CN112184118B - 基于图像识别和rfid的电网抢修资源管理系统及方法 - Google Patents

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Abstract

基于图像识别和RFID的电网抢修资源管理系统及方法，该系统包括登录模块、类型判断模块、图像识别模块、RFID模块、数据处理模块、输送模块和控制器。登录模块、类型判断模块、图像识别模块、RFID模块均与数据处理模块电连接，数据处理模块、输送模块与控制器电连接。用户根据电网抢修资源的材质、大小等分别对不同类型的电网抢修资源进行判断，然后根据类型不同分别采用RFID识别技术或图像识别技术进行入库、借出和归还等操作。该电网抢修资源管理系统及方法有效地弥补了RFID不能制成标签贴于体积小的电网抢修资源和某些金属材质电网抢修资源的缺陷，保证了电网抢修资源管理过程中的准确性，提高了电网抢修资源管理的效率，具有较好的市场应用前景。

Description

基于图像识别和RFID的电网抢修资源管理系统及方法
技术领域
本发明涉及一种电网资源管理领域，特别是一种基于图像识别和RFID的电网抢修资源管理系统及方法。
背景技术
随着社会的进步和经济的发展，人们对电网的稳定性和电网故障抢修的快速性要求也越来越高，而电网抢修资源的合理管理是决定电网故障抢修的快速性的重要因素。电网抢修资源包括用于电力线路和设备日常检查、维护以及突发故障的抢救、修复的相关工器具等。目前电网抢修资源管理的方法中普遍使用RFID射频技术，例如中国专利公开号为CN110543132A公开了一种全自动带电作业工器具管理控制系统，中国专利公开号为CN110503167A公开了一种基于RFID的货架工器具盘点方法 、系统、设备和介质等。通过在工器具表面设置RFID标签，识别器实现非接触式自动识别获取相关信息，不需要远程控制或人工操作就能完成自动识别，能够在十分恶劣的环境中有效运行。
但是上述采用RFID射频技术对于电网抢修资源的管理存在以下两个方面的问题：一方面使用RFID射频技术方式进行管理的过程中，成本较高，而且由于电网抢修资源中存在体积较小、使用情况较为特殊的工具，如钻头、螺丝、垫片等物品，无法粘贴RFID 标签。另一方面有些例如钻头、扳手等金属质地的工具等电网抢修资源会屏蔽射频信号，导致无法准确读取RFID标签信息，使得电网抢修资源管理效率和准确性都不能保障。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种基于图像识别和RFID的电网抢修资源管理系统及方法，通过图像识别技术和RFID标签技术相结合，对不同类型、大小的电网抢修资源进行入库、借出和归还的管理。
本发明的技术方案是：基于图像识别和RFID的电网抢修资源管理系统，包括登录模块、类型判断模块、图像识别模块、RFID模块、数据处理模块、输送模块和控制器。
所述登录模块用于系统管理员和用户的登录。
所述类型判断模块用于判断电网抢修资源的类型。
所述图像识别模块用于对易耗品或金属用品进行图像识别，并判断图像的识别结果是否准确，包括摄像头、图像计算装置和图像传输装置，摄像头与图像计算装置连接，图像计算装置与图像传输装置连接。
所述RFID模块用于将不是易耗品和金属用品的电网抢修资源的产品信息生成RFID标签，包括 RFID 标签信息编码器、RFID 标签打印机、RFID标签信息阅读器，RFID 标签信息编码器、RFID标签信息阅读器均与RFID 标签打印机电连接。
所述数据处理模块用于对用户登录信息、类型判断结果、电网抢修资源产品信息和电网抢修资源的图像信息进行处理。
所述输送模块用于实现电网抢修资源的入库、出库和流转的输送。
