CN114827777B - 井盖松动的监测方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

井盖松动的监测方法、装置、设备及存储介质 Download PDF

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CN114827777B CN202210744730.7A CN202210744730A CN114827777B CN 114827777 B CN114827777 B CN 114827777B CN 202210744730 A CN202210744730 A CN 202210744730A CN 114827777 B CN114827777 B CN 114827777B
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Abstract

本发明提供了一种井盖松动的监测方法、装置、设备及存储介质，本发明的井盖松动的监测方法，井盖松动监测装置中的三轴加速度传感器是以固定周期间隔性工作来采集井盖的三轴加速度数据的，三轴加速度传感器无需实时工作，降低了井盖松动监测装置的耗电量，提升了井盖松动监测装置的续航周期，在数据处理方面，本发明的井盖松动的监测方法是通过采集到一定数量后的三轴加速度数据样本后才进行数据的方差计算，获得三轴加速度数据的离散程度来评估井盖的松动程度，并且计算过程采用的是增量计算方法，降低了每次数据的处理量，还提高了数据的处理效率。

Description

井盖松动的监测方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本发明涉及井盖监测技术领域，尤其涉及一种井盖松动的监测方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
随着城市建设步伐的不断加快，城市道路改建、新建、扩建、大修的工程数量及规模不断扩大，伴随每组道路工程相应的地下管网工程以及地面检查井的不断增多，井盖数量已经非常庞大。
大量在外井盖由于缺乏有效的实时监控管理手段，破损、损坏等情况无法及时获知而得不到及时修复，会对道路上的车辆、行人造成极大的危害，对社会安定、安全造成了极大负面影响，以至于很多地区出现伤人以及损车事件，给人们的出行安全造成很大威胁。
井盖损坏其中一个主要原因是井盖减震圈受损。由于雨淋日晒等天气伤害，加上长期车辆碾压井盖，导致减震圈受损，减震圈受损又会加剧井盖松动震动现象，形成一个恶性循坏，进而影响到井盖整体安全性。井盖松动程度在线监测变得尤为重要。
现有监测手段中，同常是通过监测井盖被车轮碾压的震动时间长度来反馈井盖松动程度，这一种监测方法需要实时性高，因为车辆经过井盖，井盖震动的时间都比较短，这个过程需要传感器和监测装置一直在工作，对监测设备续航时间来说是很大的挑战。另外，由于主干道上车流量比较大，如果长时间采集分析，监测设备必会耗费大量电量；如果只进行短期的采集分析，计算结果又不能客观呈现井盖松动受损程度。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种井盖松动的监测方法、装置、设备及存储介质，旨在解决现有技术井盖松动的监测方法中装置的耗电量高，难以实现井盖松动的长时间监测的技术问题。
本发明第一方面提供了一种井盖松动的监测方法，所述井盖松动的监测方法包括：
在待监测的井盖上安装井盖松动监测装置，并建立所述井盖松动监测装置与服务器的通讯连接，其中，所述井盖松动监测装置包括数据处理器、通讯模块、电源、三轴加速度传感器和存储器；
使所述井盖松动监测装置中的所述三轴加速度传感器以固定周期间隔性的工作，采集所述井盖的三轴加速度数据；
使用增量计算法，每采集到N组所述三轴加速度数据便计算一次采集到的N组所述三轴加速度数据的当前三轴加速度均值集和当前三轴加速度方差集，其中，N为正整数；
基于所述当前三轴加速度均值集和所述当前三轴加速度方差集，并结合由N组所述三轴加速度数据之前所述井盖松动监测装置采集到的M组所述三轴加速度数据计算得到的历史三轴加速度均值集和历史三轴加速度方差集，计算得到M+N组所述三轴加速度数据的全量数据三轴加速度均值集和全量数据三轴加速度方差集，其中，M为正整数；
将所述三轴加速度数据的组数M+N、所述全量数据三轴加速度均值集和所述全量数据三轴加速度方差集存储到所述存储器中并同步保存在所述服务器中，以作为评估所述井盖松紧程度的参考数据。
在本发明第一方面一种可选的实施方式中，每组所述三轴加速度数据均包括1个X轴加速度数据、1个Y轴加速度数据和1个Z轴加速度数据；所述当前三轴加速度均值集包括第一X轴加速度均值、第一Y轴加速度均值和第一Z轴加速度均值；所述当前三轴加速度方差集包括第一X轴加速度方差、第一Y轴加速度方差和第一Z轴加速度方差。
在本发明第一方面一种可选的实施方式中，所述使用增量计算法，每采集到N组所述三轴加速度数据便计算一次采集到的N组所述三轴加速度数据的当前三轴加速度均值集和当前三轴加速度方差集包括：
使用增量计算法，每采集到N组所述三轴加速度数据，获取N组所述三轴加速度数据中的N个所述X轴加速度数据，基于N个所述X轴加速度数据计算得到所述第一X轴加速度均值和所述第一X轴加速度方差；
获取N组所述三轴加速度数据中的N个所述Y轴加速度数据，基于N个所述Y轴加速度数据计算得到所述第一Y轴加速度均值和所述第一Y轴加速度方差；
