CN113720459A - 基于红外热成像处理的员工工作状态采集系统及判断方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于红外热成像处理的员工工作状态采集系统及判断方法，所述采集系统包括主机端，以及若干个从机端，其中：若干个从机端上均设有用于采集数据信息的监测设备，并通过所采集的数据信息分析员工当前工作状态信息，且每一个从机端均与主机端端连接以用于将所分析的员工当前工作状态信息传输给主机端；主机端用于将监测命令发送至从机端进行监测，以及根据所接收的员工当前工作状态信息进行显示和逻辑判定。本发明利用从机端采集数据信息并分析出员工当前工作状态信息，然后将其传输给主机端，进而判断出员工的工作状态，保证了员工个人隐私，也避免了给员工造成心理负担，为公司实现员工优中选优和晋升提供了数据依据。
Description
技术领域
本发明涉及到管理系统技术领域，尤其涉及一种基于红外热成像处理的员工工作状态采集系统及判断方法。
背景技术
随着科技的发展，越来越多的人开始在办公室从事工作，随之而来的是如何对办公室工作的员工工作状态进行有效监测，同时又保证员工相应的隐私不被侵犯，保证员工不会存在过大的心理压力，进而通过数据对员工的进行考评，最终实现双赢的局面。
目前普遍通过在员工桌位上安装网络摄像头，通过摄像头实时采集员工的脸部姿态，再传到高算力服务器或GPU(graphics processing unit，图形处理器)，通过AI(Artificial Intelligence，人工智能)图像算法判断出员工的工作状态，这样会极大的对员工造成心理压力及负担，甚至有侵犯隐私的可能性，不利于公司管理和运营。同时，在工作环境中，基于钉钉打卡等已广泛应用，但其伴随而来的也出现了相应的虚拟定位APP(Application，应用程序)，修改位置后，仍可有效记录的上下班打卡，且此类远程工具或多或少存在漏洞，如打卡后员工在上班期间长时间离开工位，上班期间人虽在座，但其实在睡觉、从而导致工作效率低下，甚至影响整个团队的工作气氛。
鉴于此，研究一种能够监测员工工作状态且有效保护员工隐私的员工工作状态采集系统及判断方法是本技术领域人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于红外热成像处理的员工工作状态采集系统及判断方法，其首先利用从机端采集工位上的温度数据信息并进行相应处理以分析员工当前工作状态信息，然后将所分析的员工当前工作状态信息传输给主机端进行逻辑判定以获得员工的工作状态，既保证了员工个人隐私不受侵犯，也避免了给员工造成心理负担，同时为公司实现员工优中选优、晋升等提供了数据依据。
为解决上述技术问题，本发明提供一种基于红外热成像处理的员工工作状态采集系统，包括主机端，以及若干个与工位一一对应的从机端，其中：
若干个从机端分别与主机端连接，每一个从机端上均设有监测设备、第一无线通信模块和第一数据处理系统，所述监测设备用于采集对应工位上员工的数据信息并发送至第一数据处理系统中进行处理以获取员工当前工作状态信息，第一无线通信模块与第一数据处理系统相连，用于将所获取的员工当前工作状态信息传输给主机端；
主机端上设有相互连接的第二无线通信模块和第二数据处理系统，所述第二无线通信模块与第一无线通信模块匹配用于实现主机端和从机端之间的数据交互，第二数据处理系统根据所接收的员工当前工作状态信息进行显示和逻辑判定。
优选地，所述监测设备为红外热成像阵列传感器，所述监测设备用于采集对应工位上包括人体温度和环境温度的数据信息。
优选地，所述从机端采用国产DSP作为主控芯片。
优选地，每一个所述从机端上均设有免打扰模式的按键。
优选地，所述第一无线通信模块与第二无线通信模块之间设有用于防作弊的校验码。
本发明还提供了一种基于红外热成像处理的员工工作状态判断方法，其包含上述所述的基于红外热成像处理的员工工作状态采集系统，所述方法包括以下步骤：
S1、主机端通过第二无线通信模块发送带有从机端设备号的监测命令并顺序轮询每一个从机端；
S2、每一个从机端均判断监测命令中的设备号是否与本机设备号相符，若不相符则不响应主机端的监测命令，若相符则进入步骤S3；
