CN113179388A - 一种基于物联网的撞击检测方法及系统 - Google Patents

一种基于物联网的撞击检测方法及系统 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种基于物联网的撞击检测方法及系统，检测装置中通常情况下仅加速度传感器处于工作状态，检测装置整体耗电量低，无须市电接入，使用电池供电即可满足要求。监控设备发送的视频文件为收到触发时间的信号后触发时间前后T秒的视频文件，并降低了视频文件存储空间的需求，数据传输量少，并且服务器端处理的数据也少，整体而言均减小了户外设备的耗电量。

Description

一种基于物联网的撞击检测方法及系统
技术领域
本申请属于撞击检测技术领域，尤其是涉及一种基于物联网的撞击检测方法及系统。
背景技术
在铁路桥等对安全要求非常高的公共设施环境中，时而有违规超高的货车或轮船经过时撞击铁路桥，导致铁路桥发生严重的安全隐患。因此，需要能够实时的抓取撞击事件和事故证据，并提供紧急报警，使得铁路桥管理部门更好的管理公共设施，也避免更大的事故灾难。
目前现有技术中存在类似的解决方案：
1.最普通的方案是采用监控摄像机，监控设备把一段时间内的视频全部保存下来，有关部门发现公共设施损坏后调取监控来查看，可以按照需求调取监控视频来举证。
缺陷：实时性差，智能度低，设备功耗大，网络要求高；
2.高级点的，把视频传输到后台，由后台通过AI技术做检测，并告警；
缺陷：实时上传视频有各方面的难度，设备用电、系统成本、通讯流量、服务器要求等等；
以上现有技术中工作效率低，消耗资源大，一般损坏公共设施的事情发生频率非常低，一直拍摄视频并保存的方案是效率非常低的方案，加大了能耗和设备要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为解决现有技术中的不足，从而提供一种能够应用于户外的节能的基于物联网的撞击检测方法及系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种基于物联网的撞击检测系统，包括：检测装置、监控设备和服务器端；
所述检测装置设置于被检测物上，所述检测装置包括加速度传感器、无线通讯模块和控制器，通常状态下无线通讯模块和控制器均处于休眠状态；
所述监控设备通过无线通讯与所述检测装置的无线通讯模块连接，所述监控设备能够拍摄所述检测物处的图像形成视频文件；
所述服务器端用于接收所述监控设备形成的视频文件；
所述加速度传感器设置有触发阈值，当加速度传感器感应到的加速度大于阈值时，则唤醒无线通讯模块和控制器，由控制器记录下触发时间，并且加速度传感器收集感应到的加速度值并由无线通讯模块发送包括触发时间的信号至所述监控设备，所述监控设备在收到无线通讯模块发送的信号后将所述触发时间前后T秒的视频文件截取并上传至服务器端，由服务器对视频文件进行AI视频处理以判断是否存在撞击，若认为发生撞击则立即提醒有关部门相关人员。
优选地，本发明的基于物联网的撞击检测系统，所述监控设备由太阳能电池板和充电电池供电。
优选地，本发明的基于物联网的撞击检测系统，所述加速度传感器在感应到的加速度大于阈值时增加采样频率，且由所述检测装置的控制器针对所述加速度传感器记录的加速度采样信号进行初步判断以确定是否存在撞击，若认为存在撞击才向所述监控设备发出信号。
优选地，本发明的基于物联网的撞击检测系统，与所述检测装置的控制器连接的存储器内设置有非撞击加速度采样信号数据库，所述加速度传感器记录的加速度采样信号先与非撞击加速度采样信号数据库进行匹配度检验，加速度采样信号与非撞击加速度采样信号数据库中数据吻合的时候则认为是误报，未发生撞击。
优选地，本发明的基于物联网的撞击检测系统，所述被检测物为铁路桥或者公路桥，所述检测装置设置铁路桥或者公路桥的涵洞上方。
6.一种基于物联网的撞击检测方法，使用基于物联网的撞击检测系统，所述系统包括：检测装置、监控设备和服务器端；
所述检测装置设置于被检测物上，所述检测装置包括加速度传感器、无线通讯模块和控制器；
