CN116709055A - 一种智能有线以太网寻线装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种智能有线以太网寻线装置及方法，该装置包括寻线A端和寻线B端，寻线B端包括用于发送寻线指令的寻线指令发送模块、RJ45接口、以及用于按照预设的寻线序列码控制交换机的接口状态指示灯变化的指示灯控制模块；寻线A端包括摄像头和图像处理模块，图像处理模块用于对摄像头拍摄的交换机指示灯状态的图像信息进行处理，对比找出与寻线序列码相对应的变化指示灯，并分析得出该变化指示灯的位置编号信息，发送给寻线B端。该智能有线以太网寻线装置及方法，在进行寻线工作时，仅需一人操作即可，节约了人力资源，保证了寻线工作的准确率，并且极大地降低了弱电网络建设、维护过程中寻线工作人员的工作量，提高了寻线效率。

Description

一种智能有线以太网寻线装置及方法

技术领域

本发明涉及网络寻线技术领域，具体是一种智能有线以太网寻线装置及方法。

背景技术

综合布线系统作为数据中心信息化的基础设施，为数据中心系统网络运行的一个重要组成部分，网络寻线是网络建设与运维过程中的一项重要工作。目前网络寻线工作多采用在线路两端各接入一个设备，然后判断两个设备能否进行通讯，若能实现通讯，则可以确定这两个接头是同一线路上的。该方法虽然能够有效寻线，但是存在如下缺陷：

因为是通过在线路两端各接入设备，根据设备是否能够通讯来确定这两个接头是否属于同一条线，所以只能在两端不断的插拔线路，以排除法来确定正确的线路，假设一束线路有十条网线组成，这束线路标定为A，B两端，每端就有十个接头，标定为A1～A10，B1～B10，如果要标定这十个接头的关系，需要在A端A1先接入一个设备，然后在B端逐个接头试验，接通的一个跟A1同属于一条线路，然后再将设备接入A端A2，再在B端逐个接头实验，理论上，要正确标定该线路需要(9+8+……+1)＝50次标定操作，效率较低，费时费力。并且该方法需要在机房的交换机端(A端)跟各楼层的工位端(B端)同时接入设备，而交换机通常跟工位端不在同一个位置，因此需要两个人配合操作，浪费人力，并且两人之间还需要实时沟通，可能会存在沟通障碍，从而影响寻线工作的效率和准确率。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中存在的问题，提供了一种智能有线以太网寻线装置及方法，可以降低弱电网络建设、维护过程中寻线工作人员的工作量，提高寻线效率，节约人力资源，保证寻线工作的准确率。

本发明中的装置是通过以下技术方案实现：

一种智能有线以太网寻线装置，包括寻线A端和寻线B端，所述寻线A端与所述寻线B端通讯连接；

所述寻线B端包括用于发送寻线指令的寻线指令发送模块、RJ45接口、以及用于按照预设的寻线序列码控制交换机的接口状态指示灯变化的指示灯控制模块，所述寻线指令发送模块与指示灯控制模块连接，所述指示灯控制模块与所述RJ45接口连接，所述指示灯控制模块根据所述寻线指令控制交换机指示灯，并将所述寻线序列码发送至所述寻线A端；

所述寻线A端包括用于拍摄交换机指示灯状态的摄像头、以及与所述摄像头信号连接的图像处理模块，所述图像处理模块用于对所述摄像头拍摄的交换机指示灯状态的图像信息进行处理，对比找出与所述寻线序列码相对应的变化指示灯，并分析得出该变化指示灯的位置编号信息，将所述位置编号信息发送给所述寻线B端。

优选地，所述图像处理模块识别摄像头拍摄的交换机指示灯的状态，并根据指示灯的状态进行矩阵转换，所述图像处理模块将摄像头实时拍摄的图像与标准模板图像进行配准处理，将二者尽可能地重合，通过提取图像中的指示灯特征点，计算两幅图像对应特征点的相关性来进行图像匹配，利用图像灰度分布和指示灯分布规律的方式匹配模板中标定的位置，在图像中查找每个指示灯最佳的图像匹配位置；