S3、从机端根据主机端的监测命令采集该工位上员工的数据信息并进行相应处理以获取员工当前工作状态信息，然后将所获取的员工当前工作状态信息反馈给主机端；
S4、主机端接收员工当前工作状态信息并进行显示和逻辑判定，进而获得员工的工作状态。
优选地，所述步骤S3的具体实现方式包括：
S31、从机端上的监测设备根据主机端发送的监测命令采集对应工位的若干个个温度数据进而形成温度矩阵表，然后发送至第一数据处理系统；
S32、第一数据处理系统从所述温度矩阵表中找出最大温度和最小温度并与对应所设定的最大温度阈值和最小温度阈值进行比较，若所找出的最大温度和最小温度超过其对应设定的最大温度阈值和最小温度阈值时，则判定该工位上有人，反之则判定该工位上无人；
S33、从机端将该工位上有人或无人的判定信息以及所述温度矩阵表上最高温度的坐标通过第一无线通信模块发送给主机端。
优选地，所述步骤S4的具体实现方式包括：
S41、主机端通过第二无线通信模块接收从机端所发送的该工位上有人和无人的判定信息以及所述温度矩阵表上最高温度的坐标并进行显示；
S42、所述主机端根据所接收的温度矩阵表上最高温度的坐标波动情况对员工工作状态进行逻辑判定，若在设定时间内主机端接收的温度矩阵表上最高温度的坐标波动一直不超过设定的波动范围阈值，则判定该工位上的员工打瞌睡；若在设定时间内主机端接收的温度矩阵表上最高温度的坐标波动至少有一次超过设定的波动范围阈值，则判定该工位上的员工正常工作。
优选地，所述设定时间为5分钟。
优选地，所述波动范围阈值设定为1。
与现有技术比较，本发明首先利用监测设备采集工位上的数据信息并传输给第一数据处理系统进行处理以获取员工当前工作状态信息，然后从机端将所获取的员工当前工作状态信息传输给主机端进行现实和逻辑判定，实现了员工工作状态的判断。由于主机端获取的员工当前工作状态信息并不是监测设备所采集的工位数据信息的原数据，因此，能够有效保护员工的个人隐私，大大降低了员工的心理负担，且主机端也能够通过员工当前工作状态信息判断出员工是否在工位和统计工位在线率，以及判断员工是否在工位睡觉；而且，通过局域内无线组网，实现了信息的安全性，使得其不可通过任何虚拟软件实现虚拟定位作弊，有效的保证了公司运营中的公平公正，为公司实现员工优中选优和晋升等提供了数据依据。
附图说明
图1是本发明中一种基于红外热成像处理的员工工作状态采集系统的结构框图，
图2是本发明中一种基于红外热成像处理的员工工作状态判断方法的流程图，
图3是本发明中主机端上显示界面的热度图。
图中：1.主机端，11.第二无线通信模块，12.第二数据处理系统，2.从机端，21.第一无线通信模块，22.第一数据处理系统，23.监测设备。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
如图1、图3所示，本发明提供的一种基于红外热成像处理的员工工作状态采集系统，包括主机端1，以及若干个与工位一一对应的从机端2，其中：
若干个从机端2分别与主机端1连接，每一个从机端2上均设有监测设备23、第一无线通信模块21和第一数据处理系统22，所述监测设备23用于采集对应工位上员工的数据信息并发送至第一数据处理系统22中进行处理以获取员工当前工作状态信息，第一无线通信模块21与第一数据处理系统22相连，用于将所获取的员工当前工作状态信息传输给主机端1；
主机端1上设有相互连接的第二无线通信模块11和第二数据处理系统12，所述第二无线通信模块11与第一无线通信模块21匹配用于实现主机端1和从机端2之间的数据交互，第二数据处理系统12根据所接收的员工当前工作状态信息进行显示和逻辑判定。
本实施例中，所述从机端2采用国产DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理器)作为主控芯片。DSP是一种具有特殊结构的微处理器，其内部采用程序和数据分开的哈佛结构，具有专门的硬件乘法器，广泛采用流水线操作，提供特殊的DSP指令，可以用来快速地实现各种数字信号处理算法。DSP最突出的两大特色是强大的数据处理能力和高运行速度，加上具有可编程性，实时运行速度可达每秒数以千万条复杂指令程序，远远超过通用微处理器，具有功耗低和运算能力大的特点。所述从机端2通过采用国产DSP对监测设备23所采集的数据信息进行计算，能够将功耗控制在1W以内，有效降低了主机端1的处理性能要求，进而使得主机端1具有小型化、低功耗和高性能的特点。
