CN111082517A - 一种基于云计算的智能电气设备管理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于云计算的智能电气设备管理装置，包括：信息采集终端和云端服务器；信息采集终端包括扫码模块，用于扫描电气设备上的标签，获取电气设备的基本信息；拍摄模块，用于采集电气设备图像；定位模块，用于获取信息采集终端的定位信息；传输模块，用于将电气设备的基本信息、设备图像、定位信息打包并发送到云端服务器；云端服务器整合模块，用于对接收的电气设备的基本信息、设备图像和定位信息进行整合，输出该电气设备的信息报告；存储模块，用于储存电气设备的信息报告；管理模块，用于对电气设备的信息报告进行管理；查询模块，用于查询、筛选、输出电气设备的信息报告。本发明实现了大规模、分布广的电气设备的统一管理。

Description

一种基于云计算的智能电气设备管理装置
技术领域
本发明涉及电气设备管理技术领域，特别是一种基于云计算的智能电气设备管理装置。
背景技术
如今，智能电气设备已经全面投入到社会的应用当中，各种各类的电气设备分布在不同区域或地区投入使用。而对电气设备的有效管理越渐成为人们关注的重点。
现有技术中，管理部门也采用一些管理系统去协助完成对电气设备的管理工作，但现有的电气设备管理装置通常以文字加表格的方式记录电气设备的信息，如表格电气设备的名称通常只有一个英文加数字组成的编号，或仅有一个电器设备的中文名称，管理起来十分难懂，不便于大数量电气设备的统一管理。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一种基于云计算的智能电气设备管理装置。
本发明的目的采用以下技术方案来实现：
提出一种基于云计算的智能电气设备管理装置，包括：
信息采集终端和云端服务器；
信息采集终端包括扫码模块、拍摄模块、定位模块和传输模块；其中
扫码模块，用于扫描电气设备上的标签，获取电气设备的基本信息；
拍摄模块，用于采集电气设备图像；
定位模块，用于获取信息采集终端的定位信息；
传输模块，用于将电气设备的基本信息、设备图像、定位信息打包并发送到云端服务器；
云端服务器包括整合模块、存储模块、管理模块和查询模块；其中，
整合模块，用于对接收的电气设备的基本信息、设备图像和定位信息进行整合，输出该电气设备的信息报告；
存储模块，用于储存电气设备的信息报告；
管理模块，用于对电气设备的信息报告进行管理；
查询模块，用于查询、筛选、输出电气设备的信息报告。
在一种实施方式中，扫码模块具体包括二维码扫码设备或标签扫码设备。
在一种实施方式中，拍摄模块包括CCD摄像头或高清摄像头。
在一种实施方式中，定位模块包括北斗定位模块或GPS定位模块。
在一种实施方式中，传输模块包括通过无线、4G或5G网络与云端服务器建立通信连接，实现信息采集终端与云端服务器的数据交互。
在一种实施方式中，整合模块，对接收的电气设备信息数据包中的基本信息、电气设备图像以及定位信息进行整合，生成该电气设备的信息报告，还包括：
对接收的电气设备图像进行质量评价，当质量评价被评价为合格后对该电气设备图像进行整合处理；
在一种实施方式中，整合模块还包括：在对电气设备图像进行整合处理前，对电气设备图像进行增强处理。
在一种实施方式中，整合模块还包括：图像质量评价模块，用于在整合模块对接收的电气设备图像进行整合前，对接收的电气设备图像进行质量评价，获取图像的质量评价值，当质量评价值大于设定的阈值时，判定接收的电气设备图像的质量为合格，并进一步对该图像进行整合处理；若质量评价值小于等于设定的阈值，则判定该电气设备图像的质量为不合格，返回重新获取电气设备图像的信息到信息采集终端。
本发明的有益效果为：
1)通过信息采集终端采集到电气设备现场采集电气设备的基本信息、图像信息以及定位信息，并将采集的信息上传到云端服务器，在云端服务器中进行统一管理，能够提高电气设备的管理便捷性和准确性，实现了大规模、分布广的电气设备的统一管理。
2)针对传统电气设备管理系统中不能现实电器设备的外观或工作环境，从而导致管理人员不能获取电气设备的真实信息的问题，在对电气设备的信息管理时，还包括通过信息采集终端采集的电气设备现场图像，能够直观、清楚、多维度地展示电气设备的真实情况，同时也便于管理人员对电气设备的信息了解，提高了电气设备管理的效果。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1为本发明的框架结构图；
图2为本发明整合模块的框架结构图。
附图标记：