所述登录模块、类型判断模块、图像识别模块、RFID模块均与数据处理模块电连接，数据处理模块、输送模块与控制器电连接。
本发明的另一技术方案是：应用于前述基于图像识别和RFID的电网抢修资源管理系统的方法，包括如下步骤，
一、电网抢修资源的入库
步骤A1、当新的电网抢修资源入库时，首先由仓库管理员在登录模块输入管理员信息并登录，类型判断模块判断其是否为易耗品、金属用品，若新的电网抢修资源是易耗品或金属用品，则进入步骤B1，若新的电网抢修资源不是易耗品或金属用品，则进入步骤C1。
步骤B1、启动图像识别模块对该易耗品或金属用品进行图像识别，并判断图形识别的结果是否准确，若图像识别的结果准确，则转入步骤D1；若图像识别的结果不准确，则将该易耗品或金属用品的产品信息通过手动录入数据处理模块，然后转入步骤E1。
步骤C1、启动RFID模块的RFID 标签信息编码器、RFID 标签打印机生成该新的电网抢修资源的产品代码标签，将产品代码标签粘贴于该新的电网抢修资源的表面，并启动RFID标签信息阅读器读取RFID标签中的产品信息。
步骤D1、将新的电网抢修资源的产品信息录入数据处理模块。
步骤E1、数据处理模块发送信息至控制器，控制器控制输送模块将该新的电网抢修资源送入库房。
二、电网抢修资源的借出
步骤A2、当用户需要借电网抢修资源时，首先在登录模块输入用户的账户信息并登录，在数据处理模块中查找到对应的需要借的电网抢修资源，判断该电网抢修资源上是否贴有RFID标签，若贴有RFID标签，则转到步骤B2，若没有RFID标签，则转到步骤C2。
步骤B2、选择待借类型的电网抢修资源的其中一个，在数据处理模块中将该选择的电网抢修资源的RFID标签对应的产品信息发送至控制器，然后转到步骤E2。
步骤C2、判断该待借的电网抢修资源在数据处理模块中是否存有图像，若存有待借的电网抢修资源的图像，则将图像对应的产品信息发送至控制器，然后转到步骤E2，若没有待借的电网抢修资源的图像，则转到步骤D2。
步骤D2、该待借的电网抢修资源的产品信息通过手动录入数据处理模块，数据处理模块发送信息至控制器。
步骤E2、控制器控制输送模块将该待借的电网抢修资源送出库房。
三、电网抢修资源的归还
步骤A3、当用户需要归还电网抢修资源时，首先观察该待归还的电网抢修资源的表面是否贴有RFID标签，若贴有RFID标签，则转入步骤B3，若没有RFID标签，则转入步骤C3。
步骤B3、启动RFID模块中的RFID标签信息阅读器读取RFID标签中的产品信息，将该产品信息发送至数据处理模块，则转入步骤D3。
步骤C3、启动图像识别模块对待归还的电网抢修资源进行图像识别，并判断图形识别的结果是否准确，若图像识别的结果准确，则将图像对应的产品信息发送至数据处理模块；若图像识别的结果不准确，则对待归还的电网抢修资源的产品信息通过手动录入数据处理模块。
步骤D3、数据处理模块将待归还的电网抢修资源的产品信息发送至控制器。
步骤E3、控制器控制输送模块将该待归还的电网抢修资源的送入库房，同时用户输入密码确认归还该电网抢修资源。
本发明更进一步的技术方案是：所述RFID标签采用热缩带和胶水封装。
本发明与现有技术相比具有如下特点：
本发明采用图像识别和RFID相结合的方式对电网抢修资源进行入库、借出和归还等管理操作，图像识别有效地弥补了RFID不能制成标签贴于体积小的电网抢修资源和某些金属材质电网抢修资源的缺陷，同时深度图像识别加强了电网抢修资源的准确性，保证了电网抢修资源管理过程中的准确性，提高了电网抢修资源管理的效率，且通过对入库、借出和归还进行管理使得工作人员在借出和归还时能够达到自动准确的目的。
以下结合附图和具体实施方式对本发明的详细结构作进一步描述。