所述监测设备23为红外热成像阵列传感器，其用于采集对应工位上包括人体温度和环境温度的数据信息，当红外热成像阵列传感器连接到DSP上进行数据采集时，返回的是一组六十四个(8*8矩阵)单独的红外温度读数，则该温度矩阵表即为一个8*8矩阵表。由于该红外热成像阵列传感器具有可配置的中断引脚，当任何单个像素高于或低于设置的阀值时，该引脚可以触发中断，将其放置于工位上可监控温度过高过低的情况；同时，所述红外热成像阵列传感器的温度测量范围可为0℃到80℃，精度为±2.5℃，最大帧频为10HZ；故其具有结构紧凑简单和便于集成的特点。通过使用红外热成像阵列传感器对工位上人体与环境的温度进行采集以获取工位的温度信息，无法直接成像，因此不易侵犯员工的个人隐私，也不会给员工造成心理负担。
所述第一无线通信模块21与第二无线通信模块11之间设有用于防作弊的校验码。通过局域内无线组网并设定相应的校验码，使其只有在公司区域有响应，有效破除了一些APP软件通过虚拟定位打卡的方式，实现了防作弊；所述无线通信模块是新一代的多通道嵌入式无线数传模块，其工作频段为433.4—473.0MHz，且可设置多个频道，步进是400KHz，总共100个，最大发射功率为100mW(20dBm)，空中波特率5000bps下接收灵敏度为-116dBm，开阔地的通信距离为1000米。该无线通信模块内部含有MCU，用户无需对其另外编程，采用多种串口透传模式，用户可以根据使用要求用AT指令进行选择，各种透传模式只管收发串口数据即可，使用方便。而且，该无线通信模块的四种模式FU1、FU2、FU3、FU4的空闲状态下平均工作电流分别为3.6mA、80μA、16mA和16mA，最大工作电流为100mA(满功率发射状态下)。
本实施例中，所述主机端1首先发送监测命令给从机端2，从机端2根据监测命令利用红外热成像阵列传感器采集对应工位上的温度信息，并通过第一数据处理系统22对所采集的温度信息进行分析以获取员工当前工作状态信息，主机端1对员工当前工作状态信息进行显示和判定，进而获取员工的工作状态，即获取员工是否在工位上以及员工是否在工位睡觉等信息。由于利用红外热成像阵列传感器采集工位的温度信息，其无法直接成像，故不易侵犯个人隐私，也不会给员工造成过大的心理负担，通过从机端2上的第一数据处理系统22进行处理，既能够有效降低主机端1的处理性能要求，又可以有效判断出员工的工作状态进而统计工位在线率，而且通过局域内无线组网，实现了信息的安全性，且不可通过任何虚拟软件，实现虚拟定位作弊，有效保证了公司运营中的公平公正，为公司实现员工优中选优、晋升等提供了数据依据。而且，还能够通过主机端1将数据信息展示给老板。
本实施例中，所述主机端1上设有上位机，第二数据处理系统12设于上位机中用于对从机端2传输的员工当前工作状态信息进行处理，同时通过上位机对数据信息进行显示。
其中，所述主机端1根据员工当前工作状态信息进行逻辑判定包括员工在位率统计、人物精致判定以及传感器数据热度图等。
其中，每一个所述从机端2上均设有免打扰模式的按键。通过设置免打扰模式的按键可有效避免当从机端2采集工位信息时对该工位上员工造成影响，进一步降低了员工的心理负担。
如图2、图3所示，本发明还提供了一种基于红外热成像处理的员工工作状态判断方法，其包含上述所述的基于红外热成像处理的员工工作状态采集系统，所述方法包括以下步骤：
S1、主机端1通过第二无线通信模块11发送带有从机端2设备号的监测命令并顺序轮询每一个从机端2；
S2、每一个从机端2均判断监测命令中的设备号是否与本机设备号相符，若不相符则不响应主机端1的监测命令，若相符则进入步骤S3；
S3、从机端2根据主机端1的监测命令采集该工位上员工的数据信息并进行相应处理以获取员工当前工作状态信息，然后将所获取的员工当前工作状态信息反馈给主机端1；
S4、主机端1接收员工当前工作状态信息并进行显示和逻辑判定，进而获得员工的工作状态。
