温度态势图显示，目标区域温度情况一目了然，便于定位具体异常温度报警点；可组网应用，集成开发方便，可远程监控；可与云平台通信，形成行业大数据，一方面便于类型化场景，通过设备上的高温坐标，结合设备设计图纸，可以分析识别故障器件，直接指导用户的设备维修，或者厂家提前备好耗材，一次性维修到位，通过长期的数据统计，还可指导产品品质的提升与生产工艺改进；设备小巧，测温探头可通过线缆延长，监测区域不易受环境限制。
Claims (10)
1.一种红外阵列温控方法，其特征在于，包括：
基于红外阵列探头实时获取目标区域温度数据，并分析目标区域温度数据信息形成报文信息发送至云平台；
基于云平台大数据与人工智能、类型化场景分析，动态判断目标区域内温度正常状态，实现目标区域故障预测。
2.如权利要求1所述的一种红外阵列温控方法，其特征在于，所述分析目标区域温度数据信息形成报文信息包括：
分析目标区域的最高温度、最低温度、平均温度以及最高温度所处的方位坐标形成报文信息。
3.如权利要求1所述的一种红外阵列温控方法，其特征在于，还包括：将获取的目标区域温度数据通过屏幕进行显示，在屏幕上显示温度阵列信息时，基于获取的目标区域温度数据进行颜色RGB值量化。
4.如权利要求1所述的一种红外阵列温控方法，其特征在于，还包括：将获取的目标区域温度数据的典型值参数及故障预测信息传输至用户系统。
5.如权利要求1所述的一种红外阵列温控方法，其特征在于，所述基于云平台大数据与人工智能、类型化场景分析，动态判断目标区域内温度正常状态，实现目标区域故障预测包括：
云平台基于大数据与人工智能将接收的报文信息与目标区域同类产品正常运行时的参数数据进行对比，若与同类产品差异超过设定阈值，输出故障预测信息。
6.一种红外阵列温控装置，其特征在于，包括：消防预警装置以及云平台；
所述消防预警装置用于实时获取目标区域温度数据，通过网络接口与云平台连接，对比同类设备正常运行的最高温、最低温、平均温度以及高温的坐标值参数，若与同类设备差异超过设定阈值，云平台通过软件实现与用户交互与管理，同时通过设备上的高温坐标，结合设备设计图纸，分析识别故障器件。
7.如权利要求6所述的一种红外阵列温控装置，其特征在于，所述消防预警装置包括中央处理器、温度采集模块、电源模块、阵列显示屏、网络接口、IO接口，所述温度采集模块、阵列显示屏、网络接口、IO接口均连接至中央处理器，所述电源模块用于为温度装置供电，所述网络接口用于连接云平台，所述IO接口用于连接用户外设。
8.如权利要求7所述的一种红外阵列温控装置，其特征在于，所述温度采集模块为红外阵列探头。
9.如权利要求7所述的一种红外阵列温控装置，其特征在于，所述网络接口可通过有线或无线的方式实现，所述网络接口为RS-485或5G或4G或WIFI或NB-IOT。
10.如权利要求7所述的一种红外阵列温控装置，其特征在于，所述用户外设包括人体感应模块以及报警输出设备，当通过人体感应模块感应到有人靠近时，所述阵列显示屏点亮，无人时所述阵列显示屏熄灭。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200410 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |