CN112332879A - 多方音视协同智能管控系统及控制方法 - Google Patents

多方音视协同智能管控系统及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多方音视协同智能管控系统及控制方法，多方音视协同智能管控系统包括智能现场服务保障中心、移动式智能指挥终端、音视频交互组件、分布式自组网扩展单元、云端管理系统以及用于将音视频交互组件安装于安全帽的缓冲组件；所述智能现场服务保障中心包括第一信息处理模块以及与第一信息处理模块电连接的无线通信模块、电源和电源控制模块；所述分布式自组网扩展单元与第一信息处理模块电连接，用于将智能现场服务保障中心的无线网络覆盖范围扩展不小于2000米；所述云端管理系统通过所述无线通信模块与第一信息处理模块无线连接。本发明提升了室外多人协同工作效率，降低室外工作过程中的事故风险，同时提高对摄像头的保护。

Description

多方音视协同智能管控系统及控制方法
技术领域
本发明涉计算机、网络、通讯等信息技术领域，具体涉及一种多方音视协同智能管控系统和控制方法。
背景技术
现有大部分室外现场施工时，现场管控与现场组织主要采用对讲机或执法记录仪实现，在特殊的高空作业时，地面负责人与高空实操人员沟通，必须按住对讲机或者执法记录仪说话按键才能完成现场实时沟通，从而导致实操人员需暂停正在进行的工作。对讲机或执法记录仪的通话大部分只能同时一人说话，无法进行多人实时沟通，同时也无法解决多人同时在不同平面作业时的视觉差问题。目前对讲机或执法记录仪设备也无法完成工作过程中的一体化支撑管理系统的定制需要。
为了解决上述问题中操作人员与负责人之间的沟通问题，目前出现了一些头盔式摄像头，但是这种需要借助运营商的4G网络才可工作，在偏远的作业环境下，由于网络的限制，而无法使用。另外，现有附带摄像头的头盔是将摄像头固定与头盔上，两者属于刚性连接。在施工作业的工程中无法避免安全帽与其他物体碰撞，由于刚性连接，没有设置缓冲件，极易损坏摄像头，导致摄像头的使用寿命大大缩减。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，以提升室外多人协同工作效率，降低室外工作过程中的事故风险，同时提高对摄像头的保护。本发明提供了一种多方音视协同智能管控系统，包括智能现场服务保障中心、移动式智能指挥终端、音视频交互组件、分布式自组网扩展单元、云端管理系统以及用于将音视频交互组件安装于安全帽的缓冲组件；
所述智能现场服务保障中心包括第一信息处理模块以及与第一信息处理模块电连接的无线通信模块、电源和电源控制模块；
所述分布式自组网扩展单元与第一信息处理模块电连接，用于将智能现场服务保障中心的无线网络覆盖范围扩展不小于2000米；所述云端管理系统通过所述无线通信模块与第一信息处理模块无线连接，用于信息传递；
所述移动式智能指挥终端包括第二信息处理模块以及与第二信息处理模块电连接的触摸显示器、语音降噪板、电源和电源控制模块；
所述音视频交互组件包括视频电路板以及与视频电路板电连接的摄像头、语音降噪板、电源和电源控制模块；
所述移动式智能指挥终端和音视频交互组件通过所述分布式自组网扩展单元与第一信息处理模块无线连接；
所述缓冲组件包括底座、电机和电动吸盘；所述电机安装于底座的内腔中，且电机与所述第一信息处理模块电连接；电机的转轴从底座的上端伸出并且伸出的转轴与音视频交互组件固定连接；所述底座通过所述电动吸盘与安全帽连接且底座和电动吸盘之间设有缓冲件。
本设备的有益效果体现在：
智能现场服务保障中心固定在施工现场附近，智能现场服务保障中心通过无线通信模块与云端管理系统无线连接，而需要视频指导的操作人员则佩戴音视频交互组件，负责人员佩戴移动式智能指挥终端。在2000米范围内，负责人员可以与操作人员进行无障碍语音沟通，不依靠任何外界网络的情况下，可自行稳定工作。负责人员还可以通过摄像头看到操作现场情况，进行远程指导，也为负责人员提供现场作业管控的信息化工具，在提升其现场管控能力的同时，提升了现场协同作业的效率和作业的安全性。另外，云端管理系统可将现场作业过程通过信息化系统永久保存，便于后期对现场作业过程的分析，进一步提升现场作业的安全系数。另外，电动吸盘可以吸附在不同，类型的安全帽上，大大降低了安装难度。而缓冲件在音视频交互组件受到碰撞等意外情况下吸收冲级力，从而大大降低对音视频交互组件受到的损伤，提高了对音视频交互组件的保护，有利于延长使用寿命。而移动式智能指挥终端可以通过电机转动音视频交互组件，切换当前视角，更有利于观察现场操作。
