CN116055539B - 基于工业物联网的设备运行状态监控系统及方法 - Google Patents

基于工业物联网的设备运行状态监控系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及基于工业物联网的设备运行状态监控系统及方法，属于无线电频谱监测数据处理技术领域，通过视频追踪检测装置、肢体行为检测装置、隐患距离检测装置、事故程度分析装置、语音警示装置、设备关停装置的配合方案，可对智能工厂设备在运行过程中出现的突发情况（受到不确定的人为因素影响，如：工作人员操作失误等）进行快速检测，可确保相关设备正常安全运行，避免发生工厂安全事故等。将视频追踪检测装置、肢体行为检测装置、隐患距离检测装置、事故程度分析装置、语音警示装置、设备关停装置设定为有序配合启动，可避免各个装置长时间处于无效动作状态，降低监控系统的能耗，并且，可防止各个装置出现误动作等。

Description

基于工业物联网的设备运行状态监控系统及方法
技术领域
本发明属于无线电频谱监测数据处理技术领域，具体涉及基于工业物联网的设备运行状态监控系统及方法。
背景技术
在工业互联网平台中，随着数据可视化（显示大屏）控制技术的发展，智能工厂中各个设备的运行状态，上位机通过通信链路查询到设备的运行状态参数，即，在监控中心或显示大屏监控到现场设备的运行状态情况。
但是，在获取智能工厂中各个设备的运行状态时，依靠的相关传感器等，一般是设备自带或固定加装在设备上的，存在较大的局限性，并且，对于设备在运行过程中出现的突发情况（如，受到不确定的人为因素影响）无法快速检测，可能会导致相关设备无法正常运行，甚至发生工厂安全事故。
因此，现阶段需设计基于工业物联网的设备运行状态监控系统、方法及存储介质，来解决以上问题。
发明内容
本发明目的在于提供基于工业物联网的设备运行状态监控系统、方法及存储介质，用于解决上述现有技术中存在的技术问题，对于设备在运行过程中出现的突发情况（如，受到不确定的人为因素影响）无法快速检测，可能会导致相关设备无法正常运行，甚至发生工厂安全事故。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
基于工业物联网的设备运行状态监控系统，包括视频追踪检测装置、肢体行为检测装置、隐患距离检测装置、事故程度分析装置、语音警示装置、设备关停装置、主控制装置，所述主控制装置分别与所述视频追踪检测装置、肢体行为检测装置、隐患距离检测装置、事故程度分析装置、语音警示装置、设备关停装置连接；
所述视频追踪检测装置用于检测智能工厂中是否存在工作人员并进行视频追踪；
所述肢体行为检测装置用于检测工作人员的肢体行为相对于智能工厂中的设备是否存在安全隐患；
所述隐患距离检测装置用于检测工作人员的肢体与智能工厂中的设备之间的距离是否在预设的隐患距离内；
所述事故程度分析装置用于分析工作人员的肢体行为相对于智能工厂中的设备存在安全隐患是否会对工作人员造成伤害；
所述语音警示装置用于通过语音警示的方式对工作人员进行相应警示；
所述设备关停装置用于将相对于工作人员的肢体行为存在安全隐患的设备关停。
进一步的，所述主控制装置控制所述视频追踪检测装置常开，控制所述肢体行为检测装置、隐患距离检测装置、事故程度分析装置、语音警示装置、设备关停装置常闭；
当所述视频追踪检测装置检测到智能工厂中存在工作人员并进行视频追踪时，所述主控制装置控制所述肢体行为检测装置开启；
当所述肢体行为检测装置检测到工作人员的肢体行为相对于智能工厂中的设备存在安全隐患时，所述主控制装置控制所述隐患距离检测装置开启；
当隐患距离检测装置检测到工作人员的肢体与智能工厂中的设备之间的距离在预设的隐患距离内时，所述主控制装置控制所述事故程度分析装置开启；
若所述事故程度分析装置分析出工作人员的肢体行为相对于智能工厂中的设备存在安全隐患不会对工作人员造成伤害，则所述主控制装置控制所述语音警示装置开启，若所述事故程度分析装置分析出工作人员的肢体行为相对于智能工厂中的设备存在安全隐患会对工作人员造成伤害，则所述主控制装置控制语音警示装置、设备关停装置开启。
进一步的，还包括遮挡物检测装置和摄像移件装置；
所述遮挡物检测装置和摄像移件装置分别与所述主控制装置连接；
所述遮挡物检测装置用于检测所述视频追踪检测装置进行视频追踪时是否被智能工厂内的障碍物遮挡；
所述摄像移件装置用于移动所述视频追踪检测装置；
其中，所述主控制装置控制所述遮挡物检测装置常开，并控制所述摄像移件装置常闭；