信息采集终端1、扫码模块11、拍摄模块12、定位模块13、传输模块14、输入模块15、云端服务器2、整合模块21、存储模块22、管理模块23、查询模块24、图像质量评价模块211、图像增强模块212
具体实施方式
结合以下应用场景对本发明作进一步描述。
参见图1，其示出一种基于云计算的智能电气设备管理装置，包括：
信息采集终端1和云端服务器2；
信息采集终端1包括扫码模块11、拍摄模块12、定位模块13和传输模块14；其中
扫码模块11，用于扫描电气设备上的标签，获取电气设备的基本信息；
拍摄模块12，用于采集电气设备图像；
定位模块13，用于获取信息采集终端1的定位信息；
传输模块14，用于将电气设备的基本信息、设备图像、定位信息打包并发送到云端服务器2；
云端服务器2包括整合模块21、存储模块22、管理模块23和查询模块24；其中，
整合模块21，用于对接收的电气设备的基本信息、设备图像和定位信息进行整合，输出该电气设备的信息报告；
存储模块22，用于储存电气设备的信息报告；
管理模块23，用于对电气设备的信息报告进行管理；
查询模块24，用于查询、筛选、输出电气设备的信息报告。
本发明上述实施方式，通过信息采集终端采集到电气设备现场采集电气设备的基本信息、图像信息以及定位信息，并将采集的信息上传到云端服务器，在云端服务器中进行统一管理，能够提高电气设备的管理便捷性和准确性，实现了大规模、分布广的电气设备的统一管理。
同时，针对传统电气设备管理系统中不能现实电器设备的外观或工作环境，从而导致管理人员不能获取电气设备的真实信息的问题，在对电气设备的信息管理时，还包括通过信息采集终端采集的电气设备现场图像，能够直观、清楚、多维度地展示电气设备的真实情况，同时也便于管理人员对电气设备的信息了解，提高了电气设备管理的效果。
在一种实施方式中，扫码模块11具体包括二维码扫码设备、标签扫码设备等。
在一种实施方式中，拍摄模块12包括CCD摄像头、高清摄像头等。
在一种实施方式中，定位模块13包括北斗定位模块13、GPS定位模块13等。
在一种实施方式中，传输模块14包括通过无线、4G、5G网络等与云端服务器2建立通信连接，实现信息采集终端1与云端服务器2的数据交互。
在一种实施方式中，信息采集终端还包括输入模块15，用于输入与电气设备相关的备注信息。
在一种场景中，管理人员通过信息采集终端扫描电气设备上的标签信息，获取该电气设备的基本信息(包括名称、型号、生产厂家等)，并且通过高清摄像头拍摄该电气设备的照片，连同该电气设备的定位信息打包成一个电气设备信息数据包发送到云端服务器。
在一种实施方式中，云端服务器2通过整合模块21，对接收的电气设备信息数据包中的基本信息、电气设备图像以及定位信息进行整合，生成该电气设备的信息报告。
在一种实施方式中，储存模块对所有电气设备的信息报告进行储存，对区域内获取的电气设备进行统一的储存管理。
在一种实施方式中，管理人员或其他拥有权限的工作人员能够通过管理模块23对储存的电气设备信息报告进行管理(修改、分类、增删等操作)。
用户能够通过查询模块对储存的电气设备信息报告进行查阅，而且能够通过查询、筛选等功能，快速找到所需的电气设备信息报告，并且能够将电气设备信息报告进行整理输出，方便不同场合的需要。
在一种实施方式中，整合模块21，对接收的电气设备信息数据包中的基本信息、电气设备图像以及定位信息进行整合，生成该电气设备的信息报告，还包括：
对接收的电气设备图像进行质量评价，当质量评价被评价为合格后对该电气设备图像进行整合处理；以及，
在对电气设备图像进行整合处理前，对电气设备图像进行增强处理。
在一种实施方式中，参见图2，整合模块21还包括：图像质量评价模块211，用于在整合模块21对接收的电气设备图像进行整合前，对接收的电气设备图像进行质量评价，获取图像的质量评价值，当质量评价值大于设定的阈值时，判定接收的电气设备图像的质量为合格，并进一步对该图像进行整合处理；若质量评价值小于等于设定的阈值，则判定该电气设备图像的质量为不合格，返回重新获取电气设备图像的信息到信息采集终端1。
当信息采集终端接收到该重新获取电气设备图像的信息后，工作人员操作信息采集终端重新获取电气设备图像并发送到云端服务器。
整合模块中设置图像质量评价模块对接收的电气设备图像进行初步质量评价，筛选出质量较低或者不行的图像，并反馈信息答信息采集终端，提醒工作人员再次获取电气设备的图像信息，能够避免了现场工作人员在采集电气设备图像时由于各种因素导致采集的图像不清楚或不可用的情况，提高了本发明管理装置的管理效果。
在一种实施方式中，图像质量评价模块211，对接收的电气设备图像进行质量评价，具体包括：
