CN116452152A - 一种基于物联网的工程管理系统 - Google Patents

一种基于物联网的工程管理系统 Download PDF

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CN116452152A CN202310548045.1A CN202310548045A CN116452152A CN 116452152 A CN116452152 A CN 116452152A CN 202310548045 A CN202310548045 A CN 202310548045A CN 116452152 A CN116452152 A CN 116452152A
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Abstract

本发明公开了一种基于物联网的工程管理系统，包括：数据获取子系统，用于获取工程进度视频数据和工程项目数据；图像识别子系统，与所述数据获取子系统连接，用于对所述工程进度视频数据进行逐帧分析后获取关键工程图像数据；数据整合子系统，分别与所述数据获取子系统和所述图像识别子系统连接，用于将所述关键工程图像数据和所述工程项目数据进行匹配，获得项目精度数据；管理子系统，与所述数据整合子系统连接，用于基于所述项目精度数据对工程进行管理，本发明可以有效地管理决定施工进度以及施工安全；本发明物联网工程管理系统传输速度快，系统简单便于实现，同时可以及时有效的对施工现场进行监督。

Description

一种基于物联网的工程管理系统
技术领域
本发明属于物联网管理领域，特别是涉及一种基于物联网的工程管理系统。
背景技术
物联网(Internet of Things，简称IoT)是指通过各种信息传感器、射频识别技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，通过各类可能的网络接入，实现物与物、物与人的泛在连接，实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。物联网是一个基于互联网、传统电信网等的信息承载体，它让所有能够被独立寻址的普通物理对象形成互联互通的网络。
目前，物联网工程监理信息是一个庞大的信息，如何进行有效的管理决定施工进度以及安全，是建筑施工中一个重要的管理途径，但是目前的物联网工程管理系统存在由于工程量大导致的传输效率不及时，以及系统过于复杂，导致不能及时有效的对施工现场进行监督的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于物联网的工程管理系统，以解决上述现有技术存在的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种基于物联网的工程管理系统，包括：
数据获取子系统，用于获取工程进度视频数据和工程项目数据；
图像识别子系统，与所述数据获取子系统连接，用于对所述工程进度视频数据进行逐帧分析后获取关键工程图像数据；
数据整合子系统，分别与所述数据获取子系统和所述图像识别子系统连接，用于将所述关键工程图像数据和所述工程项目数据进行匹配，获得项目精度数据；
管理子系统，与所述数据整合子系统连接，用于基于所述项目精度数据对工程进行管理。
优选地，所述数据获取子系统包括：
若干摄像头，用于获取工程录像数据；
若干传感器，用于获取环境数据；
录入分析模块，用于对录入的项目数据进行分析整合，获得工程参数数据；
整合服务器，用于将所述工程录像数据和所述工程参数数据进行匹配，获得所述工程进度视频数据，同时将环境数据和所述工程参数数据进行匹配，获得所述工程项目数据。
优选地，所述工程参数数据包括工程信息、设计信息、业主信息、施工信息、监理信息以及行政信息。
4.根据权利要求1所述的基于物联网的工程管理系统，其特征在于，所述图像识别子系统包括：
逐帧提取模块，用于对所述工程进度视频数据进行逐帧提取，获得工程图像；
评分模块，用于基于图像评分算法对所述工程图像进行评分，获取分数匹配图像；
去重模块，用于设置图像分数阈值范围，基于所述图像分数阈值范围对所述分数匹配图像进行去重，获得所述关键工程图像数据。
优选地，所述评分模块包括：
算法预设单元，用于基于点锐度法设置图像评分算法；