所述监控设备通过无线通讯与所述检测装置的无线通讯模块连接，所述监控设备能够拍摄所述检测物处的图像形成视频文件；
所述方法包括以下步骤：
S1：加速度传感器实时采集加速度信号，并与设定好的触发阈值进行比较；
S2：当采集加速度信号大于触发阈值时，唤醒无线通讯模块和控制器，由控制器记录下触发时间，且加速度传感器收集感应到的加速度值并由无线通讯模块发送包括触发时间的信号至所述监控设备；
S3：所述监控设备在收到无线通讯模块发送的信号后将所述触发时间前后T秒的视频文件截取并上传至服务器端；
S4：服务器对视频文件进行AI视频处理以判断是否存在撞击，若认为发生撞击则立即提醒有关部门相关人员。
优选地，本发明的基于物联网的撞击检测方法，在S2步骤中所述加速度传感器在感应到的加速度大于阈值时增加采样频率，并且由所述检测装置的控制器针对所述加速度传感器记录的加速度采样信号进行初步判断以确定是否存在撞击，若认为存在撞击才向所述监控设备发出信号。
优选地，本发明的基于物联网的撞击检测方法，与所述检测装置的控制器连接的存储器内设置有非撞击加速度采样信号数据库，所述加速度传感器记录的加速度采样信号先与非撞击加速度采样信号数据库进行匹配度检验，加速度采样信号与非撞击加速度采样信号数据库中数据吻合的时候则认为是误报，未发生撞击。
优选地，本发明的基于物联网的撞击检测方法，所述被检测物为铁路桥或者公路桥，所述检测装置设置铁路桥或者公路桥的涵洞上方。
本发明的有益效果是：
本申请的基于物联网的撞击检测方法及系统，检测装置中通常情况下仅加速度传感器处于工作状态，检测装置整体耗电量低，无须市电接入，使用电池供电即可满足要求。监控设备发送的视频文件为收到触发时间的信号后触发时间前后T秒的视频文件，并降低了视频文件存储空间的需求，数据传输量少，并且服务器端处理的数据也少，整体而言均减小了户外设备的耗电量。
附图说明
下面结合附图和实施例对本申请的技术方案进一步说明。
图1是本申请实施例的基于物联网的撞击检测系统的结构示意图；
图2是本申请实施例的基于物联网的撞击检测方法的流程图；
图中的附图标记为：
1 检测装置；
2 监控设备；
3 服务器；
11 加速度传感器；
12 无线通讯模块；
13 控制器；
14 存储器；
15 第一电池；
21 摄像头；
22 网关；
23 第二电池；
24 通信模块。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请的技术方案。实施例中的比如的用语仅仅是一种针对具体情况的举例，本领域应当能够理解并进行合理的扩展。
实施例1
本实施例提供一种基于物联网的撞击检测系统，如图1所示，包括：检测装置1、监控设备2和服务器端3；
所述检测装置1设置于被检测物上，所述检测装置包括加速度传感器11、无线通讯模块12和控制器13，通常状态下无线通讯模块12和控制器13均处于休眠状态，用于供电的第一电池15；
所述监控设备2通过无线通讯与所述检测装置1的无线通讯模块12连接，所述监控设备2能够拍摄所述检测物处的图像形成视频文件；无线通讯可以选择为Lora无线通讯。所述监控设备2可以为多个；具有摄像头21、网关22(多个监控设备2时)、第二电池23、通信模块24；
所述服务器端3用于接收所述监控设备2形成的视频文件；
所述加速度传感器11设置有触发阈值，当加速度传感器11感应到的加速度大于阈值时，则唤醒无线通讯模块12和控制器13，由控制器13记录下触发时间，并且加速度传感器11收集感应到的加速度值并由无线通讯模块12发送包括触发时间的信号至所述监控设备2，所述监控设备2在收到无线通讯模块12发送的信号后将所述触发时间前后T秒的视频文件截取并上传至服务器端3，由服务器3对视频文件进行AI视频处理以判断是否存在撞击，若认为发生撞击则立即提醒有关部门相关人员。
所述被检测物为铁路桥、公路桥等等。所述检测装置1设置铁路桥或者公路桥的涵洞上方。