1)获取电气设备图像的尺寸为W×H，根据图像的高H和图像的宽W将图像划分为3×3的区域，并设定四个边区域分别为边区域A，
Figure BDA0002232759790000051
边区域B，
Figure BDA0002232759790000052
边区域C，
Figure BDA0002232759790000053
边区域D，
Figure BDA0002232759790000054
以及中心区域O，
Figure BDA0002232759790000055
2)分别获取上述边区域和中心区域聚焦评价因子，其中采用的聚焦评价函数为：
Figure BDA0002232759790000056
其中，Q∈O,A,B,C,D；
式中，pQ表示区域Q的聚焦评价因子，p(x,y)表示像素点(x,y)的灰度值；
3)将中心区域O转换到Lab色彩空间，并获取中心区域的色差评价因子，其中采用的色差评价函数为：
Figure BDA0002232759790000057
式中，Y表示中心区域的色差评价因子，L(x,y)表示像素点(x,y)的亮度分量，a(x,y)和b(x,y)分别表示Lab空间中色彩分量a和b的取值；
4)获取电气设备图像的质量评价值，其中采用的质量评价函数为：
Figure BDA0002232759790000058
式中，Z表示电气设备图像的质量评价值，λ1和λ2分别表示中心区域调节参数，k1和k2分别表示全局调节参数，pA、pB、pC、pD、pO分别表示边区域A、B、C、D以及中心区域的聚焦评价因子，Y表示中心区域的色差评价因子。
针对电气设备分布在不同环境下，其所在的工作环境参差不齐，电气设备图像采集中通常遇到的不清晰或者光照度不达标的情况，本发明上述实施方式，采用上述的方法对接收的电气设备图像进行质量评价，同时关注图像的聚焦信息以及色差信息，从图像的聚焦效果和色差效果的角度分析图像的质量，并通过质量评价函数计算出能够真实反映图像质量的质量评价值，直观地反映图像的质量。
在一种实施方式中，整合模块21还包括：图像增强模块212，用于在电气设备图像被整合之前，对电气设备图像进行增强处理，具体包括：
1)根据设定的小波基和分解层数，对电气设备图像进行小波变换，获取高频小波系数和低频小波系数；
2)对获取的高频小波系数进行阈值处理，获取阈值处理后的高频小波系数；
3)对获取的低频小波系数进行均衡化处理，并将均衡化处理后的小波系数变换到原低频小波系数的取值范围内，获取变换调整后的低频小波系数；
4)根据阈值处理后的高频小波系数和变换调整后的低频小波系数进行重构，获取增强处理后的电气设备图像；
其中，对映射后的低频小波系数进行均衡化处理，其中采用的自定义均衡化函数为：
Figure BDA0002232759790000061
式中，
Figure BDA0002232759790000062
表示均衡化处理后的第i层第j个低频小波系数，gi,j表示均衡化处理前的小波系数，F表示亮度调节系数，Φ表示设定的低频小波系数阈值，R表示小波系数的长度,sgn(·)表示符号函数。
经过图像质量评价模块对电气图像进行质量评价后，对质量评价达标的电气设备图像在整合之前，还需要对该电气设备图像进行增强处理，将增强后的电气设备图像用于电气设备的信息整合。
本发明上述实施方式，采用上述的方式对电气设备图像进行增强处理，首先通过小波变换，将电气设备图像分成低频小波系数和高频小波系数，采用传统的阈值函数对高频小波系数进行处理，去除噪声干扰；并且采用本发明提出的上述均衡化函数对低频小波系数进行变换调整处理，能够同时针对低频小波系数中关键信息较多的特点，对小波系数中的关键信息进行增强处理，从而提高图像质量。
在一种实施方式中，图像增强模块212中，对获取的高频小波系数进行阈值处理，其中采用的自定义阈值函数为：
Figure BDA0002232759790000063
式中，
Figure BDA0002232759790000071
表示阈值处理后的第i层第j个高频小波系数，di,j表示阈值处理前的高频小波系数，Ψ表示设定的高频小波系数阈值，β表示设定的调节因子，sgn(·)表示符号函数。
优选地，β∈[1,15]。
在一种实施方式中，针对各层小波分解中，高频小波系数阈值Ψ由以下函数获得：
Figure BDA0002232759790000072
式中，Ψi表示第i层小波变换的高频小波系数阈值，σi表示第i层高频小波系数的均方差，其中
Figure BDA0002232759790000073
I表示小波分解的总层数。