附图说明
图1为本发明的系统结构示意图；
图2为本发明的RFID标签的编码规则示意图；
图3为电网抢修资源的入库流程图；
图4为电网抢修资源的借出流程图；
图5为电网抢修资源的归还流程图。
具体实施方式
实施例一、如图1-5所示，一种基于图像识别和RFID的电网抢修资源管理系统，包括登录模块、类型判断模块、图像识别模块、RFID模块、数据处理模块、输送模块和控制器。
所述登录模块、类型判断模块、图像识别模块、RFID模块均与数据处理模块电连接，数据处理模块、输送模块与控制器电连接。
所述登录模块用于系统管理员和用户的登录。
所述类型判断模块用于判断电网抢修资源的类型，例如判断电网抢修资源是一次性垫片等易耗品、电钻等金属品或者电线等其他用品。具体地，由登录的用户判断电网抢修资源的类型，并根据类型不同采用不同的管理方法。
所述图像识别模块用于对易耗品或金属用品进行图像识别，并判断图像的识别结果是否准确，包括摄像头、图像计算装置和图像传输装置，图像计算装置中内置损失函数，通过损失函数求出识别图像的预测值和真实值之间的误差，来判断图像的识别结果是否正确。
具体地，摄像头拍摄易耗品或金属用品的图像；图像计算装置首先对图像采集区域进行坐标定点，并采用ROI分割方式，将图像区域从原图中分割出来得到ROI深度图；然后对ROI深度图采用均值滤波滤除噪声和采用图像阈值化增强轮廓线条；同时为避免阈值化造成的数据丢失，对图像进行膨胀操作，并采用漫水填充法对膨胀过后产生的中空部分进行填充；根据深度图切割信息，在原图上进行对应的分割操作。ROI区域的提取能够在消除一些噪声的同时减少后续图像处理的数据量，使用ROI指定想读入的目标，并且减少处理时间，增加精度，方便图像的处理。图像传输装置将图像计算装置输出的正确图像传送至数据处理模块。
所述RFID模块用于将不是易耗品和金属用品的电网抢修资源的产品信息生成RFID标签，包括 RFID 标签信息编码器、RFID 标签打印机、RFID标签信息阅读器，RFID 标签信息编码器、RFID标签信息阅读器均与RFID 标签打印机电连接。
RFID 标签信息编码器根据编码规则生成电网抢修资源的产品代码，所述产品代码为28位数字组合，前四位数据为年份，该数据出厂时已经设置好，无法更改；对余下的24位进行编码，如图2所示，前四位为保留码；第五、六位为电网抢修资源的类型代码，例如绝缘手套类代码为“01”，电线类代码为“02”，扳手类代码为“03”等；第七至第二十八位为每种类型的电网抢修资源的数量代码，从第二十八位开始根据每种类型的电网抢修资源的数量依次累加，第七至第二十四位没有表示数量的位则自动填充0。具体地，例如若该待入库的电网抢修资源为该种类型的第一个，则RFID 标签信息编码器的第七至第二十八位为000000 0000 0000 0000 0001；若该待入库的电网抢修资源为该种类型的第10302个，则RFID标签信息编码器的第七至第二十八位为00 0000 0000 0000 0001 0302。
RFID 标签打印机依照RFID 标签信息编码器的信息打印出RFID标签，RFID标签信息阅读器采用盘点模式进行信息读取，盘点模式指的是在使用期间，RFID标签信息阅读器一直处于开启状态，一旦识别到标签信息就会自动读取 RFID标签信息内容，对于频繁使用且使用时间不固定的RFID标签，阅读器采用盘点模式能够提高信息读取的效率。
所述数据处理模块用于对用户登录信息、类型判断结果、电网抢修资源产品信息和电网抢修资源的图像信息进行处理。
所述输送模块用于实现电网抢修资源的入库、出库和流转的输送。
前述基于图像识别和RFID的电网抢修资源管理系统的方法，包括如下步骤：
一、电网抢修资源的入库，如图3所示。