当所述遮挡物检测装置检测到所述视频追踪检测装置进行视频追踪时被智能工厂内的障碍物遮挡时，所述主控制装置控制所述摄像移件装置开启。
进一步的，还包括位置获取装置和智能摄像矩阵；
所述位置获取装置和智能摄像矩阵分别与所述主控制装置连接；
所述位置获取装置用于获取智能工厂中工作人员的实时位置信息；
所述智能摄像矩阵为智能工厂中以矩阵方式布置的若干摄像头，用于检测工作人员的肢体行为；
其中，所述主控制装置控制所述位置获取装置和智能摄像矩阵常闭；
当主控制装置控制所述肢体行为检测装置开启时，同时控制所述位置获取装置开启；
所述主控制装置开启智能摄像矩阵中距离所述实时位置信息距离最近的摄像头。
进一步的，还包括亮度检测装置和智能照明矩阵；
所述亮度检测装置和智能照明矩阵分别与所述主控制装置连接；
所述亮度检测装置用于检测智能工厂内的亮度是否异常；
所述智能照明矩阵为智能工厂中以矩阵方式布置的若干照明灯，用于增强智能工厂内各个区域的亮度；
其中，所述主控制装置控制所述亮度检测装置和智能照明矩阵常闭；
当主控制装置控制所述肢体行为检测装置开启时，同时控制所述亮度检测装置开启；
当所述亮度检测装置检测到智能工厂内的亮度异常时，所述主控制装置开启智能照明矩阵中距离所述实时位置信息距离最近的照明灯。
基于工业物联网的设备运行状态监控方法，采用如上述的基于工业物联网的设备运行状态监控系统进行基于工业物联网的设备运行状态监控。
一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被运行时执行如上述的基于工业物联网的设备运行状态监控方法。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：
本方案其中一个有益效果在于，通过视频追踪检测装置、肢体行为检测装置、隐患距离检测装置、事故程度分析装置、语音警示装置、设备关停装置的配合方案，可对智能工厂设备在运行过程中出现的突发情况（受到不确定的人为因素影响，如：工作人员操作失误等）进行快速检测，可确保相关设备正常安全运行，避免发生工厂安全事故等。将视频追踪检测装置、肢体行为检测装置、隐患距离检测装置、事故程度分析装置、语音警示装置、设备关停装置设定为有序配合启动，可避免各个装置长时间处于无效动作状态，降低监控系统的能耗，并且，可防止各个装置出现误动作等。其中，视频追踪检测装置的检测结果作为整个监控系统的触发条件，只有在智能工厂中存在工作人员时才启动监控系统，智能工厂中不存在工作人员时，则不需考虑人为因素的影响；对于后续的肢体行为检测装置、隐患距离检测装置，也是一环扣一环的启动顺序，从工作人员的肢体行为到隐患距离实现由粗（肢体行为）到细（隐患距离）的检测判断。事故程度分析装置、语音警示装置、设备关停装置之间的配合，可在保障工作人员安全的情况下降低智能工厂的设备关停损失。
附图说明
图1为本方案实施方式的系统结构示意图。
图2为本方案实施方式的系统运行原理示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
而且，术语“包括”，“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程，方法，物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程，方法，物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程，方法，物品或者设备中还存在另外的相同要素。
如图1所示，提出基于工业物联网的设备运行状态监控系统，包括视频追踪检测装置、肢体行为检测装置、隐患距离检测装置、事故程度分析装置、语音警示装置、设备关停装置、主控制装置，所述主控制装置分别与所述视频追踪检测装置、肢体行为检测装置、隐患距离检测装置、事故程度分析装置、语音警示装置、设备关停装置连接；
所述视频追踪检测装置用于检测智能工厂中是否存在工作人员并进行视频追踪；
所述肢体行为检测装置用于检测工作人员的肢体行为相对于智能工厂中的设备是否存在安全隐患；
所述隐患距离检测装置用于检测工作人员的肢体与智能工厂中的设备之间的距离是否在预设的隐患距离内；
所述事故程度分析装置用于分析工作人员的肢体行为相对于智能工厂中的设备存在安全隐患是否会对工作人员造成伤害；
所述语音警示装置用于通过语音警示的方式对工作人员进行相应警示；
所述设备关停装置用于将相对于工作人员的肢体行为存在安全隐患的设备关停。