优选地，所述无线通信模块包括4G、2.4G和5G无线通信模块。
智能现场服务保障中心兼顾多种无线通信方式，根据施工现场的无线信号的强弱自动选择最佳的无线连接方式，提升信息传递质量。
优选地，所述第一信息处理模块设有用于连接分布式自组网扩展单元的DC12V电源接口及rj45网口。
优选地，包括用于收纳智能现场服务保障中心的轻便式移动箱。
优选地，所述轻便式移动箱的内部设有两个固定槽；其中一个所述固定槽用于放置所述移动式智能指挥终端，另外一个固定槽用于放置音视频交互组件。
优选地，每个所述固定槽内均设有用于移动式智能指挥终端充电的充电接口或者用于音视频交互组件的充电接口。
施工完成后，移动式智能指挥终端和音视频交互组件放置在相应的固定槽中，完成设备的收纳，同时也进行了充电，以备下次施工使用。
优选地，所述音视频交互组件设有多个；多个音视频交互组件均通过分布式自组网扩展单元与第一信息处理模块无线连接。
优选地，所述智能现场服务保障中心包括显示器和语音降噪板。
智能现场服务保障中心也可以与负责人员或者操作人员进行直接沟通，远程专家可根据现场实际情况。另外，还可以远程通过云端管理系统对现场作业进行指导，云端管理系统在J2EE平台上采用微服务架构体系进行开发。
优选地，所述缓冲件设有三个；三个缓冲件在水平面内呈三角分布，每个缓冲件均包括气囊和第一气泵；所述气囊的上端和下端分别固定连接于底座和电动吸盘，所述第一气泵安装于底座的内腔且第一气泵与气囊连通，通过第一气泵控制气囊内的气量；每个气囊均设有安全阀，通过安全阀使气囊与外接连通。
缓冲件的气囊作为非常好的缓冲零件，一旦冲击力造成气囊内部气压大于设定值，通过气囊泄气的方式使音视频交互组件与安全帽之间形成软连接，避免音视频交互组件与外物刚性碰撞。
优选地，每个缓冲件的下端均通过所述电动吸盘与安全帽的连接，每个电动吸盘包括吸盘本体和第二气泵；所述第二气泵安装于底座的内腔中且第二气泵与吸盘本体连通，通过吸盘本体与安全帽贴合并通过第二气泵排去吸盘本体内的空气，进而使吸盘本体与安全帽连接。
本发明提还供了一种控制方法，应用于上述的一种多方音视协同智能管控系统，包括安装于底座内腔中的电池、角度传感器、按键板和PLC控制板，所述按键板的按钮从底座的侧壁伸出；所述PLC控制板的输入端分别与角度传感器、按键板和电池电连接，以及PLC控制板的输出端分别与所有的第一气泵和所有的第二气泵电连接；
步骤一：使用状态，按下按键板上的“启动”按钮，PLC控制板使所有的第二气泵吸气以使三个吸盘本体吸附于安全帽的外表面，以及PLC控制板使所有的第一气泵充气以使三个气囊膨胀并保持一定的气压，气囊保持的气压值低于安全阀的设定值；
步骤二：角度传感器实时检测底座与水平面之间的倾角并将倾角变化的信息反馈至PLC控制板，PLC控制板根据倾角的变化控制三个第一气泵吸气或者充气，以使底座保持水平；
步骤三：如果音视频交互组件受到碰撞且碰撞产生的冲击力挤压任意一个或者多个气囊，使得气囊内的气压大于安全阀的设定值，内部气压大于安全阀的设定值的一个或者多个气囊通过安全阀泄气，内部气压未超过安全阀的设定值的剩余气囊通过对应的第一气泵泄气；
步骤四：按下按键板上的“复位”按钮，PLC控制板使所有的第一气泵充气以使三个气囊膨胀复位；
步骤五：未使用状态，按下按键板上的“停止”按钮，PLC控制板使所有的第二气泵充气以使三个吸盘本体从安全帽上分离，以及PLC控制板使所有的第一气泵吸气以使三个气囊干瘪。
本方法的有益效果体现在：