图像评分单元，用于基于所述图像评分算法对所述工程图像进行评分，获得图像分数；
匹配单元，用于将所述图像分数与所述工程图像进行匹配，获得所述分数匹配图像。
优选地，所述数据整合子系统包括：
储存模块，用于接收所述关键工程图像数据和所述工程项目数据，并储存至数据库；
数据拟合模块，用于计算所述关键工程图像数据与所述工程项目数据的拟合度匹配，获取图像与项目关联数据；
精度计算模块，用于将所述图像与项目关联数据进行精确度计算，获得所述项目精度数据。
优选地，所述数据拟合模块包括：
模型构建单元，用于构建工程拟合计算模型；
图像关键获取单元，用于分析获取所述关键工程图像数据中的关键点图像；
计算拟合单元，用于基于所述工程拟合计算模型对所述关键点图像和所述工程项目数据进行拟合计算，获得图像与项目关联数据。
优选地，所述管理子系统包括：
孪生模型获取模块，用于基于所述项目精度数据构建工程孪生模型；
关键点告警模块，用于通过所述工程孪生模型显示关键点信息并通过不同颜色标注；
工程管理模块，用于基于所述关键点信息对工程进行管理。
本发明的技术效果为：
1.本发明可以有效地管理决定施工进度以及施工安全；
2.本发明物联网工程管理系统传输速度快，系统简单便于实现，同时可以及时有效的对施工现场进行监督。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例中的基于物联网的工程管理系统的示意图。
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。
实施例一
如图1所示，本实施例中提供一种基于物联网的工程管理系统，包括：
数据获取子系统，用于获取工程进度视频数据和工程项目数据；
图像识别子系统，与所述数据获取子系统连接，用于对所述工程进度视频数据进行逐帧分析后获取关键工程图像数据；
数据整合子系统，分别与所述数据获取子系统和所述图像识别子系统连接，用于将所述关键工程图像数据和所述工程项目数据进行匹配，获得项目精度数据；
管理子系统，与所述数据整合子系统连接，用于基于所述项目精度数据对工程进行管理。
本实施例基于物联网进行实现，物联网系统包括：
物联网服务器，物联网服务器的第一端与手机APP电连接，物联网服务器的第二端与网页电连接，物联网服务器的第三端与设备电连接，物联网服务器包括应用处理层、数据服务层和数据存储层，应用处理层设置有手机APP访问处理单元、网页访问处理单元和设备访问处理单元，应用处理层用于处理多种访问并对多种访问作出相应的数据处理访问，数据服务层的第一端与应用处理层电连接，数据服务层用于将数据库转化为快速读写的缓存，数据存储层的第一端与数据服务层的第二端电连接，数据存储层用于存取数据；
物联网系统的构建方法，包括以下步骤：
步骤1，在物联网系统中对物联网用户和设备进行管理；
步骤2，将物联网数据进行交互；
步骤3，对设备数据进行存储和获取；
步骤4，采用加快算法对设备近段时间数据进行获取；
步骤5，采用淘汰机制对无用数据进行处理；
步骤1具体包括：
物联网用户通过管理员身份在管理平台中新增或删除，物联网用户在客户端登录时，经过物联网服务器中的用户数据查询进行比对通过后允许登录；物联网用户在添加设备前，在物联网服务器中增加物联网系统允许物联网用户添加的设备，设备在登录进行上传数据前，在物联网系统的设备中添加对应的设备号；每次上传数据时对上传数据的设备进行设备验证，当物联网系统的设备中有当前上传数据的设备时允许当前设备上传数据，并将上传的数据保存到数据库中；
步骤4具体包括：
采用加快算法获取设备近段时间数据，对设备近段时间数据进行往前遍历，当有设备近段时间数据时，每隔2秒输出一个设备近段时间数据，当对设备近段时间数据连续往前遍历多次为空时，提升往前遍历多倍时间直到再次获取设备近段时间数据；对设备近段时间数据往前遍历从空数据到有数据时，往后跳多秒；将每个设备近段时间数据加入json数组中，组成json数据发送出去
在上传的数据中加入对应的物联网服务器时间戳组成一组数据存储在对应的以设备号命名的数据库中；根据最新的时间戳为基准查找设备实时数据，当查找不到对应的设备
实时数据时，在最新的时间戳的基础上提前5秒查找设备实时数据；获取设备近段时间数据时，以数据条数为准，依次往上查找对应时间戳是否有设备近段时间数据记录。
