CN112052785A - 一种巡检机器人智能监测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种巡检机器人智能监测系统，包括巡检机器人、带有智能眼镜的穿戴设备、数据采集模块以及云服务器；所述的数据采集模块汇聚实时采集的监测数据；所述的云服务器用于存储各数据中心物理设备的增强信息；所述的巡检机器人设置于穿戴设备上，用于访问云服务器获取待巡检数据中心物理设备的增强信息，并采集待巡检数据中心物理设备的真实空间图像，将增强信息叠加于所述真实空间图像中，形成增强现实图像并传输到智能眼镜中显示。本发明利用增强现实技术设计了巡检机器人智能监测系统，实现了为巡检人员提供便捷、直观的可视化帮助，有效提高了巡检作业的安全性、实时性、效率性。

Description

一种巡检机器人智能监测系统
技术领域
本发明涉及数据中心设备巡检技术领域，具体涉及一种巡检机器人智能监测系统。
背景技术
相关技术中，增强现实技术，是一种实时地计算机摄影的位置及角度并加上相应图像的技术，这种技术的目标是在屏幕上把虚拟世界套在现实世界并进行互动。通过电脑等科学技术，模拟仿真后再叠加，将虚拟的信息应用到真实世界，被人类感官所感知，从而达到超越现实的感官体验。近年来发展迅速的可穿戴设备，如智能眼镜，与增强现实技术相结合，具有可以帮助人们理解和操纵物理环境、为复杂的工业任务提供详细指导、增强即时通信和协作等优点，因此，如何利用可穿戴增强现实技术为数据中心设备巡检人员提供可视化帮助，提高巡检工作的效率性，推进无纸化巡检的发展，具有重要意义。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种巡检机器人智能监测系统。
本发明的目的采用以下技术方案来实现：
提供了一种巡检机器人智能监测系统，包括巡检机器人、带有智能眼镜的穿戴设备、数据采集模块以及云服务器；所述的数据采集模块汇聚实时采集的监测数据，并将监测数据上传至云服务器，其中监测数据包括各数据中心物理设备的环境参数、设备运行及状态参数；所述的云服务器用于存储各数据中心物理设备的增强信息，包括数据采集模块上传的监测数据、检修记录、台账信息、历史巡检信息；所述的巡检机器人设置于穿戴设备上，用于访问云服务器获取待巡检数据中心物理设备的增强信息，并采集待巡检数据中心物理设备的真实空间图像，将增强信息叠加于所述真实空间图像中，形成增强现实图像并传输到智能眼镜中显示。
在一种能够实现的方式中，所述的巡检机器人包括相连接的图像采集模块、图像增强处理模块，图像采集模块用于采集待巡检数据中心物理设备的真实空间图像，所述的图像增强处理模块用于将待巡检数据中心物理设备的增强信息叠加于所述真实空间图像中，形成增强现实图像；还包括通信模块，用于实现与云服务器的信息交互。通过图像增强处理模块将从云服务器获取的增强信息叠加到巡检机器人采集的图像中，能够使得佩戴该穿戴设备的人员能够更直观地了解待巡检数据中心物理设备的运行情况。
在一种能够实现的方式中，所述的图像采集模块为双摄像头，所述的穿戴设备上设有控制装置，用于控制双摄像头运动以及控制双摄像头的镜头的放大或缩小。
在一种能够实现的方式中，所述的云服务器包括存储模块，该存储模块用于存储所述各数据中心物理设备的增强信息。
在一种能够实现的方式中，所述云服务器还包括与预设用户终端建立通信连接的数据查询模块，所述数据查询模块根据所述预设用户终端的查询指令从所述存储模块调取相应的数据，并将所述数据发送至所述预设用户终端。
本发明的有益效果为：利用增强现实技术设计了巡检机器人智能监测系统，实现了为巡检人员提供便捷、直观的可视化帮助，有效提高了巡检作业的安全性、实时性、效率性。
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本发明一个示例性实施例的一种巡检机器人智能监测系统的结构连接框图；
图2是本发明一个示例性实施例的云服务器的结构连接框图。
附图标记：
巡检机器人1、智能眼镜2、穿戴设备3、数据采集模块4、云服务器5、存储模块10、数据查询模块20。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