通过PLC控制板实现对音视频交互组件的自动保护，碰撞的压力一旦超过气囊设定值，所有气囊自动泄气以及通过第一气泵泄气，避免音视频交互组件造成刚性碰撞而造成的破坏。危险解除后，又可以手动启动使气囊充气，音视频交互组件则恢复工作作态，继续使用。由此方法可以持续对音视频交互组件的保护，同时也能提醒操作人员注意安全，安全系数更高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本实施例的连接框图；
图2为本实施例中第一信息处理模块的电路图；
图3为本实施例中电源控制模块的电路图；
图4为本实施例中音视频交互组件安装于安全帽上的结构示意图；
图5为图4中缓冲组件的内部结构示意图。
附图中，底座1、电机2、内腔3、气囊4、第一气泵5、安全阀6、吸盘本体7、第二气泵8、音视频交互组件9、安全帽10、缓冲组件11、电池12、角度传感器13、按键板14、PLC控制板15。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
如图1所示，本实施例提供了一种多方音视协同智能管控系统，包括智能现场服务保障中心、移动式智能指挥终端、音视频交互组件9、分布式自组网扩展单元、云端管理系统以及用于将音视频交互组件9安装于安全帽10的缓冲组件11。智能现场服务保障中心放置于轻便式移动箱中，方便快速移动和搬运。而所述轻便式移动箱的内部设有两个固定槽；其中一个所述固定槽用于放置所述移动式智能指挥终端，另外一个固定槽用于放置音视频交互组件9。每个所述固定槽内均设有用于移动式智能指挥终端充电的充电接口或者用于音视频交互组件9的充电接口。
本实施例中智能现场服务保障中心包括第一信息处理模块以及与第一信息处理模块电连接的无线通信模块、电源和电源控制模。所述云端管理系统通过所述无线通信模块与第一信息处理模块无线连接，用于信息传递。具体地，无线通信模块包括4G、2.4G和5G无线通信模块。智能现场服务保障中心兼顾多种无线通信方式，根据施工现场的无线信号的强弱自动选择最佳的无线连接方式，提升信息传递质量。而分布式自组网扩展单元与第一信息处理模块电连接，用于将智能现场服务保障中心的无线网络覆盖范围扩展不小于2000米。而第一信息处理模块设有用于连接分布式自组网扩展单元的DC12V电源接口及rj45网口，分布式自组网扩展单元通过电源线和网线分别与对应的DC12V电源接口及rj45网口连接，信息传递稳定，可靠。另外，智能现场服务保障中心还设有显示器和语音降噪板。显示器将传输来的视频信号转化为画面，语音降噪板可实现语音通话。
如图1至图3所示，本实施例中所述移动式智能指挥终端包括第二信息处理模块以及与第二信息处理模块电连接的触摸显示器、语音降噪板、电源和电源控制模块。第一信息处理模块和第二信息处理模块均采用相同的处理器，即8715AM器。所述音视频交互组件9包括视频电路板以及与视频电路板电连接的摄像头、语音降噪板、电源和电源控制模块。移动式智能指挥终端、音视频交互组件9和智能现场服务保障中心均设有独立的电源和对应的电源控制模块，均可分开独立运行，避免因环境因素无法得到外接电源的供给。音视频交互组件9可以只设置一个，也可以设置多个，根据具体情况而选定。移动式智能指挥终端和所有的音视频交互组件9通过所述分布式自组网扩展单元与第一信息处理模块无线连接。操作人员则佩戴音视频交互组件9，负责人员佩戴移动式智能指挥终端，负责人员的移动式智能指挥终端内置了基于Android操作系统的定制化应用程序。在2000米范围内，负责人员可以与操作人员进行无障碍语音沟通，不依靠任何外界网络的情况下，可自行稳定工作。负责人员还可以通过摄像头看到操作现场情况，进行远程指导。现场负责人员与操作人员在同一作业面，因此不存在视觉差，负责人员能全面了解操作人员的现场操作的情况，施工作业更加安全。另外，智能现场服务保障中心可同时对多路语音进行处理，并可根据使用情况，提供拍照、录像、录音等功能服务。而智能现场服务保障中心也可以与负责人员或者操作人员进行直接沟通，远程专家可根据现场实际情况。也可以通过4G、2.4G和5G网络远程通过云端管理系统对现场作业进行指导，云端管理系统在J2EE平台上采用微服务架构体系进行开发。