管理员登录系统后，可依据权限通过管理子系统调取查看工程数据，还可对施工人员输入变更的工程数据进行相应授权。客户端用于施工人员登录以及查看相关数据信息，客户端施工人员可以通过移动通信设备上的app实时对工程项目的工程数据进行查询，了解工程项目的进度情况，如输入人员管理信息，可以通过管理子系统查看人员管理子系统中的人员出勤情况。本系统能够使管理员和施工人通过管理子系统进行信息交换，方便各部门之间的信息沟通。
进一步优化方案，所述数据获取子系统包括：
摄像头，用于获取工程录像数据，传感器，用于获取环境数据，录入分析模块，用于对录入的项目数据进行分析整合，获得工程参数数据，整合服务器，用于将所述工程录像数据和所述工程参数数据进行匹配，获得所述工程进度视频数据，同时将环境数据和所述工程参数数据进行匹配，获得所述工程项目数据，其中，摄像头需涵盖整个项目范围，传感器至少5个，整合服务器可通过任意配置的电脑进行实现，
进一步优化方案，所述工程参数数据包括工程信息包括设计信息、业主信息、施工信息、监理信息以及行政信息。
工程数据包括工程原料、设备、人员及工程图数据，施工人员通过电脑端将各种原材料单价数据、各种工种人工单价数据、各种施工设备租赁单价数据、管理费用单价数据，工程图相关数据传送给数据获取子系统。管理子系统模块对工程数据处理分类；工程数据分类包括材料数据、人员数据及设备数据等；依据项目书，材料数据包括原材料单价数据、原材料的规格数据及原材料的数量数据，管理子系统对工程项目发生的全部费用进行估算；如材料的估算过程为，通过原材料的数量数据与原材料的单价数据计算出材料估算成本。人员估算成本及设备估算成本方法与上述相同。管理子系统依据工程实际使用的原材料，人员数据，对当前各阶段已完成的工程价款进行结算；收集的实际参数汇总后以工作总结报告形式输出至项目测试终端，项目测试终端根据工作总结报告与计划目标对比，判断项目执行效果，根据判断结果确定输出方向；若项目执行效果若偏离项目管理目标，则反馈至项目管理终端修正，根据管理方案制订纠正措施，重复执行过程，直至项目执行效果与管理目标符合正常参数，则运行过程可循环实施。
进一步优化方案，所述图像识别子系统包括
逐帧提取模块，用于对所述工程进度视频数据进行逐帧提取，获得工程图像；
评分模块，用于基于图像评分算法对所述工程图像进行评分，获取分数匹配图像；
去重模块，用于设置图像分数阈值范围，基于所述图像分数阈值范围对所述分数匹配模块进行去重，获得所述关键工程图像数据。
进一步优化方案，所述评分模块包括：
算法预设单元，用于基于点锐度法设置图像评分算法；
该方法是通过计算图像中每个像素的局部对比度来评估图像锐度。局部对比度越高，图像锐度越高。
其中，SR(x,y)表示像素(x,y)的点锐度得分，f(x,y)表示像素(x,y)的像素值，wi,j表示权重，m和n表示卷积核的大小，p表示幂次。计算得到的点锐度得分越大，表示图像的锐度越高。
图像评分单元，用于基于所述图像评分算法对所述工程图像进行评分，获得图像分数；
匹配单元，用于将所述图像分数与所述工程图像进行匹配，获得所述分数匹配图像。
进一步优化方案，所述数据整合子系统包括：
储存模块，用于接收所述关键工程图像数据和所述工程项目数据，并储存至数据库；
数据拟合模块，用于计算所述关键工程图像数据与所述工程项目数据的拟合度匹配，获取图像与项目关联数据；
精度计算模块，用于将所述图像与项目关联数据进行精确度计算，获得所述项目精度数据。
进一步优化方案，所述数据拟合模块包括：
模型构建单元，用于构建工程拟合计算模型；
确定网络结构：基于实际需求确定所需要的输入、隐藏和输出层的数量和节点数。
初始化权重和偏置：权重和偏置是神经网络的核心参数，需要随机初始化一个小的值。权重和偏置控制着信号在神经元之间传递的强度和方向。
前向传播计算：从输入层开始，通过计算每个神经元的加权和，并将其传递给下一层，以计算预测结果。
定义损失函数：损失函数用于衡量预测结果与真实结果之间的差异。常用的损失函数包括均方误差(mean squared error,MSE)和交叉熵(cross-entropy)等；
反向传播优化：通过反向传播算法，计算出每个参数对损失函数的贡献，然后根据梯度下降算法更新权重和偏置的值，以最小化损失函数。
重复迭代：通过多次前向传播和反向传播优化，不断更新权重和偏置的值，直到损失函数收敛为止。
图像关键获取单元，用于将分析获取所述关键工程图像数据中的关键点图像；
计算拟合单元，用于基于所述工程拟合计算模型对所述关键点图像和所述工程项目数据进行拟合计算，获得图像与项目关联数据。
