CN112612360A - 一种基于vr技术的三维可视化设备监控系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于VR技术的三维可视化设备监控系统及方法，涉及三维可视化监控技术领域，系统包括：设备数据采集端、数据监控端、VR服务器、VR交互设备端。设备数据采集端用于采集输送设备运行状态数据。数据监控端用于获取输送设备运行状态数据，并对所述输送设备运行状态数据进行处理存储。VR服务器用于获取处理后的输送设备运行状态数据，并将处理后的输送设备运行状态数据发送至VR交互设备端以便监控人员直观查看输送设备实时运行状态；其中，VR服务器内存储有输送设备3D结构关系。本发明能在复杂应用环境下对工业流程设备进行实时可视化监控。

Description

一种基于VR技术的三维可视化设备监控系统及方法

技术领域

本发明涉及三维可视化监控技术领域，特别是涉及一种基于VR技术的三维可视化设备监控系统及方法。

背景技术

虚拟现实是多媒体技术的终极应用形式。虚拟现实技术是计算机软硬件技术、传感技术、机器人技术、人工智能及行为心理学等领域飞速发展的结晶。虚拟现实技术主要依赖于三维实时图形显示技术、三维定位跟踪技术、触觉及嗅觉传感技术、人工智能技术、高速计算与并行计算技术、行为学研究技术等多项关键技术的发展。

随着虚拟现实技术的发展，人类生活发生了很大变革。人们戴上立体眼镜、数据手套等特制的传感设备后，似乎置身于一个具有视觉、听觉、触觉甚至嗅觉的三维世界，并且人与这个三维世界可以通过人的自然技能和相应的设施进行信息交互。

设备监控系统由前端监视设备、传输设备、后端存储、控制及显示设备这五大部分组成，其中后端设备可进一步分为中心控制设备和分控制设备。前、后端设备有多种构成方式，它们之间的联系(也可称作传输系统)可通过电缆、光纤、微波等多种方式来实现。

目前设备监控系统存在以下缺陷：

1、值班人员需要长期盯着监控屏幕，很容易产生疲劳感，降低注意力，从而错过重要画面信息，延误警情。

2、不具备智能分析功能，只是简单将录像数据打上时间标签并进行存储。当需要调查某段异常时，需要大量时间进行查找、分析，工作效率非常低。

3、基本都是被动监控，不具备提前预警的功能，只是起到录像作用，将一段时间的情况录制下来，等异常事件发生之后，再通过查看录像分析事件，但损失已经造成，无法挽回。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于VR技术的三维可视化设备监控系统及方法，能在复杂应用环境下对工业流程设备进行实时可视化监控。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于VR技术的三维可视化设备监控系统，包括：设备数据采集端、数据监控端、VR服务器以及VR交互设备端；

所述设备数据采集端用于采集输送设备运行状态数据；

所述数据监控端用于获取所述输送设备运行状态数据，并对所述输送设备运行状态数据进行处理存储；

所述VR服务器用于获取处理后的输送设备运行状态数据，并将所述处理后的输送设备运行状态数据发送至所述VR交互设备端以便监控人员直观查看输送设备实时运行状态；其中，所述VR服务器内存储有输送设备3D结构关系。

可选的，所述设备数据采集端包括可编程逻辑控制器以及与所述可编程逻辑控制器均连接的光电传感器、距离传感器、RFID读码器和温湿度传感器；其中，所述光电传感器、所述距离传感器、所述RFID读码器和所述温湿度传感器均设置在运载货物的所述输送设备上。

可选的，所述光电传感器用于记录检测点位被遮挡的次数；所述检测点位为多个，所述检测点位均设置在所述输送设备上；所述距离传感器用于获取各所述输送设备间的距离；所述RFID读码器用于获取所述货物的条码值；所述温湿度传感器用于获取所述输送设备的现场温湿度数值；