上述方案中，通过视频追踪检测装置、肢体行为检测装置、隐患距离检测装置、事故程度分析装置、语音警示装置、设备关停装置的配合方案，可对智能工厂设备在运行过程中出现的突发情况（受到不确定的人为因素影响，如：工作人员操作失误等）进行快速检测，可确保相关设备正常安全运行，避免发生工厂安全事故等。
进一步的，如图2所示，所述主控制装置控制所述视频追踪检测装置常开，控制所述肢体行为检测装置、隐患距离检测装置、事故程度分析装置、语音警示装置、设备关停装置常闭；
当所述视频追踪检测装置检测到智能工厂中存在工作人员并进行视频追踪时，所述主控制装置控制所述肢体行为检测装置开启；
当所述肢体行为检测装置检测到工作人员的肢体行为相对于智能工厂中的设备存在安全隐患时，所述主控制装置控制所述隐患距离检测装置开启；
当隐患距离检测装置检测到工作人员的肢体与智能工厂中的设备之间的距离在预设的隐患距离内时，所述主控制装置控制所述事故程度分析装置开启；
若所述事故程度分析装置分析出工作人员的肢体行为相对于智能工厂中的设备存在安全隐患不会对工作人员造成伤害，则所述主控制装置控制所述语音警示装置开启，若所述事故程度分析装置分析出工作人员的肢体行为相对于智能工厂中的设备存在安全隐患会对工作人员造成伤害，则所述主控制装置控制语音警示装置、设备关停装置开启。
上述方案中，将视频追踪检测装置、肢体行为检测装置、隐患距离检测装置、事故程度分析装置、语音警示装置、设备关停装置设定为有序配合启动，可避免各个装置长时间处于无效动作状态，降低监控系统的能耗，并且，可防止各个装置出现误动作等。其中，视频追踪检测装置的检测结果作为整个监控系统的触发条件，只有在智能工厂中存在工作人员时才启动监控系统，智能工厂中不存在工作人员时，则不需考虑人为因素的影响；对于后续的肢体行为检测装置、隐患距离检测装置，也是一环扣一环的启动顺序，从工作人员的肢体行为到隐患距离实现由粗（肢体行为）到细（隐患距离）的检测判断。事故程度分析装置、语音警示装置、设备关停装置之间的配合，可在保障工作人员安全的情况下降低智能工厂的设备关停损失。
进一步的，还包括遮挡物检测装置和摄像移件装置；
所述遮挡物检测装置和摄像移件装置分别与所述主控制装置连接；
所述遮挡物检测装置用于检测所述视频追踪检测装置进行视频追踪时是否被智能工厂内的障碍物遮挡；
所述摄像移件装置用于移动所述视频追踪检测装置；
其中，所述主控制装置控制所述遮挡物检测装置常开，并控制所述摄像移件装置常闭；
当所述遮挡物检测装置检测到所述视频追踪检测装置进行视频追踪时被智能工厂内的障碍物遮挡时，所述主控制装置控制所述摄像移件装置开启。
上述方案中，考虑到视频追踪检测装置进行视频追踪时可能被智能工厂内的障碍物遮挡，所以设计遮挡物检测装置和摄像移件装置的配合方案可克服上述缺陷。
进一步的，还包括位置获取装置和智能摄像矩阵；
所述位置获取装置和智能摄像矩阵分别与所述主控制装置连接；
所述位置获取装置用于获取智能工厂中工作人员的实时位置信息；
所述智能摄像矩阵为智能工厂中以矩阵方式布置的若干摄像头，用于检测工作人员的肢体行为；
其中，所述主控制装置控制所述位置获取装置和智能摄像矩阵常闭；
当主控制装置控制所述肢体行为检测装置开启时，同时控制所述位置获取装置开启；
所述主控制装置开启智能摄像矩阵中距离所述实时位置信息距离最近的摄像头。
上述方案中，考虑到肢体行为检测装置检测工作人员的肢体行为时，若负责进行图像采集的摄像头距离工作人员较远时，可能会影响肢体行为检测装置的检测精度等，所以设计位置获取装置和智能摄像矩阵的配合方案可克服上述缺陷。
进一步的，还包括亮度检测装置和智能照明矩阵；
所述亮度检测装置和智能照明矩阵分别与所述主控制装置连接；
所述亮度检测装置用于检测智能工厂内的亮度是否异常；
所述智能照明矩阵为智能工厂中以矩阵方式布置的若干照明灯，用于增强智能工厂内各个区域的亮度；
其中，所述主控制装置控制所述亮度检测装置和智能照明矩阵常闭；
当主控制装置控制所述肢体行为检测装置开启时，同时控制所述亮度检测装置开启；
当所述亮度检测装置检测到智能工厂内的亮度异常时，所述主控制装置开启智能照明矩阵中距离所述实时位置信息距离最近的照明灯。
上述方案中，考虑到肢体行为检测装置检测工作人员的肢体行为时，若负责进行图像采集的摄像头所在环境的亮度较暗（亮度异常）时，可能会影响肢体行为检测装置的检测精度等，所以设计亮度检测装置和智能照明矩阵的配合方案可克服上述缺陷。
基于工业物联网的设备运行状态监控方法，采用如上述的基于工业物联网的设备运行状态监控系统进行基于工业物联网的设备运行状态监控。