步骤A1、当新的电网抢修资源入库时，首先由仓库管理员在登录模块输入管理员信息并登录，类型判断模块判断该新的电网抢修资源是否为易耗品、金属用品，若新的电网抢修资源是易耗品或金属用品，则进入步骤B1，若新的电网抢修资源不是易耗品或金属用品，则进入步骤C1；
步骤B1、启动图像识别模块对该易耗品或金属用品进行图像识别，并判断图形识别的结果是否准确，若图像识别的结果准确，则转入步骤D1；若图像识别的结果不准确，则将该易耗品或金属用品的产品信息通过手动录入数据处理模块，然后转入步骤E1；
步骤C1、启动RFID模块的RFID 标签信息编码器、RFID 标签打印机生成该新的电网抢修资源的产品代码标签，将产品代码标签粘贴于该新的电网抢修资源的表面，并启动RFID标签信息阅读器读取RFID标签中的产品信息。标签粘贴在电网抢修资源上的位置对于电网抢修资源在使用过程的便捷性和安全性有影响，对于容易损坏和因损坏而掉落的标签，在粘贴标签时，需要针对不同种类的电网抢修资源选择适合的 RFID 标签粘贴方式以及封装方式，设置RFID标签采用热缩带和胶水封装，则标签在使用过程中不容易损坏，并且读取效果良好。
步骤D1、将新的电网抢修资源的产品信息录入数据处理模块；
步骤E1、数据处理模块发送信息至控制器，控制器控制输送模块将该新的电网抢修资源送入库房。
二、电网抢修资源的借出，如图4所示。
步骤A2、当用户需要借电网抢修资源时，首先在登录模块输入用户的账户信息并登录，在数据处理模块中查找到对应的需要借的电网抢修资源，查看该电网抢修资源上是否贴有RFID标签，若贴有RFID标签，则转到步骤B2，若没有RFID标签，则转到步骤C2；
步骤B2、选择待借类型的电网抢修资源的其中一个，在数据处理模块中将该选择的电网抢修资源的RFID标签对应的产品信息发送至控制器，然后转到步骤E2；
步骤C2、查看该待借的电网抢修资源在数据处理模块中是否存有图像，若存有待借的电网抢修资源的图像，则将图像对应的产品信息发送至控制器，然后转到步骤E2，若没有待借的电网抢修资源的图像，则转到步骤D2；
步骤D2、该待借的电网抢修资源的产品信息通过手动录入数据处理模块，数据处理模块发送信息至控制器；
步骤E2、控制器控制输送模块将该待借的电网抢修资源送出库房。
三、电网抢修资源的归还，如图5所示。
步骤A3、当用户需要归还电网抢修资源时，首先观察该待归还的电网抢修资源的表面是否贴有RFID标签，若贴有RFID标签，则转入步骤B3，若没有RFID标签，则转入步骤C3；
步骤B3、启动RFID模块中的RFID标签信息阅读器读取RFID标签中的产品信息，将该产品信息发送至数据处理模块，则转入步骤D3；
步骤C3、启动图像识别模块对待归还的电网抢修资源进行图像识别，并判断图形识别的结果是否准确，若图像识别的结果准确，则将图像对应的产品信息发送至数据处理模块；若图像识别的结果不准确，则对待归还的电网抢修资源的产品信息通过手动录入数据处理模块；
步骤D3、数据处理模块将待归还的电网抢修资源的产品信息发送至控制器；
步骤E3、控制器控制输送模块将该待归还的电网抢修资源的送入库房，同时用户输入密码确认归还该电网抢修资源。

Claims (2)

1.应用于基于图像识别和RFID的电网抢修资源管理系统的方法，所述基于图像识别和RFID的电网抢修资源管理系统包括包括登录模块、类型判断模块、图像识别模块、RFID模块、数据处理模块、输送模块和控制器；
所述登录模块用于系统管理员和用户的登录；
所述类型判断模块用于判断电网抢修资源的类型；
所述图像识别模块用于对易耗品或金属用品进行图像识别，并判断图像的识别结果是否准确，包括摄像头、图像计算装置和图像传输装置，摄像头与图像计算装置连接，图像计算装置与图像传输装置连接；