所述可编程逻辑控制器通过现场总线技术与所述光电传感器、所述距离传感器、所述RFID读码器和所述温湿度传感器连接；

所述可编程逻辑控制器用于对获取的检测点位被遮挡的次数、各输送设备间的距离、货物的条码值和输送设备的现场温湿度数值进行整合解析统一汇总，并上传至所述数据监控端。

可选的，所述数据监控端包括实时数据显示模块、实时数据分析模块、报警模块、输送设备管理模块和历史记录追踪模块；

所述实时数据显示模块用于获取所述输送设备运行状态数据并显示；所述实时数据分析模块用于对所述输送设备运行状态数据进行整合清洗分析并记录；所述报警模块用于判断处理后的输送设备运行状态数据是否正常，并当所述处理后的输送设备运行状态数据不正常时输出报警信号；所述输送设备管理模块用于通过WEB管理界面对输送设备进行管理；所述历史记录追踪模块用于对存储的所述处理后的输送设备运行状态数据进行分析查找导出。

可选的，所述VR服务器用于获取处理后的输送设备运行状态数据，并将所述处理后的输送设备运行状态数据进行分析清洗提取，然后将提取的数据传递给所述VR交互设备端以展示输送设备的运行状态。

可选的，所述VR交互设备端包括VR个人设备和遥控设备；所述VR个人设备用于展示输送设备运行的真实状态，并通过所述遥控设备发送指令给所述VR服务器以对输送设备进行远程查看控制。

可选的，所述设备数据采集端、所述数据监控端、所述VR服务器以及所述VR交互设备端均通过以太网技术进行连接通讯。

可选的，还包括与所述数据监控端通信的报警监控系统；所述报警监控系统用于当接收到报警信号时输出输送设备控制指令，并将所述输送设备控制指令发送至相应的输送设备以对输送设备进行控制报警处理。

一种基于VR技术的三维可视化设备监控方法，包括：

通过设备数据采集端采集输送设备运行状态数据；

通过数据监控端对所述输送设备运行状态数据进行处理存储；

通过VR服务器将所述处理后的输送设备运行状态数据发送至VR交互设备端以便监控人员直观查看输送设备实时运行状态；其中，所述VR服务器内存储有输送设备3D结构关系。

可选的，还包括：

判断所述处理后的输送设备运行状态数据是否正常；

若否，则输出报警信号并发送至相应的输送设备以对输送设备进行控制报警处理。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明基于VR技术，通过设置设备数据采集端、数据监控端、VR服务器、VR交互设备端，实现在复杂应用环境下对工业流程设备进行实时可视化监控的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明三维可视化设备监控系统的结构图；

图2为本发明三维可视化设备监控方法的流程一图；

图3为本发明三维可视化设备监控方法的流程二图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种基于VR技术的三维可视化设备监控系统及方法，能在复杂应用环境下对工业流程设备进行实时可视化监控。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

如图1所示，本实施例提供的一种基于VR技术的三维可视化设备监控系统，包括：设备数据采集端、数据监控端、VR服务器、VR交互设备端和报警监控系统。

所述设备数据采集端用于采集输送设备运行状态数据。

所述数据监控端用于获取所述输送设备运行状态数据，并对所述输送设备运行状态数据进行处理存储。

所述VR服务器用于获取处理后的输送设备运行状态数据，并将所述处理后的输送设备运行状态数据发送至所述VR交互设备端以便监控人员直观查看输送设备实时运行状态；其中，所述VR服务器内存储有输送设备3D结构关系。

所述数据监控端还用于判断处理后的输送设备运行状态数据是否正常，并当所述处理后的输送设备运行状态数据不正常时输出报警信号。

所述报警监控系统用于当接收到报警信号时输出输送设备控制指令，并将所述输送设备控制指令发送至相应的输送设备以对输送设备进行控制报警处理。

作为一种优选的实施方式，本实施例提供的所述设备数据采集端包括可编程逻辑控制器以及与所述可编程逻辑控制器均连接的光电传感器、距离传感器、RFID读码器和温湿度传感器；其中，所述光电传感器、所述距离传感器、所述RFID读码器和所述温湿度传感器均设置在运载货物的所述输送设备上。

所述光电传感器用于记录检测点位被遮挡的次数；所述检测点位为多个，所述检测点位均设置在所述输送设备上；所述距离传感器用于获取各所述输送设备间的距离；所述RFID读码器用于通过近场通讯技术获取所述货物的条码值；所述温湿度传感器用于获取所述输送设备的现场温湿度数值。