参见图1，本实施例提供了一种巡检机器人智能监测系统，包括巡检机器人1、带有智能眼镜2的穿戴设备3、数据采集模块4以及云服务器5；所述的数据采集模块4汇聚实时采集的监测数据，并将监测数据上传至云服务器5，其中监测数据包括各数据中心物理设备的环境参数、设备运行及状态参数；所述的云服务器5用于存储各数据中心物理设备的增强信息，包括数据采集模块4上传的监测数据、检修记录、台账信息、历史巡检信息；所述的巡检机器人1设置于穿戴设备3上，用于访问云服务器5获取待巡检数据中心物理设备的增强信息，并采集待巡检数据中心物理设备的真实空间图像，将增强信息叠加于所述真实空间图像中，形成增强现实图像并传输到智能眼镜2中显示。
在一个实施例中，所述的巡检机器人1包括相连接的图像采集模块、图像增强处理模块，图像采集模块用于采集待巡检数据中心物理设备的真实空间图像，所述的图像增强处理模块用于将待巡检数据中心物理设备的增强信息叠加于所述真实空间图像中，形成增强现实图像；还包括通信模块，用于实现与云服务器5的信息交互。通过图像增强处理模块将从云服务器5获取的增强信息叠加到巡检机器人1采集的图像中，使得佩戴该穿戴设备3的人员能够更直观地了解待巡检数据中心物理设备的运行情况。
在一个实施例中，所述的图像采集模块为双摄像头，所述的穿戴设备3上设有控制装置，用于控制双摄像头运动以及控制双摄像头的镜头的放大或缩小。
在一种能够实现的方式中，如图2所示，所述的云服务器5包括存储模块10，该存储模块10用于存储所述各数据中心物理设备的增强信息，进一步地，所述云服务器5还包括与预设用户终端建立通信连接的数据查询模块20，所述数据查询模块20根据所述预设用户终端的查询指令从所述存储模块10调取相应的数据，并将所述数据发送至所述预设用户终端。
本发明上述实施例利用增强现实技术设计了巡检机器人智能监测系统，实现了为巡检人员提供便捷、直观的可视化帮助，有效提高了巡检作业的安全性、实时性、效率性。
在一种能够实现的方式中，所述数据采集模块4包括单个汇聚节点、部署于设定的数据中心物理设备监测区域内的多个传感器节点以及多个簇头，每个传感器节点选择距离最近的簇头加入簇，所述云服务器5与所述汇聚节点进行通信；传感器节点采集监测数据并发送至所在簇的簇头，所述簇头收集簇内各传感器节点发送的监测数据，簇头与汇聚节点的距离小于设定的距离阈值时，所述簇头选择直接通信的模式与所述汇聚节点通信，否则，选择间接通信的模式与所述汇聚节点通信；所述直接通信为簇头直接将收集的监测数据发送至所述汇聚节点，所述间接通信为簇头将收集的监测数据发送至下一跳节点，以由下一跳节点转发所述收集的监测数据，直至该收集的监测数据发送至汇聚节点。
本发明利用分簇的无线传感器网络实现了监测数据的收集，且簇头根据距离阈值确定直接或者间接通信的方式与汇聚节点建立路由，提高了路由的灵活性。
在一种实施方式中，簇头选择间接通信的模式与所述汇聚节点通信时，其将与其距离小于所述设定的距离阈值且相对于其距离汇聚节点更近的其他簇头作为备选节点，构建备选节点列表；
簇头与各备选节点进行信息交互，获取各备选节点的备选节点列表，并计算与各备选节点的相似度，将相似度存储到所述备选节点列表中的相应位置，所述相似度的计算公式为：
Figure BDA0002663814870000031
式中，Cab为簇头a与备选节点b的相似度，Kab为簇头a的备选节点列表与备选节点b的备选节点列表相交的簇头数量，K为网络内的簇头数量，d(a,b)为簇头a与备选节点b的距离，da-max为簇头a与其备选节点列表中相距最远的备选节点的距离，α为预设的基于通信范围交叉的影响因子，α的取值范围为[0.4,0.5]，β为预设的基于距离的影响因子，β的取值范围为[0.3,0.4]；
簇头选择下一跳节点时，在备选节点列表中选择相似度最小的备选节点作为下一跳节点。
本实施例提出了簇头选择下一跳节点的机制，其中簇头将与其距离小于所述设定的距离阈值且相对于其距离汇聚节点更近的其他簇头作为备选节点，并根据通信范围交叉和距离因素进一步提出了与备选节点的相似度的计算公式，该相似度可以表征簇头与备选节点的社会关联度。该机制中，簇头选择下一跳节点时，在备选节点列表中选择相似度最小的备选节点作为下一跳节点，能够使得簇头尽量选择与自己关联不大的邻居簇头，降低数据冲突，提高发送数据至汇聚节点的效率。