本实施例中，首先，所述主机端1在管理者的操作下通过第二无线通信模块11发送带有设备号(即设备ID号)的监测命令给每一个从机端2；每一个从机端2均判断该监测命令中设备号是否与本机设备号相符，若不相符则不响应，若相符则根据该监测命令采集对应工位上的温度信息，然后，第一数据处理系统22对所采集的温度信息进行分析处理以获取该工位上员工当前工作状态信息并发送至主机端1；最后，主机端1接收员工当前工作状态信息并进行显示和逻辑判定，进而得到员工的工作状态，即员工是否在工作位上以及员工是否在工位睡觉。由于监测设备23采集的是温度信息，其无法直接成像，故不易侵犯个人隐私，也不会给员工造成过大的心理负担，而且采集的温度信息是先通过从机端2上的第一数据处理系统22进行分析处理后再发送至主机端1进行显示和逻辑判定，既能够有效降低主机端1的处理性能要求，又可以有效判断出员工的工作状态和统计工位在线率；通过第一无线通信模块21和第二无线通信模块11在局域内无线组网，实现了信息的安全性，有效保证了公司运营中的公平公正，为公司实现员工优中选优、晋升等提供了数据依据。
其中，所述步骤S3的具体方实现式包括：
S31、从机端2上的监测设备23根据主机端1发送的监测命令采集对应工位的若干个温度数据进而形成温度矩阵表，然后发送至第一数据处理系统22；
S32、第一数据处理系统22从所述温度矩阵表中找出最大温度和最小温度并与对应所设定的最大温度阈值和最小温度阈值进行比较，若所找出的最大温度和最小温度超过其对应设定的最大温度阈值和最小温度阈值时，则判定该工位上有人，反之则判定该工位上无人；
S33、从机端2将该工位上有人或无人的判定信息以及所述温度矩阵表上最高温度的坐标通过第一无线通信模块21发送给主机端1。
其中，所述步骤S4的具体实现方式包括：。
S41、主机端1通过第二无线通信模块11接收从机端2所发送的该工位上有人和无人的判定信息以及温度矩阵表上最高温度的坐标并进行显示；
S42、所述主机端1根据所接收的温度矩阵表上最高温度的坐标波动情况对员工工作状态进行逻辑判定，若在设定时间内主机端1接收的温度矩阵表上最高温度的坐标波动一直不超过设定的波动范围阈值，则判定该工位上的员工打瞌睡；若在设定时间内主机端1接收的温度矩阵表上最高温度的坐标波动至少有一次超过设定的波动范围阈值，则判定该工位上的员工正常工作。
本实施例中，所述设定时间为5分钟，设定的波动范围阈值为1。首先获取某一时刻(即开始判断该工位员工是否打瞌睡的起始时间)员工对应工位的温度矩阵表上最高温度的坐标(i,j)，其中，i表示该时刻温度矩阵表上最高温度所处的行，j表示该时刻温度矩阵表上最高温度所处的列，然后在设定时间(即五分钟内)内采集该工位对应的温度数据并形成温度矩阵表，根据设定时间内其他时刻对应的温度矩阵表上最高温度的坐标波动情况判断该员工是否在睡觉，如图3所示，图3a表示主机端1显示界面显示的某一时刻第二从机端2(即从机序号为2)上员工当前工作状态信息，图3b表示主机端1显示界面显示的另一时刻第二从机端2上员工当前工作状态信息，若在设定的5分钟内，若所述温度矩阵表上最高温度的坐标波动一直在[i-1,i+1]和[j-1,j+1]范围内波动，则判定该员工在打瞌睡；若所述温度矩阵表上最高温度的坐标i和坐标j波动至少有一个大于设定的波动范围阈值1时，则判定该员工在正常工作。
本实施例中，所述从机端2根据对应工位上监测设备23(即红外热成像阵列传感器)检测的温度值判断该工位上是否有人就坐并将就坐信息传输给主机端1，主机端1根据收到相应从机端2的数据帧中带有就坐标志的帧数与收到相应从机端2的总数据帧数得到就座率，用公式表示为：
式(1)中，η表示就座率，x表示主机端收到相应从机端的数据帧中带有就坐标志的帧数，y表示主机端收到相应从机端的总数据帧数。
以上对本发明所提供的一种基于红外热成像处理的员工工作状态采集系统及判断方法进行了详细介绍。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核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.基于红外热成像处理的员工工作状态采集系统，其特征在于，包括主机端(1)，以及若干个与工位一一对应的从机端(2)，其中：