获取N组所述三轴加速度数据中的N个所述Z轴加速度数据，基于N个所述Z轴加速度数据计算得到所述第一Z轴加速度均值和所述第一Z轴加速度方差。
在本发明第一方面一种可选的实施方式中，所述历史三轴加速度均值集包括第二X轴加速度均值、第二Y轴加速度均值和第二Z轴加速度均值；所述历史三轴加速度方差集包括第二X轴加速度方差、第二Y轴加速度方差和第二Z轴加速度方差；所述全量数据三轴加速度均值集包括第三X轴加速度均值、第三Y轴加速度均值和第三Z轴加速度均值；所述全量数据三轴加速度方差集包括第三X轴加速度方差、第三Y轴加速度方差和第三Z轴加速度方差。
在本发明第一方面一种可选的实施方式中，所述基于所述当前三轴加速度均值集和所述当前三轴加速度方差集，并结合由N组所述三轴加速度数据之前所述井盖松动监测装置采集到的M组所述三轴加速度数据计算得到的历史三轴加速度均值集和历史三轴加速度方差集，计算得到M+N组所述三轴加速度数据的全量数据三轴加速度均值集和全量数据三轴加速度方差集包括：
基于所述第一X轴加速度均值、所述第二X轴加速度均值、以及所述三轴加速度数据的组数M和组数N计算得到所述第三X轴加速度均值；
基于所述第一Y轴加速度均值、所述第二Y轴加速度均值、以及所述三轴加速度数据的组数M和组数N计算得到所述第三Y轴加速度均值；
基于所述第一Z轴加速度均值、所述第二Z轴加速度均值、以及所述三轴加速度数据的组数M和组数N计算得到所述第三Z轴加速度均值。
在本发明第一方面一种可选的实施方式中，所述基于所述当前三轴加速度均值集和所述当前三轴加速度方差集，并结合由N组所述三轴加速度数据之前所述井盖松动监测装置采集到的M组所述三轴加速度数据计算得到的历史三轴加速度均值集和历史三轴加速度方差集，计算得到M+N组所述三轴加速度数据的全量数据三轴加速度均值集和全量数据三轴加速度方差集还包括：
基于所述第一X轴加速度方差、所述第一X轴加速度均值、所述第二X轴加速度方差、所述第二X轴加速度均值、所述第三X轴加速度均值、以及所述三轴加速度数据的组数M和组数N计算得到所述第三X轴加速度方差；
基于所述第一Y轴加速度方差、所述第一Y轴加速度均值、所述第二Y轴加速度方差、所述第二Y轴加速度均值、所述第三Y轴加速度均值、以及所述三轴加速度数据的组数M和组数N计算得到所述第三Y轴加速度方差；
基于所述第一Z轴加速度方差、所述第一Z轴加速度均值、所述第二Z轴加速度方差、所述第二Z轴加速度均值、所述第三Z轴加速度均值、以及所述三轴加速度数据的组数M和组数N计算得到所述第三Z轴加速度方差。
在本发明第一方面一种可选的实施方式中，所述使所述井盖松动监测装置中的所述三轴加速度传感器以固定周期间隔性的工作，采集所述井盖的三轴加速度数据包括：
使所述井盖松动监测装置中的所述三轴加速度传感器每经过第一时长工作一次，每次工作第二时长，所述第一时长+所述第二时长为200ms。
本发明第二方面提供了一种井盖松动的监测装置，所述井盖松动的监测装置包括：
安装模块，用于在待监测的井盖上安装井盖松动监测装置，并建立所述井盖松动监测装置与服务器的通讯连接，其中，所述井盖松动监测装置包括数据处理器、通讯模块、电源、三轴加速度传感器和存储器；
设置模块，用于使所述井盖松动监测装置中的所述三轴加速度传感器以固定周期间隔性的工作，采集所述井盖的三轴加速度数据；
第一计算模块，用于使用增量计算法，每采集到N组所述三轴加速度数据便计算一次采集到的N组所述三轴加速度数据的当前三轴加速度均值集和当前三轴加速度方差集，其中，N为正整数；
第二计算模块，用于基于所述当前三轴加速度均值集和所述当前三轴加速度方差集，并结合由N组所述三轴加速度数据之前所述井盖松动监测装置采集到的M组所述三轴加速度数据计算得到的历史三轴加速度均值集和历史三轴加速度方差集，计算得到M+N组所述三轴加速度数据的全量数据三轴加速度均值集和全量数据三轴加速度方差集，其中，M为正整数；
存储模块，用于将所述三轴加速度数据的组数M+N、所述全量数据三轴加速度均值集和所述全量数据三轴加速度方差集存储到所述存储器中并同步保存在所述服务器中，以作为评估所述井盖松紧程度的参考数据。
本发明第三方面提供了一种井盖松动的监测设备，所述井盖松动的监测设备包括：存储器和至少一个处理器，所述存储器中存储有指令，所述存储器和所述至少一个处理器通过线路互连；
所述至少一个处理器调用所述存储器中的所述指令，以使得所述井盖松动的监测设备执行如上述任一项所述的井盖松动的监测方法。
本发明第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一项所述的井盖松动的监测方法。
有益效果：本发明提供了一种井盖松动的监测方法、装置、设备及存储介质，本发明的井盖松动的监测方法，井盖松动监测装置中的三轴加速度传感器是以固定周期间隔性工作来采集井盖的三轴加速度数据的，三轴加速度传感器无需长时间工作，降低了井盖松动监测装置的耗电量，提升了井盖松动监测装置的续航周期，在数据处理方面，本发明的井盖松动的监测方法是通过采集到一定数量后的三轴加速度数据样本后才进行数据的方差计算，获得三轴加速度数据的离散程度来评估井盖的松动程度，并且计算过程采用的是增量计算方法，降低了每次数据的处理量，还提高了数据的处理效率。
附图说明
图1为本发明一种井盖松动的监测方法的一个实施例示意图；
图2为本发明一种井盖松动的监测系统的一个实施例示意图；
图3为本发明一种井盖松动的监测装置的一个实施例示意图；