本实施例的基于物联网的撞击检测系统，检测装置1中通常情况下仅加速度传感器11处于工作状态，检测装置1整体耗电量低，无须市电接入，使用电池供电即可满足要求。监控设备2发送的视频文件为收到触发时间的信号后触发时间前后T秒的视频文件，并降低了视频文件存储空间的需求(可以覆盖之前的文件)，数据传输量少，并且服务器端3处理的数据也少，整体而言均减小了户外设备的耗电量。所述时间T可以选择10s，且前后时间可以不同。
所述监控设备2由太阳能电池板和充电电池供电。
所述加速度传感器11在感应到的加速度大于阈值时增加采样频率，且由所述检测装置1的控制器13针对所述加速度传感器11记录的加速度采样信号进行初步判断以确定是否存在撞击，若认为存在撞击才向所述监控设备2发出信号。增加采样频率可以使采样更加准确，同时，通常情况下采样频率低也是为了降低平时的能耗。
与所述检测装置1的控制器13连接的存储器14内设置有非撞击加速度采样信号数据库，非撞击加速度采样信号数据库由实验得到，所述加速度传感器11记录的加速度采样信号先与非撞击加速度采样信号数据库进行匹配度检验，加速度采样信号与非撞击加速度采样信号数据库中数据吻合的时候则认为是误报，未发生撞击。通过判断提高精准度的同时，也降低功耗。
比如：所述加速度传感器11仅记录到一次加速度大于阈值的信号，之后未记录到加速度大于阈值的信号，则认为不存在撞击，也就无需触发后续的工作。
实施例2
本实施例提供一种基于物联网的撞击检测方法，
使用基于物联网的撞击检测系统，所述系统包括：检测装置1、监控设备2和服务器端3；
所述检测装置1设置于被检测物上，所述检测装置包括加速度传感器11、无线通讯模块12和控制器13；
所述监控设备2通过无线通讯与所述检测装置1的无线通讯模块12连接，所述监控设备2能够拍摄所述检测物处的图像形成视频文件；
所述方法包括以下步骤：
S1：加速度传感器11实时采集加速度信号，并与设定好的触发阈值进行比较；
S2：当采集加速度信号大于触发阈值时，唤醒无线通讯模块12和控制器13，由控制器13记录下触发时间，且加速度传感器11收集感应到的加速度值并由无线通讯模块12发送包括触发时间的信号至所述监控设备2；
S3：所述监控设备2在收到无线通讯模块12发送的信号后将所述触发时间前后T秒的视频文件截取并上传至服务器端3；
S4：服务器3对视频文件进行AI视频处理以判断是否存在撞击，若认为发生撞击则立即提醒有关部门相关人员。
优选地，在S2步骤中所述加速度传感器11在感应到的加速度大于阈值时增加采样频率，并且由所述检测装置1的控制器13针对所述加速度传感器11记录的加速度采样信号进行初步判断以确定是否存在撞击，若认为存在撞击才向所述监控设备2发出信号。增加采样频率可以使采样更加准确，同时，通常情况下采样频率低也是为了降低平时的能耗。
优选地，与所述检测装置1的控制器13连接的存储器14内设置有非撞击加速度采样信号数据库，非撞击加速度采样信号数据库由实验得到，所述加速度传感器11记录的加速度采样信号先与非撞击加速度采样信号数据库进行匹配度检验，加速度采样信号与非撞击加速度采样信号数据库中数据吻合的时候则认为是误报，未发生撞击。通过判断提高精准度的同时，也降低功耗。
比如：所述加速度传感器11仅记录到一次加速度大于阈值的信号，之后未记录到加速度大于阈值的信号，则认为不存在撞击，也就无需触发后续的工作。
本实施例的基于物联网的撞击检测方法与实施例1中的基于物联网的撞击检测装置的优点相同。
以上述依据本申请的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项申请技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项申请的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

Claims (9)

1.一种基于物联网的撞击检测系统，其特征在于，包括：检测装置(1)、监控设备(2)和服务器端(3)；
所述检测装置(1)设置于被检测物上，所述检测装置包括加速度传感器(11)、无线通讯模块(12)和控制器(13)，通常状态下无线通讯模块(12)和控制器(13)均处于休眠状态；