对于音视频交互组件9的佩戴方式，本实施例选择音视频交互组件9通过连接件与安全帽10连接。绝大部分的施工现场均会佩戴安全帽10，将音视频交互组件9固定在安全帽10上，具体是通过卡扣、夹扣、螺栓或者螺丝固定。音视频交互组件9戴在头盔上不影响作业，同时，多方语音通话时，不需要作业人员进行任何操作和干预。即可高效的完成作业过程中的语音与视频的协同交流,解放双手，提升实施效率。
由于音视频交互组件9安装于安全帽10上，为了降低安装难度以及提高对音视频交互组件9的保护，如图4和图5所示，本实施例中缓冲组件11包括底座1、电机2和电动吸盘；所述电机2安装于底座1的内腔3中，且电机2与所述第一信息处理模块电连接；电机2的转轴从底座1的上端伸出并且伸出的转轴与音视频交互组件9固定连接；所述底座1通过所述电动吸盘与安全帽10连接且底座1和电动吸盘之间设有缓冲件。缓冲件设有三个；三个缓冲件在水平面内呈三角分布，每个缓冲件均包括气囊4和第一气泵5；所述气囊4的上端和下端分别固定连接于底座1和电动吸盘，所述第一气泵5安装于底座1的内腔3且第一气泵5与气囊4连通，通过第一气泵5控制气囊4内的气量；每个气囊4均设有安全阀6，通过安全阀6使气囊4与外接连通。缓冲件的气囊4作为非常好的缓冲零件，一旦冲击力造成气囊4内部气压大于设定值，通过气囊4泄气的方式使音视频交互组件9与安全帽10之间形成软连接，避免音视频交互组件9与外物刚性碰撞。每个缓冲件的下端均通过所述电动吸盘与安全帽10的连接，每个电动吸盘包括吸盘本体7和第二气泵8；所述第二气泵8安装于底座1的内腔3中且第二气泵8与吸盘本体7连通，通过吸盘本体7与安全帽10贴合并通过第二气泵8排去吸盘本体7内的空气，进而使吸盘本体7与安全帽10连接。
本实施例还提供了一种控制方法，应用于多方音视协同智能管控系统，包括安装于底座1内腔3中的电池12、角度传感器13、按键板14和PLC控制板15，所述按键板14的按钮从底座1的侧壁伸出；所述PLC控制板15的输入端分别与角度传感器13、按键板14和电池12电连接，以及PLC控制板15的输出端分别与所有的第一气泵5和所有的第二气泵8电连接；
步骤一：使用状态，按下按键板14上的“启动”按钮，PLC控制板15使所有的第二气泵8吸气以使三个吸盘本体7吸附于安全帽10的外表面，以及PLC控制板15使所有的第一气泵5充气以使三个气囊4膨胀并保持一定的气压，气囊4保持的气压值低于安全阀6的设定值；
步骤二：角度传感器13实时检测底座1与水平面之间的倾角并将倾角变化的信息反馈至PLC控制板15，PLC控制板15根据倾角的变化控制三个第一气泵5吸气或者充气，以使底座1保持水平；
步骤三：如果音视频交互组件9受到碰撞且碰撞产生的冲击力挤压任意一个或者多个气囊4，使得气囊4内的气压大于安全阀6的设定值，内部气压大于安全阀6的设定值的一个或者多个气囊4通过安全阀6泄气，内部气压未超过安全阀6的设定值的剩余气囊4通过对应的第一气泵5泄气；
步骤四：按下按键板14上的“复位”按钮，PLC控制板15使所有的第一气泵5充气以使三个气囊4膨胀复位；
步骤五：未使用状态，按下按键板14上的“停止”按钮，PLC控制板15使所有的第二气泵8充气以使三个吸盘本体7从安全帽10上分离，以及PLC控制板15使所有的第一气泵5吸气以使三个气囊4干瘪。
本方法的有益效果体现在：通过PLC控制板15实现对音视频交互组件9的自动保护，碰撞的压力一旦超过气囊4设定值，所有气囊4自动泄气以及通过第一气泵5泄气，避免音视频交互组件9造成刚性碰撞而造成的破坏。危险解除后，又可以手动启动使气囊4充气，音视频交互组件9则恢复工作作态，继续使用。由此方法可以持续对音视频交互组件9的保护，同时也能提醒操作人员注意安全，安全系数更高。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种多方音视协同智能管控系统，其特征在于：包括智能现场服务保障中心、移动式智能指挥终端、音视频交互组件、分布式自组网扩展单元、云端管理系统以及用于将音视频交互组件安装于安全帽的缓冲组件；
所述智能现场服务保障中心包括第一信息处理模块以及与第一信息处理模块电连接的无线通信模块、电源和电源控制模块；