图4为本发明一种井盖松动的监测设备的一个实施例示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种井盖松动的监测方法、装置、设备及存储介质。本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等（如果存在）是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”或“具有”及其任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
参见图1，本发明第一方面提供了一种井盖松动的监测方法，所述井盖松动的监测方法包括：
S100、在待监测的井盖上安装井盖松动监测装置，并建立所述井盖松动监测装置与服务器的通讯连接，其中，参见图2，所述井盖松动监测装置包括数据处理器01、通讯模块02、电源03、三轴加速度传感器04和存储器05；所述通讯模块02、所述电源03、所述三轴加速度传感器04和所述存储器05均与所述数据处理器01相连，所述通讯模块02通过基站（NB-IoT/4G网络）与所述服务器通讯连接。本发明技术方案的三轴加速度传感器可以设置为低采集率模式，使得内部数据更新频率尽可能降低，有助于降低功耗传感器功耗，三轴加速度传感器以意法半导体有限公司型号LIS3DHTR三轴传感器为例，10Hz模式下传感器电流为4μA@3.3V。
S200、使所述井盖松动监测装置中的所述三轴加速度传感器以固定周期间隔性的工作，采集所述井盖的三轴加速度数据；在本实施例中，为了在井盖松动监测装置节能，能够采集到合理数量的三轴加速度数据，可以使所述井盖松动监测装置中的所述三轴加速度传感器每经过第一时长工作一次，每次工作第二时长，所述第一时长+所述第二时长为200ms。具体来说，车辆经过井盖后，井盖震动时间大约为1~2秒，因此采集周期要小于等于200ms才能较好地监测到井盖震动。本发明技术方案中的井盖松动监测装置每一次数据采集总共用时是200ms，在这200ms中，井盖松动监测装置每次工作采集用时0.5ms，电流约为5000μA；之后井盖松动监测装置休眠约199.5ms，电流约为13μA。
通过计算本发明井盖松动监测装置采集时的电流
Figure 793575DEST_PATH_IMAGE001
为：
Figure 179557DEST_PATH_IMAGE002
而通过监测井盖震动时间长度这种方案中，传感器需要保持高实时性才能精确监测井盖被压下直到恢复原状全过程（通常传感器内部加速度数据更新频率通常要大于等于100Hz），监测设备全过程在工作进行数据采集，采集阶段电流I：
Figure 42919DEST_PATH_IMAGE004
相比之下耗电情况相差200多倍。本发明节电方面优势十分明显，在如此低的采集功耗下，方可进行长期井盖震动分析，电池供电的监测设备续航时间才能得到有力保障，免去频繁更换电池的繁琐工作，降低维护成本。
S300、使用增量计算法，每采集到N组所述三轴加速度数据便计算一次采集到的N组所述三轴加速度数据的当前三轴加速度均值集和当前三轴加速度方差集，其中，N为正整数，且；其中N大于等于100，每组所述三轴加速度数据均包括1个X轴加速度数据、1个Y轴加速度数据和1个Z轴加速度数据；所述当前三轴加速度均值集包括第一X轴加速度均值、第一Y轴加速度均值和第一Z轴加速度均值；所述当前三轴加速度方差集包括第一X轴加速度方差、第一Y轴加速度方差和第一Z轴加速度方差。
在步骤S300中，所述使用增量计算法，每采集到N组所述三轴加速度数据便计算一次采集到的N组所述三轴加速度数据的当前三轴加速度均值集和当前三轴加速度方差集包括：
使用增量计算法，每采集到N组所述三轴加速度数据，获取N组所述三轴加速度数据中的N个所述X轴加速度数据，基于N个所述X轴加速度数据计算得到所述第一X轴加速度均值和所述第一X轴加速度方差；获取N组所述三轴加速度数据中的N个所述Y轴加速度数据，基于N个所述Y轴加速度数据计算得到所述第一Y轴加速度均值和所述第一Y轴加速度方差；获取N组所述三轴加速度数据中的N个所述Z轴加速度数据，基于N个所述Z轴加速度数据计算得到所述第一Z轴加速度均值和所述第一Z轴加速度方差。
举例来说，采集到的N组所述三轴加速度数据分别为第一组（X轴加速度数据a1、Y轴加速度数据b1和Z轴加速度数据c1），第二组为（X轴加速度数据a2、Y轴加速度数据b2和Z轴加速度数据c2），……，第N组为（X轴加速度数据aN、Y轴加速度数据bN和Z轴加速度数据cN），以X轴为例，计算第一X轴加速度均值，先获取到N个X轴加速度数据a1、a2、…、aN；第一X轴加速度均值
Figure 326133DEST_PATH_IMAGE005
；第一X轴加速度方差
Figure 617437DEST_PATH_IMAGE006
，第一Y轴加速度均值、第一Y轴加速度方差、第一Z轴加速度均值和第一Z轴加速度方差以此类推。
S400、基于所述当前三轴加速度均值集和所述当前三轴加速度方差集，并结合由N组所述三轴加速度数据之前所述井盖松动监测装置采集到的M组所述三轴加速度数据计算得到的历史三轴加速度均值集和历史三轴加速度方差集，计算得到M+N组所述三轴加速度数据的全量数据三轴加速度均值集和全量数据三轴加速度方差集，其中，M为正整数，M大于等于N；所述历史三轴加速度均值集包括第二X轴加速度均值、第二Y轴加速度均值和第二Z轴加速度均值；所述历史三轴加速度方差集包括第二X轴加速度方差、第二Y轴加速度方差和第二Z轴加速度方差；所述全量数据三轴加速度均值集包括第三X轴加速度均值、第三Y轴加速度均值和第三Z轴加速度均值；所述全量数据三轴加速度方差集包括第三X轴加速度方差、第三Y轴加速度方差和第三Z轴加速度方差。