所述RFID模块用于将不是易耗品和金属用品的电网抢修资源的产品信息生成RFID标签，包括 RFID 标签信息编码器、RFID 标签打印机、RFID标签信息阅读器，RFID 标签信息编码器、RFID标签信息阅读器均与RFID 标签打印机电连接；
所述数据处理模块用于对用户登录信息、类型判断结果、电网抢修资源产品信息和电网抢修资源的图像信息进行处理；
所述输送模块用于实现电网抢修资源的入库、出库和流转的输送；
所述登录模块、类型判断模块、图像识别模块、RFID模块均与数据处理模块电连接，数据处理模块、输送模块与控制器电连接；
其特征是：包括如下步骤，
一、电网抢修资源的入库
步骤A1、当新的电网抢修资源入库时，首先由仓库管理员在登录模块输入管理员信息并登录，类型判断模块判断其是否为易耗品、金属用品，若新的电网抢修资源是易耗品或金属用品，则进入步骤B1，若新的电网抢修资源不是易耗品或金属用品，则进入步骤C1；
步骤B1、启动图像识别模块对易耗品或金属用品进行图像识别，并判断图形识别的结果是否准确，若图像识别的结果准确，则转入步骤D1；若图像识别的结果不准确，则将易耗品或金属用品的产品信息通过手动录入数据处理模块，然后转入步骤E1；
步骤C1、启动RFID模块的RFID 标签信息编码器、RFID 标签打印机生成新的电网抢修资源的产品代码标签，将产品代码标签粘贴于新的电网抢修资源的表面，并启动RFID标签信息阅读器读取RFID标签中的产品信息；
步骤D1、将新的电网抢修资源的产品信息录入数据处理模块；
步骤E1、数据处理模块发送信息至控制器，控制器控制输送模块将新的电网抢修资源送入库房；
二、电网抢修资源的借出
步骤A2、当用户需要借电网抢修资源时，首先在登录模块输入用户的账户信息并登录，在数据处理模块中查找到对应的需要借的电网抢修资源，判断电网抢修资源上是否贴有RFID标签，若贴有RFID标签，则转到步骤B2，若没有RFID标签，则转到步骤C2；
步骤B2、选择待借类型的电网抢修资源的其中一个，在数据处理模块中将选择的电网抢修资源的RFID标签对应的产品信息发送至控制器，然后转到步骤E2；
步骤C2、判断待借的电网抢修资源在数据处理模块中是否存有图像，若存有待借的电网抢修资源的图像，则将图像对应的产品信息发送至控制器，然后转到步骤E2，若没有待借的电网抢修资源的图像，则转到步骤D2；
步骤D2、待借的电网抢修资源的产品信息通过手动录入数据处理模块，数据处理模块发送信息至控制器；
步骤E2、控制器控制输送模块将待借的电网抢修资源送出库房；
三、电网抢修资源的归还
步骤A3、当用户需要归还电网抢修资源时，首先观察待归还的电网抢修资源的表面是否贴有RFID标签，若贴有RFID标签，则转入步骤B3，若没有RFID标签，则转入步骤C3；
步骤B3、启动RFID模块中的RFID标签信息阅读器读取RFID标签中的产品信息，将产品信息发送至数据处理模块，则转入步骤D3；
步骤C3、启动图像识别模块对待归还的电网抢修资源进行图像识别，并判断图形识别的结果是否准确，若图像识别的结果准确，则将图像对应的产品信息发送至数据处理模块；若图像识别的结果不准确，则对待归还的电网抢修资源的产品信息通过手动录入数据处理模块；
步骤D3、数据处理模块将待归还的电网抢修资源的产品信息发送至控制器；
步骤E3、控制器控制输送模块将待归还的电网抢修资源的送入库房，同时用户输入密码确认归还电网抢修资源。
2.如权利要求1所述的应用于基于图像识别和RFID的电网抢修资源管理系统的方法，其特征是：所述RFID标签采用热缩带和胶水封装。
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