所述可编程逻辑控制器通过现场总线技术与所述光电传感器、所述距离传感器、所述RFID读码器和所述温湿度传感器连接。

所述可编程逻辑控制器用于对获取的检测点位被遮挡的次数、各输送设备间的距离、货物的条码值和输送设备的现场温湿度数值进行整合解析统一汇总，并上传至所述数据监控端。

作为一种优选的实施方式，本实施例提供的所述可编程逻辑控制器将输送设备运行记录通过OPC技术反馈给上位机系统，即数据监控端，完成对输送设备运行监控与数据采集。

作为一种优选的实施方式，本实施例提供的所述数据监控端包括实时数据显示模块、实时数据分析模块、报警模块、输送设备管理模块、历史记录追踪模块和远程控制模块。

所述实时数据显示模块用于获取所述输送设备运行状态数据并显示；所述实时数据分析模块用于对所述输送设备运行状态数据进行整合清洗分析并记录；所述报警模块用于判断处理后的输送设备运行状态数据是否正常，并当所述处理后的输送设备运行状态数据不正常时输出报警信号，然后保存报警数据通知相关部门及个人；所述输送设备管理模块用于通过WEB管理界面对输送设备进行管理；所述历史记录追踪模块用于对存储的所述处理后的输送设备运行状态数据进行分析查找导出；所述远程控制模块用于将报警信号指令远程发送到被控设备以实现对输送设备的控制报警处理。

作为一种优选的实施方式，本实施例提供的系统通过VR技术将输送设备运行数据实时动态展示，方便监控人员更加直观的看到输送设备目前的运行状态。所述VR服务器用于获取处理后的输送设备运行状态数据和报警数据，并将所述处理后的输送设备运行状态数据进行分析清洗提取，然后将提取的数据和报警数据传递给所述VR交互设备端以展示输送设备的运行状态。

作为一种优选的实施方式，本实施例提供的所述VR交互设备端包括VR个人设备和遥控设备；所述VR个人设备用于展示输送设备运行的真实状态，即显示VR视频，并通过所述遥控设备发送指令给所述VR服务器以对输送设备进行远程查看控制。

作为一种优选的实施方式，本实施例提供的所述设备数据采集端、所述数据监控端、所述VR服务器、所述报警监控系统以及所述VR交互设备端均通过以太网技术进行连接通讯。

实施例二

如图2所示，本实施例提供了一种应用于实施例一所述的一种基于VR技术的三维可视化设备监控系统的方法，包括以下步骤。

步骤101：通过设备数据采集端采集输送设备运行状态数据。

步骤102：通过数据监控端对所述输送设备运行状态数据进行处理存储。

步骤103：通过VR服务器将所述处理后的输送设备运行状态数据发送至所述VR交互设备端以便监控人员直观查看输送设备实时运行状态；其中，所述VR服务器内存储有输送设备3D结构关系。

作为一种优选的实施方式，本实施例提供的方法还包括：

判断所述处理后的输送设备运行状态数据是否正常。

若否，则输出报警信号并发送至相应的输送设备以对输送设备进行控制报警处理。

实施例三

参阅图3，以下结合图3介绍一种利用实施例一所述系统的标定软件配置管理方法，包括如下步骤。

步骤0、首先设备数据采集端将现场输送设备运行数据进行测量采集。

步骤1、通过以太网技术将采集到的设备数据传输到数据监控端，对采集的设备数据进行处理分析归档。

步骤2、将处理后的设备数据与预设报警阈值进行比较，如果达到或超过预设阈值则触发报警处理流程。

步骤3、若未进行报警处理流程，则对处理后的设备数据进行清洗归档，然后将清洗归档后的数据转发到VR服务器。

步骤4、VR服务器对清洗归档后的数据进行序列化处理，并将序列化处理后的数据进行渲染成可视化形式，然后转发到VR个人客户端，即VR交互设备端。

步骤5、结束。

本发明通过先进的VR虚拟现实技术将传统的视频监控方案转化为更加直观真实的形式。

本发明提供的系统或方法是以实时数据为依据，将过程监测、优化控制以及生产管理为一体。本发明通过对工厂设备及系统参数进行实时监测、计算与分析，全面直观反映设备运行状况，以达到提高机组效率、减少设备故障的目的。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种基于VR技术的三维可视化设备监控系统，其特征在于，包括：设备数据采集端、数据监控端、VR服务器以及VR交互设备端；