简单的来讲，在本实施例中，本发明的井盖松动监测装置第一次采集到M组三轴加速度数据，会计算得到首次X轴加速度均值
Figure 353312DEST_PATH_IMAGE007
（即第二X轴加速度均值）、首次Y轴加速度均值、首次Y轴加速度均值、首次X轴加速度方差
Figure 270321DEST_PATH_IMAGE008
、首次Y轴加速度方差和首次Z轴加速度方差，然后将得到的这些数据保存（不用保存M组三轴加速度数据具体的各个数据，而保存由这些数据计算得到的均值和方差结果，减少了数据保存量）；之后第二次采集到N组三轴加速度数据后，不会直接与之前采集到的N组三轴加速度数据一起进行计算，而是先计算得到后面采集到的N组三轴加速度数据的二次X轴加速度均值
Figure 142462DEST_PATH_IMAGE009
（即第一X轴加速度均值）、二次Y轴加速度均值、二次Y轴加速度均值、二次X轴加速度方差
Figure 604668DEST_PATH_IMAGE010
、二次Y轴加速度方差和二次Z轴加速度方差；之后利用全量数据平均值公式
Figure 827839DEST_PATH_IMAGE011
（以X轴为例）和全量数据方差公式
Figure 50004DEST_PATH_IMAGE012
（以X轴为例），来计算得到M+N组数据的全量数据平均值和全量数据加速度方差，而不是一次性计算全部数据的平均值和方差，减少了每次需要处理的数据量，提高了数据处理的速度，降低了运算负荷，在计算得到全量数据平均值和全量数据加速度方差后替换之前存储器中存储的首次均值和方差数据作为下一次计算的基础，这样还保证了监控状态的实时更新。
在步骤S400中，所述基于所述当前三轴加速度均值集和所述当前三轴加速度方差集，并结合由N组所述三轴加速度数据之前所述井盖松动监测装置采集到的M组所述三轴加速度数据计算得到的历史三轴加速度均值集和历史三轴加速度方差集，计算得到M+N组所述三轴加速度数据的全量数据三轴加速度均值集和全量数据三轴加速度方差集包括：
基于所述第一X轴加速度均值、所述第二X轴加速度均值、以及所述三轴加速度数据的组数M和组数N计算得到所述第三X轴加速度均值；基于所述第一Y轴加速度均值、所述第二Y轴加速度均值、以及所述三轴加速度数据的组数M和组数N计算得到所述第三Y轴加速度均值；基于所述第一Z轴加速度均值、所述第二Z轴加速度均值、以及所述三轴加速度数据的组数M和组数N计算得到所述第三Z轴加速度均值。
在本实施例中，以X轴为例举例来说，通过之前的计算已经获得了N组所述三轴加速度数据计算得到的第一X轴加速度均值
Figure 776651DEST_PATH_IMAGE009
，之后再从存储器中获取之前由M组所述三轴加速度数据计算得到的第二X轴加速度均值
Figure 675337DEST_PATH_IMAGE007
，利用全量数据平均值公式
Figure 385804DEST_PATH_IMAGE011
，计算得到第三X轴加速度均值
Figure 926507DEST_PATH_IMAGE013
，第三Y轴加速度均值和第三Z轴加速度均值的计算方式以此类推。
在步骤S400中，所述基于所述当前三轴加速度均值集和所述当前三轴加速度方差集，并结合由N组所述三轴加速度数据之前所述井盖松动监测装置采集到的M组所述三轴加速度数据计算得到的历史三轴加速度均值集和历史三轴加速度方差集，计算得到M+N组所述三轴加速度数据的全量数据三轴加速度均值集和全量数据三轴加速度方差集还包括：
基于所述第一X轴加速度方差、所述第一X轴加速度均值、所述第二X轴加速度方差、所述第二X轴加速度均值、所述第三X轴加速度均值、以及所述三轴加速度数据的组数M和组数N计算得到所述第三X轴加速度方差；
基于所述第一Y轴加速度方差、所述第一Y轴加速度均值、所述第二Y轴加速度方差、所述第二Y轴加速度均值、所述第三Y轴加速度均值、以及所述三轴加速度数据的组数M和组数N计算得到所述第三Y轴加速度方差；
基于所述第一Z轴加速度方差、所述第一Z轴加速度均值、所述第二Z轴加速度方差、所述第二Z轴加速度均值、所述第三Z轴加速度均值、以及所述三轴加速度数据的组数M和组数N计算得到所述第三Z轴加速度方差。
在本实施例中，以X轴为例举例来说，通过之前的计算已经获得了N组所述三轴加速度数据计算得到的第一X轴加速度方差
Figure 288087DEST_PATH_IMAGE010
，第一X轴加速度均值
Figure 92095DEST_PATH_IMAGE009
，第二X轴加速度均值
Figure 289858DEST_PATH_IMAGE007
，由M+N组所述三轴加速度数据计算得到第三X轴加速度均值
Figure 571935DEST_PATH_IMAGE013
，以及配合从存储器中获取之前由M组所述三轴加速度数据计算得到的第二X轴加速度均值
Figure 289486DEST_PATH_IMAGE008
，基于全量数据方差公式
Figure 529975DEST_PATH_IMAGE012
，计算得到第三X轴加速度方差
Figure 949455DEST_PATH_IMAGE014
，第三Y轴加速度均值和第三Z轴加速度均值的计算方式以此类推。