进一步优化方案，所述管理子系统包括：
孪生模型获取模块，用于基于所述项目精度数据构建工程孪生模型；
数字孪生模型是指一个数字仿真模型，它能够在计算机中对某一物理系统进行建模和仿真，并通过实时数据采集和分析来不断更新预测和评估效果。以下是简单的数字孪生模型构建步骤：
确定建模范围：确定所要建立的数字孪生模型
收集数据：收集与所建模型相关的各种数据，包括物理参数、环境条件、运行状态数据等。本申请中这些数据从传感器、设备、监控系统等多个来源获取。
建立物理模型：将所收集到的数据输入到计算机软件中，建立基于物理原理的数学模型。
仿真模拟：利用已经建立好的模型，在计算机上进行数字仿真模拟。这个过程可以模拟和预测微重力环境在不同条件下的运行状况和表现；
验证和校准：通过实时数据采集和分析，验证所建立的模型和仿真结果是否与实际情况相符，并进行校准优化。这个过程可以不断改进模型的精度和有效性。
应用和更新：将数字孪生模型应用于实际运行中的系统，持续监测和更新数据。
关键点告警模块，用于通过所述工程孪生模型显示关键点信息并通过不同颜色标注；
工程管理模块，用于基于所述关键点信息对工程进行管理。
以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种基于物联网的工程管理系统，其特征在于，包括：
数据获取子系统，用于获取工程进度视频数据和工程项目数据；
图像识别子系统，与所述数据获取子系统连接，用于对所述工程进度视频数据进行逐帧分析后获取关键工程图像数据；
数据整合子系统，分别与所述数据获取子系统和所述图像识别子系统连接，用于将所述关键工程图像数据和所述工程项目数据进行匹配，获得项目精度数据；
管理子系统，与所述数据整合子系统连接，用于基于所述项目精度数据对工程进行管理。
2.根据权利要求1所述的基于物联网的工程管理系统，其特征在于，所述数据获取子系统包括：
若干摄像头，用于获取工程录像数据；
若干传感器，用于获取环境数据；
录入分析模块，用于对录入的项目数据进行分析整合，获得工程参数数据；
整合服务器，用于将所述工程录像数据和所述工程参数数据进行匹配，获得所述工程进度视频数据，同时将环境数据和所述工程参数数据进行匹配，获得所述工程项目数据。
3.根据权利要求2所述的基于物联网的工程管理系统，其特征在于，所述工程参数数据包括工程信息、设计信息、业主信息、施工信息、监理信息以及行政信息。
4.根据权利要求1所述的基于物联网的工程管理系统，其特征在于，所述图像识别子系统包括：
逐帧提取模块，用于对所述工程进度视频数据进行逐帧提取，获得工程图像；
评分模块，用于基于图像评分算法对所述工程图像进行评分，获取分数匹配图像；
去重模块，用于设置图像分数阈值范围，基于所述图像分数阈值范围对所述分数匹配图像进行去重，获得所述关键工程图像数据。
5.根据权利要求4所述的基于物联网的工程管理系统，其特征在于，所述评分模块包括：
算法预设单元，用于基于点锐度法设置图像评分算法；
图像评分单元，用于基于所述图像评分算法对所述工程图像进行评分，获得图像分数；
匹配单元，用于将所述图像分数与所述工程图像进行匹配，获得所述分数匹配图像。
6.根据权利要求1所述的基于物联网的工程管理系统，其特征在于，所述数据整合子系统包括：
储存模块，用于接收所述关键工程图像数据和所述工程项目数据，并储存至数据库；
数据拟合模块，用于计算所述关键工程图像数据与所述工程项目数据的拟合度匹配，获取图像与项目关联数据；
精度计算模块，用于将所述图像与项目关联数据进行精确度计算，获得所述项目精度数据。
7.根据权利要求1所述的基于物联网的工程管理系统，其特征在于，所述数据拟合模块包括：
模型构建单元，用于构建工程拟合计算模型；
图像关键获取单元，用于分析获取所述关键工程图像数据中的关键点图像；
计算拟合单元，用于基于所述工程拟合计算模型对所述关键点图像和所述工程项目数据进行拟合计算，获得图像与项目关联数据。
8.根据权利要求1所述的基于物联网的工程管理系统，其特征在于，所述管理子系统包括：
孪生模型获取模块，用于基于所述项目精度数据构建工程孪生模型；
关键点告警模块，用于通过所述工程孪生模型显示关键点信息并通过不同颜色标注；
工程管理模块，用于基于所述关键点信息对工程进行管理。
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