采用基于特征提取的图像配准方法将目标图像与标准模板进行比较，在目标图像上提取相对应的模板特征区域，在待匹配图像上对图版图像进行相同的特征提取工作，并进行匹配，每进行一次匹配计算得出一个相似性度量值，在所有搜寻的结果中，计算得到相似性度量值最大的位置，获得最优的匹配位置；同时采用基于轮廓的形状模板匹配方法进行图像配准；

在模板图像上使用Sobel算子计算得到X(Gx)和Y(Gy)梯度方向，利用以下公式计算边缘幅度和方向：

找到边缘方向后，对图像做非极大值抑制操作，进行非极大值抑制，找出局部最大值，剔除大部分非边缘点，非极大抑制沿边缘方向跟踪左右像素，如果当前像素大小小于左右像素大小，则抑制当前像素大小；

获得关键区域之后，将图片进行二值化处理，并以每秒12帧的速度比对摄像头获得的图像是否发生变化，当检测到图像内容变化之后，将图像重新进行二值化，分割得到前景和背景，进行连通域检测，得到Blob块，提取出目标区域后，对目标区域进行形态参数特征计算和统计，对二值化处理后对图像进行形态学处理，用具有一定形态的结构元素去度量和提取图像中的对应形状以是实现对图像的分析和识别，利用形态学图像处理中的膨胀、腐蚀、开操作和闭操作、开操作消除差分二值化后图像中孤立的小点、线条，对目标区域进行特征提取与分析，判定两幅图像中的差异是否是指示灯变化造成的，以及变化的指示灯的位置编号。

优选地，所述寻线A端与所述寻线B端通过有线网络或无线网络通讯连接。

优选地，所述寻线B端还包括用于储存寻线结果的存储器。

本发明中的方法是通过以下技术方案实现：

一种智能有线以太网寻线方法，包括如下步骤：

S1、寻线B端的寻线指令发送模块向指示灯控制模块发送寻线指令；

S2、指示灯控制模块按照预设的寻线序列码，通过RJ45接口及其连接的网线控制交换机的接口状态指示灯变化，并将寻线序列码发送至寻线A端；

S3、寻线A端的摄像头拍摄交换机指示灯状态，并将换机指示灯状态的图像信息发送至图像处理模块；

S4、图像处理模块根据交换机指示灯的变化规律，找出与寻线序列码相对应的变化指示灯；

S5、图像处理模块分析得出步骤S4中变化指示灯的位置编号信息，并将该位置编号信息发送至寻线B端。

对比现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明的智能有线以太网寻线装置及方法，在进行寻线工作时，仅需一人操作即可，节约了人力资源，保证了寻线工作的准确率，并且极大地降低了弱电网络建设、维护过程中寻线工作人员的工作量，提高了寻线效率。

附图说明

图1为本发明的智能有线以太网寻线装置的结构示意图；

图2为摄像头实时拍摄的图像的示意图；

图3为交换机指示灯标准模板图像的示意图；

图4为摄像头实时拍摄的图像与交换机指示灯标准模板图像完成匹配后获得的指示灯位置的示意图；

图5为寻线A端图像处理模块分析指示灯位置编号过程的示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。

如图1至图5所示，本实施例提供了一种智能有线以太网寻线装置，包括寻线A端和寻线B端，所述寻线A端与所述寻线B端通讯连接；所述寻线A端与所述寻线B端可通过有线网络或无线网络通讯连接。

所述寻线B端包括用于发送寻线指令的寻线指令发送模块、RJ45接口、以及用于按照预设的寻线序列码控制交换机的接口状态指示灯变化的指示灯控制模块，所述寻线指令发送模块与指示灯控制模块连接，所述指示灯控制模块与所述RJ45接口连接，所述指示灯控制模块根据所述寻线指令控制交换机指示灯，并将所述寻线序列码发送至所述寻线A端；

所述寻线A端包括用于拍摄交换机指示灯状态的摄像头、以及与所述摄像头信号连接的图像处理模块，所述图像处理模块用于对所述摄像头拍摄的交换机指示灯状态的图像信息进行处理，对比找出与所述寻线序列码相对应的变化指示灯，并分析得出该变化指示灯的位置编号信息，将所述位置编号信息发送给所述寻线B端。