S500、将所述三轴加速度数据的组数M+N、所述全量数据三轴加速度均值集和所述全量数据三轴加速度方差集存储到所述存储器中并同步保存在所述服务器中，以作为评估所述井盖松紧程度的参考数据。在本实施例中，在需要判定井盖松紧程度时，通过判断全量数据三轴加速度方差（包括第三X轴加速度方差、第三Y轴加速度方差和第三Y轴加速度方差）是否大于预设的阈值来实现，若第三X轴加速度方差、第三Y轴加速度方差和第三Y轴加速度方差中的一个或多个大于预设的阈值，则证明井盖过松，需要更换，在另一种实施方式中，还可以设置多个阈值，通过不同阈值区分出过松等级，例如设置三个阈值，三个阈值分别对应井盖轻度松动（仅提醒）、中度松动（提醒更换）和重度松动（报警）。
总的来说，本发明井盖松动的监测方法包括传感器数据采集、数据处理、数据存储、数据上传这四个子流程；传感器采集数据：此流程作用是取得前端传感器物理量基础数据（三轴传感器X轴加速度数值、Y轴加速度数值、Z轴加速度数值）。数据处理：利用采集到的加速度数据计算1天内的数据方差（1天为默认值，可配置为其他时长）。数据存储：利用存储芯片容量大、断电不丢失等优势，把数据存储起来，避免因网络短时故障而导致数据不能及时报送，进而发生数据丢失、数据被覆盖等问题。上传数据：把存储芯片数据上传到服务器，为监测人员分析井盖松动程度提供有利依据。
本发明装置使用三轴传感器采集井盖松动情况，采用超低功耗节电采集技术，通过大量数据分析井盖加速度数据离散程度，进而反馈出井盖松动程度，利用NB-IoT/4G网络把数据报送至服务器，从而实现远程监测井盖受损松动程度、运行情况。本发明对于节约监测装置电量方面有非常显著的效果。
参见图3，本发明第二方面提供了一种井盖松动的监测装置，所述井盖松动的监测装置包括：
安装模块10，用于在待监测的井盖上安装井盖松动监测装置，并建立所述井盖松动监测装置与服务器的通讯连接，其中，所述井盖松动监测装置包括数据处理器、通讯模块、电源、三轴加速度传感器和存储器；
设置模块20，用于使所述井盖松动监测装置中的所述三轴加速度传感器以固定周期间隔性的工作，采集所述井盖的三轴加速度数据；
第一计算模块30，用于使用增量计算法，每采集到N组所述三轴加速度数据便计算一次采集到的N组所述三轴加速度数据的当前三轴加速度均值集和当前三轴加速度方差集，其中，N为正整数；
第二计算模块40，用于基于所述当前三轴加速度均值集和所述当前三轴加速度方差集，并结合由N组所述三轴加速度数据之前所述井盖松动监测装置采集到的M组所述三轴加速度数据计算得到的历史三轴加速度均值集和历史三轴加速度方差集，计算得到M+N组所述三轴加速度数据的全量数据三轴加速度均值集和全量数据三轴加速度方差集，其中，M为正整数；
存储模块50，用于将所述三轴加速度数据的组数M+N、所述全量数据三轴加速度均值集和所述全量数据三轴加速度方差集存储到所述存储器中并同步保存在所述服务器中，以作为评估所述井盖松紧程度的参考数据。
在本发明第二方面一种可选的实施方式中，每组所述三轴加速度数据均包括1个X轴加速度数据、1个Y轴加速度数据和1个Z轴加速度数据；所述当前三轴加速度均值集包括第一X轴加速度均值、第一Y轴加速度均值和第一Z轴加速度均值；所述当前三轴加速度方差集包括第一X轴加速度方差、第一Y轴加速度方差和第一Z轴加速度方差。
在本发明第二方面一种可选的实施方式中，所述第一计算模块30包括：
第一计算子单元，用于使用增量计算法，每采集到N组所述三轴加速度数据，获取N组所述三轴加速度数据中的N个所述X轴加速度数据，基于N个所述X轴加速度数据计算得到所述第一X轴加速度均值和所述第一X轴加速度方差；
第二计算子单元，用于获取N组所述三轴加速度数据中的N个所述Y轴加速度数据，基于N个所述Y轴加速度数据计算得到所述第一Y轴加速度均值和所述第一Y轴加速度方差；
第三计算子单元，用于获取N组所述三轴加速度数据中的N个所述Z轴加速度数据，基于N个所述Z轴加速度数据计算得到所述第一Z轴加速度均值和所述第一Z轴加速度方差。
在本发明第二方面一种可选的实施方式中，所述历史三轴加速度均值集包括第二X轴加速度均值、第二Y轴加速度均值和第二Z轴加速度均值；所述历史三轴加速度方差集包括第二X轴加速度方差、第二Y轴加速度方差和第二Z轴加速度方差；所述全量数据三轴加速度均值集包括第三X轴加速度均值、第三Y轴加速度均值和第三Z轴加速度均值；所述全量数据三轴加速度方差集包括第三X轴加速度方差、第三Y轴加速度方差和第三Z轴加速度方差。
在本发明第二方面一种可选的实施方式中，所述第二计算模块40包括：
第四计算子单元，用于基于所述第一X轴加速度均值、所述第二X轴加速度均值、以及所述三轴加速度数据的组数M和组数N计算得到所述第三X轴加速度均值；
第五计算子单元，用于基于所述第一Y轴加速度均值、所述第二Y轴加速度均值、以及所述三轴加速度数据的组数M和组数N计算得到所述第三Y轴加速度均值；
第六计算子单元，用于基于所述第一Z轴加速度均值、所述第二Z轴加速度均值、以及所述三轴加速度数据的组数M和组数N计算得到所述第三Z轴加速度均值。
在本发明第二方面一种可选的实施方式中，所述第二计算模块40还包括：
第七计算子单元，用于基于所述第一X轴加速度方差、所述第一X轴加速度均值、所述第二X轴加速度方差、所述第二X轴加速度均值、所述第三X轴加速度均值、以及所述三轴加速度数据的组数M和组数N计算得到所述第三X轴加速度方差；