在一种能够实现的方式中，簇头初始时的通信距离为其所能调节的最大通信距离，每过一个设定的周期，簇头更新自己的通信距离，若该通信距离小于所述设定的距离阈值，所述簇头确定其与当前的下一跳节点的距离是否超过该通信距离，若超过，所述簇头在备选节点列表中选择到其距离未超过该通信距离的备选节点作为候选节点，并从候选节点中选择相似度最小的作为新的下一跳节点；其中，所述通信距离按照下列公式进行更新：
Figure BDA0002663814870000041
式中，da+为簇头a在第T+1个周期即更新后的通信距离，da(T)为簇头a在第T个周期的通信距离，da-max为簇头a所能调节到的最大通信距离，Pa为簇头a所在簇内的传感器节点数量，Emin1为预设的维持与簇内的一个传感器节点进行信息交互所需的最小能量，Emin2为预设的簇头维持与下一跳节点进行信息交互所需的最小能量，Ea为簇头a的当前剩余能量，u为预设的基于能量的影响系数，u的取值范围为[0.1,0.2]，
Figure BDA0002663814870000042
为预设的取值函数，当
Figure BDA0002663814870000043
时，
Figure BDA0002663814870000044
当
Figure BDA0002663814870000045
时，
Figure BDA0002663814870000046
本发明实施例进一步设定了通信距离的更新机制，该更新机制根据簇头的能量情况更新通信距离，并在该通信距离小于所述设定的距离阈值时，簇头确定其与当前的下一跳节点的距离是否超过该通信距离，若超过，簇头重新选择下一跳节点。本实施例能够避免簇头因能量的损耗而不能维持与当前下一跳节点之间的通信，降低数据的丢包率，在整体上提高簇头进行数据多跳转发的可靠性。
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理解，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 (5)

1.一种巡检机器人智能监测系统，其特征是，包括巡检机器人、带有智能眼镜的穿戴设备、数据采集模块以及云服务器；所述的数据采集模块汇聚实时采集的监测数据，并将监测数据上传至云服务器，其中监测数据包括各数据中心物理设备的环境参数、设备运行及状态参数；所述的云服务器用于存储各数据中心物理设备的增强信息，包括检修记录、台账信息、历史巡检信息、数据采集模块上传的监测数据；所述的巡检机器人设置于穿戴设备上，用于访问云服务器获取待巡检数据中心物理设备的增强信息，并采集待巡检数据中心物理设备的真实空间图像，将增强信息叠加于所述真实空间图像中，形成增强现实图像并传输到智能眼镜中显示。
2.根据权利要求1所述的一种巡检机器人智能监测系统，其特征是，所述的巡检机器人包括相连接的图像采集模块、图像增强处理模块，图像采集模块用于采集待巡检数据中心物理设备的真实空间图像，所述的图像增强处理模块用于将待巡检数据中心物理设备的增强信息叠加于所述真实空间图像中，形成增强现实图像；还包括通信模块，用于实现与云服务器的信息交互。
3.根据权利要求2所述的一种巡检机器人智能监测系统，其特征是，所述的图像采集模块为双摄像头，所述的穿戴设备上设有控制装置，用于控制双摄像头运动以及控制双摄像头的镜头的放大或缩小。
4.根据权利要求1所述的一种巡检机器人智能监测系统，其特征是，所述的云服务器包括存储模块，该存储模块用于存储所述各数据中心物理设备的增强信息。
5.根据权利要求4所述的一种巡检机器人智能监测系统，其特征是，所述云服务器还包括与预设用户终端建立通信连接的数据查询模块，所述数据查询模块根据所述预设用户终端的查询指令从所述存储模块调取相应的数据，并将所述数据发送至所述预设用户终端。
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