所述监控设备(2)通过无线通讯与所述检测装置(1)的无线通讯模块(12)连接，所述监控设备(2)能够拍摄所述检测物处的图像形成视频文件；
所述服务器端(3)用于接收所述监控设备(2)形成的视频文件；
所述加速度传感器(11)设置有触发阈值，当加速度传感器(11)感应到的加速度大于阈值时，则唤醒无线通讯模块(12)和控制器(13)，由控制器(13)记录下触发时间，并且加速度传感器(11)收集感应到的加速度值并由无线通讯模块(12)发送包括触发时间的信号至所述监控设备(2)，所述监控设备(2)在收到无线通讯模块(12)发送的信号后将所述触发时间前后T秒的视频文件截取并上传至服务器端(3)，由服务器(3)对视频文件进行AI视频处理以判断是否存在撞击，若认为发生撞击则立即提醒有关部门相关人员。
2.根据权利要求1所述的基于物联网的撞击检测系统，其特征在于，所述监控设备(2)由太阳能电池板和充电电池供电。
3.根据权利要求1所述的基于物联网的撞击检测系统，其特征在于，所述加速度传感器(11)在感应到的加速度大于阈值时增加采样频率，且由所述检测装置(1)的控制器(13)针对所述加速度传感器(11)记录的加速度采样信号进行初步判断以确定是否存在撞击，若认为存在撞击才向所述监控设备(2)发出信号。
4.根据权利要求3所述的基于物联网的撞击检测系统，其特征在于，与所述检测装置(1)的控制器(13)连接的存储器(14)内设置有非撞击加速度采样信号数据库，所述加速度传感器(11)记录的加速度采样信号先与非撞击加速度采样信号数据库进行匹配度检验，加速度采样信号与非撞击加速度采样信号数据库中数据吻合的时候则认为是误报，未发生撞击。
5.根据权利要求1-4任一项所述的基于物联网的撞击检测系统，其特征在于，所述被检测物为铁路桥或者公路桥，所述检测装置(1)设置铁路桥或者公路桥的涵洞上方。
6.一种基于物联网的撞击检测方法，使用基于物联网的撞击检测系统，所述系统包括：检测装置(1)、监控设备(2)和服务器端(3)；
所述检测装置(1)设置于被检测物上，所述检测装置包括加速度传感器(11)、无线通讯模块(12)和控制器(13)；
所述监控设备(2)通过无线通讯与所述检测装置(1)的无线通讯模块(12)连接，所述监控设备(2)能够拍摄所述检测物处的图像形成视频文件；
其特征在于，
所述方法包括以下步骤：
S1：加速度传感器(11)实时采集加速度信号，并与设定好的触发阈值进行比较；
S2：当采集加速度信号大于触发阈值时，唤醒无线通讯模块(12)和控制器(13)，由控制器(13)记录下触发时间，且加速度传感器(11)收集感应到的加速度值并由无线通讯模块(12)发送包括触发时间的信号至所述监控设备(2)；
S3：所述监控设备(2)在收到无线通讯模块(12)发送的信号后将所述触发时间前后T秒的视频文件截取并上传至服务器端(3)；
S4：服务器(3)对视频文件进行AI视频处理以判断是否存在撞击，若认为发生撞击则立即提醒有关部门相关人员。
7.根据权利要求6所述的基于物联网的撞击检测方法，其特征在于，在S2步骤中所述加速度传感器(11)在感应到的加速度大于阈值时增加采样频率，并且由所述检测装置(1)的控制器(13)针对所述加速度传感器(11)记录的加速度采样信号进行初步判断以确定是否存在撞击，若认为存在撞击才向所述监控设备(2)发出信号。
8.根据权利要求7所述的基于物联网的撞击检测方法，其特征在于，与所述检测装置(1)的控制器(13)连接的存储器(14)内设置有非撞击加速度采样信号数据库，所述加速度传感器(11)记录的加速度采样信号先与非撞击加速度采样信号数据库进行匹配度检验，加速度采样信号与非撞击加速度采样信号数据库中数据吻合的时候则认为是误报，未发生撞击。
9.根据权利要求6-8任一项所述的基于物联网的撞击检测方法，其特征在于，所述被检测物为铁路桥或者公路桥，所述检测装置(1)设置铁路桥或者公路桥的涵洞上方。
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