第八计算子单元，用于基于所述第一Y轴加速度方差、所述第一Y轴加速度均值、所述第二Y轴加速度方差、所述第二Y轴加速度均值、所述第三Y轴加速度均值、以及所述三轴加速度数据的组数M和组数N计算得到所述第三Y轴加速度方差；
第九计算子单元，用于基于所述第一Z轴加速度方差、所述第一Z轴加速度均值、所述第二Z轴加速度方差、所述第二Z轴加速度均值、所述第三Z轴加速度均值、以及所述三轴加速度数据的组数M和组数N计算得到所述第三Z轴加速度方差。
在本发明第二方面一种可选的实施方式中，所述设置模块20包括：
设置单元，用于使所述井盖松动监测装置中的所述三轴加速度传感器每经过第一时长工作一次，每次工作第二时长，所述第一时长+所述第二时长为200ms。
图4是本发明实施例提供的一种井盖松动的监测设备的结构示意图，该井盖松动的监测设备可因配置或性能不同而产生比较大的差异，可以包括一个或一个以上处理器60（central processing units，CPU）（例如，一个或一个以上处理器）和存储器70，一个或一个以上存储应用程序或数据的存储介质80（例如一个或一个以上海量存储设备）。其中，存储器和存储介质可以是短暂存储或持久存储。存储在存储介质的程序可以包括一个或一个以上模块（图示没标出），每个模块可以包括对井盖松动的监测设备中的一系列指令操作。更进一步地，处理器可以设置为与存储介质通信，在井盖松动的监测设备上执行存储介质中的一系列指令操作。
本发明的井盖松动的监测设备还可以包括一个或一个以上电源90，一个或一个以上有线或无线网络接口100，一个或一个以上输入输出接口110，和/或，一个或一个以上操作系统，例如Windows Serve，Mac OS X，Unix，Linux，FreeBSD等等。本领域技术人员可以理解，图4示出的井盖松动的监测设备结构并不构成对由井盖松动的监测设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以为非易失性计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质也可以为易失性计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行所述的井盖松动的监测方法的步骤。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方面和简洁，上述描述的系统或装置、单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（read-only memory，ROM）、随机存取存储器（random access memory，RAM）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，以上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精神和范围。

Claims (8)

1.一种井盖松动的监测方法，其特征在于，所述井盖松动的监测方法包括：
在待监测的井盖上安装井盖松动监测装置，并建立所述井盖松动监测装置与服务器的通讯连接，其中，所述井盖松动监测装置包括数据处理器、通讯模块、电源、三轴加速度传感器和存储器；
使所述井盖松动监测装置中的所述三轴加速度传感器以固定周期间隔性的工作，采集所述井盖的三轴加速度数据；
使用增量计算法，每采集到N组所述三轴加速度数据便计算一次采集到的N组所述三轴加速度数据的当前三轴加速度均值集和当前三轴加速度方差集，其中，N为正整数；
基于所述当前三轴加速度均值集和所述当前三轴加速度方差集，并结合所述存储器中存储的由N组所述三轴加速度数据之前所述井盖松动监测装置采集到的M组所述三轴加速度数据计算得到的历史三轴加速度均值集和历史三轴加速度方差集，利用全量数据平均值公式和全量数据方差公式分别计算得到M+N组所述三轴加速度数据的全量数据三轴加速度均值集和全量数据三轴加速度方差集，其中，M为正整数；
将所述三轴加速度数据的组数M+N、所述全量数据三轴加速度均值集和所述全量数据三轴加速度方差集存储到所述存储器中替换所述历史三轴加速度均值集和所述历史三轴加速度方差集并同步保存在所述服务器中，以作为评估所述井盖松紧程度的参考数据；
每组所述三轴加速度数据均包括1个X轴加速度数据、1个Y轴加速度数据和1个Z轴加速度数据；所述当前三轴加速度均值集包括第一X轴加速度均值、第一Y轴加速度均值和第一Z轴加速度均值；所述当前三轴加速度方差集包括第一X轴加速度方差、第一Y轴加速度方差和第一Z轴加速度方差；
所述历史三轴加速度均值集包括第二X轴加速度均值、第二Y轴加速度均值和第二Z轴加速度均值；所述历史三轴加速度方差集包括第二X轴加速度方差、第二Y轴加速度方差和第二Z轴加速度方差；所述全量数据三轴加速度均值集包括第三X轴加速度均值、第三Y轴加速度均值和第三Z轴加速度均值；所述全量数据三轴加速度方差集包括第三X轴加速度方差、第三Y轴加速度方差和第三Z轴加速度方差；
所述全量数据平均值公式为
Figure 484213DEST_PATH_IMAGE001
， 其中，若
Figure 154229DEST_PATH_IMAGE002
为所述第一X轴加速度均值，
Figure 268816DEST_PATH_IMAGE003
为所述第二X轴加速度均值，则
Figure 49690DEST_PATH_IMAGE004
为所述第三X轴加速度均值；若
Figure 34963DEST_PATH_IMAGE002
为所述第一Y轴加速度均值，