本发明上述实施方式，在图像增强模块中，对高频小波系数还能通过本发明特别提出的上述阈值函数对高频小波系数进行处理，上述阈值函数能够有效地针对图像中的噪声特性，适应性强，去噪效果好。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当分析，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (8)

1.一种基于云计算的智能电气设备管理装置，其特征在于，包括：
信息采集终端和云端服务器；
所述信息采集终端包括扫码模块、拍摄模块、定位模块和传输模块；其中
所述扫码模块，用于扫描电气设备上的标签，获取电气设备的基本信息；
所述拍摄模块，用于采集电气设备图像；
所述定位模块，用于获取信息采集终端的定位信息；
所述传输模块，用于将所述电气设备的基本信息、设备图像、定位信息打包并发送到云端服务器；
所述云端服务器包括整合模块、存储模块、管理模块和查询模块；其中，
所述整合模块，用于对接收的电气设备的基本信息、设备图像和定位信息进行整合，输出该电气设备的信息报告；
所述存储模块，用于储存所述电气设备的信息报告；
所述管理模块，用于对所述电气设备的信息报告进行管理；
所述查询模块，用于查询、筛选、输出所述电气设备的信息报告。
2.根据权利要求1所述的一种基于云计算的智能电气设备管理装置，其特征在于，所述扫码模块具体包括二维码扫码设备或标签扫码设备。
3.根据权利要求1所述的一种基于云计算的智能电气设备管理装置，其特征在于，所述拍摄模块包括CCD摄像头或高清摄像头。
4.根据权利要求1所述的一种基于云计算的智能电气设备管理装置，其特征在于，所述定位模块包括北斗定位模块或GPS定位模块。
5.根据权利要求1所述的一种基于云计算的智能电气设备管理装置，其特征在于，所述传输模块包括通过无线、4G或5G网络与云端服务器建立通信连接，实现信息采集终端与云端服务器的数据交互。
6.根据权利要求1所述的一种基于云计算的智能电气设备管理装置，其特征在于，所述整合模块，对接收的电气设备信息数据包中的基本信息、电气设备图像以及定位信息进行整合，生成该电气设备的信息报告，还包括：
对接收的电气设备图像进行质量评价，当质量评价被评价为合格后对该电气设备图像进行整合处理；以及，
在对电气设备图像进行整合处理前，对电气设备图像进行增强处理。
7.根据权利要求6所述的一种基于云计算的智能电气设备管理装置，其特征在于，所述整合模块还包括：图像质量评价模块，用于在整合模块对接收的电气设备图像进行整合前，对接收的电气设备图像进行质量评价，获取图像的质量评价值，当质量评价值大于设定的阈值时，判定接收的电气设备图像的质量为合格，并进一步对该图像进行整合处理；若质量评价值小于等于设定的阈值，则判定该电气设备图像的质量为不合格，返回重新获取电气设备图像的信息到所述信息采集终端。
8.根据权利要求6所述的一种基于云计算的智能电气设备管理装置，其特征在于，所述图像质量评价模块，对接收的电气设备图像进行质量评价，具体包括：
1)获取电气设备图像的尺寸为W×H，根据图像的高H和图像的宽W将图像划分为3×3的区域，并设定四个边区域分别为边区域A，
Figure FDA0002232759780000021
边区域B，
Figure FDA0002232759780000022
边区域C，
Figure FDA0002232759780000023
边区域D，
Figure FDA0002232759780000024
以及中心区域O，
Figure FDA0002232759780000025
2)分别获取上述边区域和中心区域聚焦评价因子，其中采用的聚焦评价函数为：
Figure FDA0002232759780000026
其中，Q∈O,A,B,C,D；
式中，pQ表示区域Q的聚焦评价因子，p(x,y)表示像素点(x,y)的灰度值；
3)将中心区域O转换到Lab色彩空间，并获取中心区域的色差评价因子，其中采用的色差评价函数为：
Figure FDA0002232759780000027
式中，Y表示中心区域的色差评价因子，L(x,y)表示像素点(x,y)的亮度分量，a(x,y)和b(x,y)分别表示Lab空间中色彩分量a和b的取值；
4)获取电气设备图像的质量评价值，其中采用的质量评价函数为：
Figure FDA0002232759780000028
式中，Z表示电气设备图像的质量评价值，λ1和λ2分别表示中心区域调节参数，k1和k2分别表示全局调节参数，pA、pB、pC、pD、pO分别表示边区域A、B、C、D以及中心区域的聚焦评价因子。
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