一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被运行时执行如上述的基于工业物联网的设备运行状态监控方法。
以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.基于工业物联网的设备运行状态监控系统，其特征在于，包括视频追踪检测装置、肢体行为检测装置、隐患距离检测装置、事故程度分析装置、语音警示装置、设备关停装置、主控制装置，所述主控制装置分别与所述视频追踪检测装置、肢体行为检测装置、隐患距离检测装置、事故程度分析装置、语音警示装置、设备关停装置连接；
所述视频追踪检测装置用于检测智能工厂中是否存在工作人员并进行视频追踪；
所述肢体行为检测装置用于检测工作人员的肢体行为相对于智能工厂中的设备是否存在安全隐患；
所述隐患距离检测装置用于检测工作人员的肢体与智能工厂中的设备之间的距离是否在预设的隐患距离内；
所述事故程度分析装置用于分析工作人员的肢体行为相对于智能工厂中的设备存在安全隐患是否会对工作人员造成伤害；
所述语音警示装置用于通过语音警示的方式对工作人员进行相应警示；
所述设备关停装置用于将相对于工作人员的肢体行为存在安全隐患的设备关停；
所述主控制装置控制所述视频追踪检测装置常开，控制所述肢体行为检测装置、隐患距离检测装置、事故程度分析装置、语音警示装置、设备关停装置常闭；
当所述视频追踪检测装置检测到智能工厂中存在工作人员并进行视频追踪时，所述主控制装置控制所述肢体行为检测装置开启；
当所述肢体行为检测装置检测到工作人员的肢体行为相对于智能工厂中的设备存在安全隐患时，所述主控制装置控制所述隐患距离检测装置开启；
当隐患距离检测装置检测到工作人员的肢体与智能工厂中的设备之间的距离在预设的隐患距离内时，所述主控制装置控制所述事故程度分析装置开启；
若所述事故程度分析装置分析出工作人员的肢体行为相对于智能工厂中的设备存在安全隐患不会对工作人员造成伤害，则所述主控制装置控制所述语音警示装置开启，若所述事故程度分析装置分析出工作人员的肢体行为相对于智能工厂中的设备存在安全隐患会对工作人员造成伤害，则所述主控制装置控制语音警示装置、设备关停装置开启；
还包括遮挡物检测装置和摄像移件装置；
所述遮挡物检测装置和摄像移件装置分别与所述主控制装置连接；
所述遮挡物检测装置用于检测所述视频追踪检测装置进行视频追踪时是否被智能工厂内的障碍物遮挡；
所述摄像移件装置用于移动所述视频追踪检测装置；
其中，所述主控制装置控制所述遮挡物检测装置常开，并控制所述摄像移件装置常闭；
当所述遮挡物检测装置检测到所述视频追踪检测装置进行视频追踪时被智能工厂内的障碍物遮挡时，所述主控制装置控制所述摄像移件装置开启；
还包括位置获取装置和智能摄像矩阵；
所述位置获取装置和智能摄像矩阵分别与所述主控制装置连接；
所述位置获取装置用于获取智能工厂中工作人员的实时位置信息；
所述智能摄像矩阵为智能工厂中以矩阵方式布置的若干摄像头，用于检测工作人员的肢体行为；
其中，所述主控制装置控制所述位置获取装置和智能摄像矩阵常闭；
当主控制装置控制所述肢体行为检测装置开启时，同时控制所述位置获取装置开启；
所述主控制装置开启智能摄像矩阵中距离所述实时位置信息距离最近的摄像头。
2.根据权利要求1所述的基于工业物联网的设备运行状态监控系统，其特征在于，还包括亮度检测装置和智能照明矩阵；
所述亮度检测装置和智能照明矩阵分别与所述主控制装置连接；
所述亮度检测装置用于检测智能工厂内的亮度是否异常；
所述智能照明矩阵为智能工厂中以矩阵方式布置的若干照明灯，用于增强智能工厂内各个区域的亮度；
其中，所述主控制装置控制所述亮度检测装置和智能照明矩阵常闭；
当主控制装置控制所述肢体行为检测装置开启时，同时控制所述亮度检测装置开启；
当所述亮度检测装置检测到智能工厂内的亮度异常时，所述主控制装置开启智能照明矩阵中距离所述实时位置信息距离最近的照明灯。
3.基于工业物联网的设备运行状态监控方法，其特征在于，采用如权利要求1或2所述的基于工业物联网的设备运行状态监控系统进行基于工业物联网的设备运行状态监控。
4.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被运行时执行如权利要求3所述的基于工业物联网的设备运行状态监控方法。
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