Figure 875880DEST_PATH_IMAGE003
为所述第二Y轴加速度均值，则
Figure 946605DEST_PATH_IMAGE004
为所述第三Y轴加速度均值；若
Figure 531170DEST_PATH_IMAGE002
为所述第一Z轴加速度均值，
Figure 370950DEST_PATH_IMAGE003
为所述第二Z轴加速度均值，则
Figure 382768DEST_PATH_IMAGE004
为所述第三Z轴加速度均值；
所述全量数据方差公式为
Figure 675209DEST_PATH_IMAGE005
，其中，若
Figure 63465DEST_PATH_IMAGE002
为所述第一X轴加速度均值，
Figure 757752DEST_PATH_IMAGE003
为所述第二X轴加速度均值，
Figure 940471DEST_PATH_IMAGE006
为所述第一X轴加速度方差，
Figure 985788DEST_PATH_IMAGE007
为所述第二X轴加速度方差，则
Figure 912155DEST_PATH_IMAGE008
为所述第三X轴加速度方差；若
Figure 460948DEST_PATH_IMAGE002
为所述第一Y轴加速度均值，
Figure 80149DEST_PATH_IMAGE003
为所述第二Y轴加速度均值，
Figure 347182DEST_PATH_IMAGE006
为所述第一Y轴加速度方差，
Figure 546082DEST_PATH_IMAGE007
为所述第二Y轴加速度方差，则
Figure 480540DEST_PATH_IMAGE008
为所述第三Y轴加速度方差；若
Figure 739483DEST_PATH_IMAGE002
为所述第一Z轴加速度均值，
Figure 24971DEST_PATH_IMAGE003
为所述第二Z轴加速度均值，
Figure 761983DEST_PATH_IMAGE006
为所述第一Z轴加速度方差，
Figure 816526DEST_PATH_IMAGE007
为所
述第二Z轴加速度方差，则
Figure 246371DEST_PATH_IMAGE008
为所述第三Z轴加速度方差。
2.根据权利要求1所述的井盖松动的监测方法，其特征在于，所述使用增量计算法，每采集到N组所述三轴加速度数据便计算一次采集到的N组所述三轴加速度数据的当前三轴加速度均值集和当前三轴加速度方差集包括：
使用增量计算法，每采集到N组所述三轴加速度数据，获取N组所述三轴加速度数据中的N个所述X轴加速度数据，基于N个所述X轴加速度数据计算得到所述第一X轴加速度均值和所述第一X轴加速度方差；
获取N组所述三轴加速度数据中的N个所述Y轴加速度数据，基于N个所述Y轴加速度数据计算得到所述第一Y轴加速度均值和所述第一Y轴加速度方差；
获取N组所述三轴加速度数据中的N个所述Z轴加速度数据，基于N个所述Z轴加速度数据计算得到所述第一Z轴加速度均值和所述第一Z轴加速度方差。
3.根据权利要求2所述的井盖松动的监测方法，其特征在于，所述基于所述当前三轴加速度均值集和所述当前三轴加速度方差集，并结合由N组所述三轴加速度数据之前所述井盖松动监测装置采集到的M组所述三轴加速度数据计算得到的历史三轴加速度均值集和历史三轴加速度方差集，计算得到M+N组所述三轴加速度数据的全量数据三轴加速度均值集和全量数据三轴加速度方差集包括：
基于所述第一X轴加速度均值、所述第二X轴加速度均值、以及所述三轴加速度数据的组数M和组数N计算得到所述第三X轴加速度均值；
基于所述第一Y轴加速度均值、所述第二Y轴加速度均值、以及所述三轴加速度数据的组数M和组数N计算得到所述第三Y轴加速度均值；
基于所述第一Z轴加速度均值、所述第二Z轴加速度均值、以及所述三轴加速度数据的组数M和组数N计算得到所述第三Z轴加速度均值。
4.根据权利要求3所述的井盖松动的监测方法，其特征在于，所述基于所述当前三轴加速度均值集和所述当前三轴加速度方差集，并结合由N组所述三轴加速度数据之前所述井盖松动监测装置采集到的M组所述三轴加速度数据计算得到的历史三轴加速度均值集和历史三轴加速度方差集，计算得到M+N组所述三轴加速度数据的全量数据三轴加速度均值集和全量数据三轴加速度方差集还包括：
基于所述第一X轴加速度方差、所述第一X轴加速度均值、所述第二X轴加速度方差、所述第二X轴加速度均值、所述第三X轴加速度均值、以及所述三轴加速度数据的组数M和组数N计算得到所述第三X轴加速度方差；
基于所述第一Y轴加速度方差、所述第一Y轴加速度均值、所述第二Y轴加速度方差、所述第二Y轴加速度均值、所述第三Y轴加速度均值、以及所述三轴加速度数据的组数M和组数N计算得到所述第三Y轴加速度方差；
基于所述第一Z轴加速度方差、所述第一Z轴加速度均值、所述第二Z轴加速度方差、所述第二Z轴加速度均值、所述第三Z轴加速度均值、以及所述三轴加速度数据的组数M和组数N计算得到所述第三Z轴加速度方差。
5.根据权利要求1所述的井盖松动的监测方法，其特征在于，所述使所述井盖松动监测装置中的所述三轴加速度传感器以固定周期间隔性的工作，采集所述井盖的三轴加速度数据包括：
使所述井盖松动监测装置中的所述三轴加速度传感器每经过第一时长工作一次，每次工作第二时长，所述第一时长+所述第二时长为200ms。
6.一种井盖松动的监测装置，其特征在于，所述井盖松动的监测装置包括：