所述设备数据采集端用于采集输送设备运行状态数据；

所述数据监控端用于获取所述输送设备运行状态数据，并对所述输送设备运行状态数据进行处理存储；

所述VR服务器用于获取处理后的输送设备运行状态数据，并将所述处理后的输送设备运行状态数据发送至所述VR交互设备端以便监控人员直观查看输送设备实时运行状态；其中，所述VR服务器内存储有输送设备3D结构关系。

2.根据权利要求1所述的一种基于VR技术的三维可视化设备监控系统，其特征在于，所述设备数据采集端包括可编程逻辑控制器以及与所述可编程逻辑控制器均连接的光电传感器、距离传感器、RFID读码器和温湿度传感器；其中，所述光电传感器、所述距离传感器、所述RFID读码器和所述温湿度传感器均设置在运载货物的所述输送设备上。

3.根据权利要求2所述的一种基于VR技术的三维可视化设备监控系统，其特征在于，所述光电传感器用于记录检测点位被遮挡的次数；所述检测点位为多个，所述检测点位均设置在所述输送设备上；所述距离传感器用于获取各所述输送设备间的距离；所述RFID读码器用于获取所述货物的条码值；所述温湿度传感器用于获取所述输送设备的现场温湿度数值；

所述可编程逻辑控制器通过现场总线技术与所述光电传感器、所述距离传感器、所述RFID读码器和所述温湿度传感器连接；

所述可编程逻辑控制器用于对获取的检测点位被遮挡的次数、各输送设备间的距离、货物的条码值和输送设备的现场温湿度数值进行整合解析统一汇总，并上传至所述数据监控端。

4.根据权利要求1所述的一种基于VR技术的三维可视化设备监控系统，其特征在于，所述数据监控端包括实时数据显示模块、实时数据分析模块、报警模块、输送设备管理模块和历史记录追踪模块；

所述实时数据显示模块用于获取所述输送设备运行状态数据并显示；所述实时数据分析模块用于对所述输送设备运行状态数据进行整合清洗分析并记录；所述报警模块用于判断处理后的输送设备运行状态数据是否正常，并当所述处理后的输送设备运行状态数据不正常时输出报警信号；所述输送设备管理模块用于通过WEB管理界面对输送设备进行管理；所述历史记录追踪模块用于对存储的所述处理后的输送设备运行状态数据进行分析查找导出。

5.根据权利要求1所述的一种基于VR技术的三维可视化设备监控系统，其特征在于，所述VR服务器用于获取处理后的输送设备运行状态数据，并将所述处理后的输送设备运行状态数据进行分析清洗提取，然后将提取的数据传递给所述VR交互设备端以展示输送设备的运行状态。

6.根据权利要求1所述的一种基于VR技术的三维可视化设备监控系统，其特征在于，所述VR交互设备端包括VR个人设备和遥控设备；所述VR个人设备用于展示输送设备运行的真实状态，并通过所述遥控设备发送指令给所述VR服务器以对输送设备进行远程查看控制。

7.根据权利要求1所述的一种基于VR技术的三维可视化设备监控系统，其特征在于，所述设备数据采集端、所述数据监控端、所述VR服务器以及所述VR交互设备端均通过以太网技术进行连接通讯。

8.根据权利要求4所述的一种基于VR技术的三维可视化设备监控系统，其特征在于，还包括与所述数据监控端通信的报警监控系统；所述报警监控系统用于当接收到报警信号时输出输送设备控制指令，并将所述输送设备控制指令发送至相应的输送设备以对输送设备进行控制报警处理。

9.一种基于VR技术的三维可视化设备监控方法，其特征在于，包括：通过设备数据采集端采集输送设备运行状态数据；

通过数据监控端对所述输送设备运行状态数据进行处理存储；

通过VR服务器将所述处理后的输送设备运行状态数据发送至VR交互设备端以便监控人员直观查看输送设备实时运行状态；其中，所述VR服务器内存储有输送设备3D结构关系。

10.根据权利要求9所述的一种基于VR技术的三维可视化设备监控方法，其特征在于，还包括：

判断所述处理后的输送设备运行状态数据是否正常；

若否，则输出报警信号并发送至相应的输送设备以对输送设备进行控制报警处理。

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