所述分布式自组网扩展单元与第一信息处理模块电连接，用于将智能现场服务保障中心的无线网络覆盖范围扩展不小于2000米；所述云端管理系统通过所述无线通信模块与第一信息处理模块无线连接，用于信息传递；
所述移动式智能指挥终端包括第二信息处理模块以及与第二信息处理模块电连接的触摸显示器、语音降噪板、电源和电源控制模块；
所述音视频交互组件包括视频电路板以及与视频电路板电连接的摄像头、语音降噪板、电源和电源控制模块；
所述移动式智能指挥终端和音视频交互组件通过所述分布式自组网扩展单元与第一信息处理模块无线连接；
所述缓冲组件包括底座、电机和电动吸盘；所述电机安装于底座的内腔中，且电机与所述第一信息处理模块电连接；电机的转轴从底座的上端伸出并且伸出的转轴与音视频交互组件固定连接；所述底座通过所述电动吸盘与安全帽连接且底座和电动吸盘之间设有缓冲件。
2.根据权利要求1所述的一种多方音视协同智能管控系统，其特征在于：所述无线通信模块包括4G、2.4G和5G无线通信模块。
3.根据权利要求1所述的一种多方音视协同智能管控系统，其特征在于：所述第一信息处理模块设有用于连接分布式自组网扩展单元的DC12V电源接口及rj45网口。
4.根据权利要求1所述的一种多方音视协同智能管控系统，其特征在于：包括用于收纳智能现场服务保障中心的轻便式移动箱。
5.根据权利要求4所述的一种多方音视协同智能管控系统，其特征在于：所述轻便式移动箱的内部设有两个固定槽；其中一个所述固定槽用于放置所述移动式智能指挥终端，另外一个固定槽用于放置音视频交互组件。
6.根据权利要求5所述的一种多方音视协同智能管控系统，其特征在于：每个所述固定槽内均设有用于移动式智能指挥终端充电的充电接口或者用于音视频交互组件的充电接口。
7.根据权利要求1所述的一种多方音视协同智能管控系统，其特征在于：所述音视频交互组件设有多个；多个音视频交互组件均通过分布式自组网扩展单元与第一信息处理模块无线连接。
8.根据权利要求1所述的一种多方音视协同智能管控系统，其特征在于：所述缓冲件设有三个；三个缓冲件在水平面内呈三角分布，每个缓冲件均包括气囊和第一气泵；所述气囊的上端和下端分别固定连接于底座和电动吸盘，所述第一气泵安装于底座的内腔且第一气泵与气囊连通，通过第一气泵控制气囊内的气量；每个气囊均设有安全阀，通过安全阀使气囊与外接连通。
9.根据权利要求8所述的一种多方音视协同智能管控系统，其特征在于：每个缓冲件的下端均通过所述电动吸盘与安全帽的连接，每个电动吸盘包括吸盘本体和第二气泵；所述第二气泵安装于底座的内腔中且第二气泵与吸盘本体连通，通过吸盘本体与安全帽贴合并通过第二气泵排去吸盘本体内的空气，进而使吸盘本体与安全帽连接。
10.一种控制方法，其特征在于：应用于权利要求9所述的一种多方音视协同智能管控系统，包括安装于底座内腔中的电池、角度传感器、按键板和PLC控制板，所述按键板的按钮从底座的侧壁伸出；所述PLC控制板的输入端分别与角度传感器、按键板和电池电连接，以及PLC控制板的输出端分别与所有的第一气泵和所有的第二气泵电连接；
步骤一：使用状态，按下按键板上的“启动”按钮，PLC控制板使所有的第二气泵吸气以使三个吸盘本体吸附于安全帽的外表面，以及PLC控制板使所有的第一气泵充气以使三个气囊膨胀并保持一定的气压，气囊保持的气压值低于安全阀的设定值；
步骤二：角度传感器实时检测底座与水平面之间的倾角并将倾角变化的信息反馈至PLC控制板，PLC控制板根据倾角的变化控制三个第一气泵吸气或者充气，以使底座保持水平；
步骤三：如果音视频交互组件受到碰撞且碰撞产生的冲击力挤压任意一个或者多个气囊，使得气囊内的气压大于安全阀的设定值，内部气压大于安全阀的设定值的一个或者多个气囊通过安全阀泄气，内部气压未超过安全阀的设定值的剩余气囊通过对应的第一气泵泄气；
步骤四：按下按键板上的“复位”按钮，PLC控制板使所有的第一气泵充气以使三个气囊膨胀复位；
步骤五：未使用状态，按下按键板上的“停止”按钮，PLC控制板使所有的第二气泵充气以使三个吸盘本体从安全帽上分离，以及PLC控制板使所有的第一气泵吸气以使三个气囊干瘪。
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