安装模块，用于在待监测的井盖上安装井盖松动监测装置，并建立所述井盖松动监测装置与服务器的通讯连接，其中，所述井盖松动监测装置包括数据处理器、通讯模块、电源、三轴加速度传感器和存储器；
设置模块，用于使所述井盖松动监测装置中的所述三轴加速度传感器以固定周期间隔性的工作，采集所述井盖的三轴加速度数据；
第一计算模块，用于使用增量计算法，每采集到N组所述三轴加速度数据便计算一次采集到的N组所述三轴加速度数据的当前三轴加速度均值集和当前三轴加速度方差集，其中，N为正整数；
第二计算模块，用于基于所述当前三轴加速度均值集和所述当前三轴加速度方差集，并结合所述存储器中存储的由N组所述三轴加速度数据之前所述井盖松动监测装置采集到的M组所述三轴加速度数据计算得到的历史三轴加速度均值集和历史三轴加速度方差集，利用全量数据平均值公式和全量数据方差公式分别计算得到M+N组所述三轴加速度数据的全量数据三轴加速度均值集和全量数据三轴加速度方差集，其中，M为正整数；
存储模块，用于将所述三轴加速度数据的组数M+N、所述全量数据三轴加速度均值集和所述全量数据三轴加速度方差集存储到所述存储器中替换所述历史三轴加速度均值集和所述历史三轴加速度方差集并同步保存在所述服务器中，以作为评估所述井盖松紧程度的参考数据；
每组所述三轴加速度数据均包括1个X轴加速度数据、1个Y轴加速度数据和1个Z轴加速度数据；所述当前三轴加速度均值集包括第一X轴加速度均值、第一Y轴加速度均值和第一Z轴加速度均值；所述当前三轴加速度方差集包括第一X轴加速度方差、第一Y轴加速度方差和第一Z轴加速度方差；
所述历史三轴加速度均值集包括第二X轴加速度均值、第二Y轴加速度均值和第二Z轴加速度均值；所述历史三轴加速度方差集包括第二X轴加速度方差、第二Y轴加速度方差和第二Z轴加速度方差；所述全量数据三轴加速度均值集包括第三X轴加速度均值、第三Y轴加速度均值和第三Z轴加速度均值；所述全量数据三轴加速度方差集包括第三X轴加速度方差、第三Y轴加速度方差和第三Z轴加速度方差；
所述全量数据平均值公式为
Figure 222417DEST_PATH_IMAGE001
， 其中，若
Figure 294278DEST_PATH_IMAGE002
为所述第一X轴加速度均值，
Figure 937749DEST_PATH_IMAGE003
为所述第二X轴加速度均值，则
Figure 804074DEST_PATH_IMAGE004
为所述第三X轴加速度均值；若
Figure 532996DEST_PATH_IMAGE002
为所述第一Y轴加速度均值，
Figure 142968DEST_PATH_IMAGE003
为所述第二Y轴加速度均值，则
Figure 640946DEST_PATH_IMAGE004
为所述第三Y轴加速度均值；若
Figure 678172DEST_PATH_IMAGE002
为所述第一Z轴加速度均值，
Figure 894390DEST_PATH_IMAGE003
为所述第二Z轴加速度均值，则
Figure 776895DEST_PATH_IMAGE004
为所述第三Z轴加速度均值；
所述全量数据方差公式为
Figure 660537DEST_PATH_IMAGE005
，其中，若
Figure 603086DEST_PATH_IMAGE002
为所述第一X轴加速度均值，
Figure 572179DEST_PATH_IMAGE003
为所述第二X轴加速度均值，
Figure 992796DEST_PATH_IMAGE006
为所述第一X轴加速度方差，
Figure 996524DEST_PATH_IMAGE007
为所述第二X轴加速度方差，则
Figure 844394DEST_PATH_IMAGE008
为所述第三X轴加速度方差；若
Figure 300783DEST_PATH_IMAGE002
为所述第一Y轴加速度均值，
Figure 525091DEST_PATH_IMAGE003
为所述第二Y轴加速度均值，
Figure 383326DEST_PATH_IMAGE006
为所述第一Y轴加速度方差，
Figure 667677DEST_PATH_IMAGE007
为所述第二Y轴加速度方差，则
Figure 80203DEST_PATH_IMAGE008
为所述第三Y轴加速度方差；若
Figure 373781DEST_PATH_IMAGE002
为所述第一Z轴加速度均值，
Figure 555364DEST_PATH_IMAGE003
为所述第二Z轴加速度均值，
Figure 541775DEST_PATH_IMAGE006
为所述第一Z轴加速度方差，
Figure 441598DEST_PATH_IMAGE007
为所述第二Z轴加速度方差，则
Figure 538867DEST_PATH_IMAGE008
为所述第三Z轴加速度方差。
7.一种井盖松动的监测设备，其特征在于，所述井盖松动的监测设备包括：存储器和至少一个处理器，所述存储器中存储有指令，所述存储器和所述至少一个处理器通过线路互连；
所述至少一个处理器调用所述存储器中的所述指令，以使得所述井盖松动的监测设备执行如权利要求1-5中任一项所述的井盖松动的监测方法。
8.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-5中任一项所述的井盖松动的监测方法。
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