若干个从机端(2)分别与主机端(1)连接，每一个从机端(2)上均设有监测设备(23)、第一无线通信模块(21)和第一数据处理系统(22)，所述监测设备(23)用于采集对应工位上员工的数据信息并发送至第一数据处理系统(22)中进行处理以获取员工当前工作状态信息，第一无线通信模块(21)与第一数据处理系统(22)相连，用于将所获取的员工当前工作状态信息传输给主机端(1)；
主机端(1)上设有相互连接的第二无线通信模块(11)和第二数据处理系统(12)，所述第二无线通信模块(11)与第一无线通信模块(21)匹配用于实现主机端(1)和从机端(2)之间的数据交互，第二数据处理系统(12)根据所接收的员工当前工作状态信息进行显示和逻辑判定。
2.如权利要求1所述的基于红外热成像处理的员工工作状态采集系统，其特征在于，所述监测设备(23)为红外热成像阵列传感器，所述监测设备(23)用于采集对应工位上包括人体温度和环境温度的数据信息。
3.如权利要求1所述的基于红外热成像处理的员工工作状态采集系统，其特征在于，所述从机端(2)采用国产DSP作为主控芯片。
4.如权利要求1所述的基于红外热成像处理的员工工作状态采集系统，其特征在于，每一个所述从机端(2)上均设有免打扰模式的按键。
5.如权利要求1所述的基于红外热成像处理的员工工作状态采集系统，其特征在于，所述第一无线通信模块(21)与第二无线通信模块(11)之间设有用于防作弊的校验码。
6.基于红外热成像处理的员工工作状态判断方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1、主机端(1)通过第二无线通信模块(11)发送带有从机端(2)设备号的监测命令并顺序轮询每一个从机端(2)；
S2、每一个从机端(2)均判断监测命令中的设备号是否与本机设备号相符，若不相符则不响应主机端(1)的监测命令，若相符则进入步骤S3；
S3、从机端(2)根据主机端(1)的监测命令采集该工位上员工的数据信息并进行相应处理以获取员工当前工作状态信息，然后将所获取的员工当前工作状态信息反馈给主机端(1)；
S4、主机端(1)接收员工当前工作状态信息并进行显示和逻辑判定，进而获得员工的工作状态。
7.如权利要求6所述的基于红外热成像处理的员工工作状态判断方法，其特征在于，所述步骤S3的具体实现方式包括：
S31、从机端(2)上的监测设备(23)根据主机端(1)发送的监测命令采集对应工位的若干个温度数据进而形成温度矩阵表，然后发送至第一数据处理系统(22)；
S32、第一数据处理系统(22)从所述温度矩阵表中找出最大温度和最小温度并与对应所设定的最大温度阈值和最小温度阈值进行比较，若所找出的最大温度和最小温度分别超过其对应设定的最大温度阈值和最小温度阈值时，则判定该工位上有人，反之则判定该工位上无人；
S33、从机端(2)将该工位上有人或无人的判定信息以及所述温度矩阵表上最高温度的坐标通过第一无线通信模块(21)发送给主机端(1)。
8.如权利要求7所述的基于红外热成像处理的员工工作状态判断方法，其特征在于，所述步骤S4的具体实现方式包括：
S41、主机端(1)通过第二无线通信模块(11)接收从机端(2)所发送的该工位上有人和无人的判定信息以及温度矩阵表上最高温度的坐标并进行显示；
S42、所述主机端(1)根据所接收的温度矩阵表上最高温度的坐标波动情况对员工工作状态进行逻辑判定，若在设定时间内主机端(1)接收的温度矩阵表上最高温度的坐标波动一直不超过设定的波动范围阈值，则判定该工位上的员工打瞌睡；若在设定时间内主机端(1)接收温度矩阵表上最高温度的坐标波动至少有一次超过设定的波动范围阈值，则判定该工位上的员工正常工作。
9.如权利要求8所述的基于红外热成像处理的员工工作状态判断方法，其特征在于，所述设定时间为5分钟。
10.如权利要求8所述的基于红外热成像处理的员工工作状态判断方法，其特征在于，所述波动范围阈值设定为1。
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Application publication date: 20211130 |