具体地，本实施例中的智能有线以太网寻线装置在使用时，寻线A端放置在机房的交换机一侧，摄像头对准交换机端口指示灯，寻线B端为手持设备，由寻线工作人员随身携带，RJ45接口与目标网线一端连接(目标网线另一端连接在交换机上)，寻线A端与寻线B端连接后，通过寻线B端的寻线指令发送模块向指示灯控制模块发送寻线指令，指示灯控制模块按照预设的寻线序列码，通过RJ45接口及其连接的网线控制交换机的接口状态指示灯变化，同时将寻线序列码发送至寻线A端，寻线A端的摄像头拍摄交换机指示灯状态，并将换机指示灯状态的图像信息发送至图像处理模块，图像处理模块根据交换机指示灯的变化规律，找出与寻线序列码相对应的变化指示灯，找出该变化指示灯后，图像处理模块分析得出该变化指示灯的位置编号信息，并将该位置编号信息发送至寻线B端，完成寻线工作。通过本实施例中的智能有线以太网寻线装置进行寻线工作，仅需一人操作即可，节约了人力资源，保证了寻线工作的准确率，并且极大地降低了寻线工作量，提高了寻线效率。

本实施例中的图像处理模块较为关键，所述图像处理模块识别摄像头拍摄的交换机指示灯的状态，并根据指示灯的状态进行矩阵转换。如图2至图4所示，所述图像处理模块将摄像头实时拍摄的图像与交换机指示灯标准模板图像进行配准处理，将二者尽可能地重合，通过提取图像中的指示灯特征点，计算两幅图像对应特征点的相关性来进行图像匹配，利用图像灰度分布和指示灯分布规律的方式匹配模板中标定的位置，在图像中查找每个指示灯最佳的图像匹配位置；

完成上述处理之后采用基于特征提取的图像配准方法将目标图像与标准模板进行比较，在目标图像上提取相对应的模板特征区域，在待匹配图像上对图版图像进行相同的特征提取工作，并进行匹配，每进行一次匹配计算得出一个相似性度量值，在所有搜寻的结果中，计算得到相似性度量值最大的位置，获得最优的匹配位置，基于特征提取的图像配准方法，计算量小，效率较高。

为避免特征提取的图像配准方法，损失图像信息造成误判，以及图像分割和特征提取产生的误差，造成配准结果不准确，本实施例同时采用基于轮廓的形状模板匹配方法进行图像配准，以提高在不同光照、部分遮挡、摄像机距离变化造成的变化的尺寸、位置和旋转、甚至是模板部分的相对移动时的匹配速度和匹配精度；

在模板图像上使用Sobel算子计算得到X(Gx)和Y(Gy)梯度方向，利用以下公式计算边缘幅度和方向：

找到边缘方向后，对图像做非极大值抑制操作，在求出的幅值图像中，可能存在多个较大幅值临近的情况，但真正的边缘点只有一个，针对这样的情况进行非极大值抑制，找出局部最大值，从而可以剔除大部分非边缘点，非极大抑制沿边缘方向跟踪左右像素，如果当前像素大小小于左右像素大小，则抑制当前像素大小；

获得关键区域之后，将图片进行二值化处理，以加快图片的处理速度，并以每秒12帧的速度比对摄像头获得的图像是否发生变化，当检测到图像内容变化之后，进行图像比对。

当系统检测到指示灯状态发生变化时，采用Blob分析法分析具体发生变化的指示灯的位置，具体过程如下：

将图像重新进行二值化，分割得到前景和背景，进行连通域检测，得到Blob块，提取出目标区域后，对目标区域进行形态参数特征计算和统计，对二值化处理后对图像进行形态学处理，用具有一定形态的结构元素去度量和提取图像中的对应形状以是实现对图像的分析和识别，利用形态学图像处理中的膨胀、腐蚀、开操作和闭操作、开操作消除差分二值化后图像中孤立的小点、线条，经过二值化和形态学操作后，图像中的区域基本上就是实时图像与模板图像的真实差异部分，再对目标区域进行特征提取与分析，就可以判定两幅图像中的差异是否是指示灯变化造成的，以及变化的指示灯的位置编号。整个分析过程如图5所示。

在一些实施例中，为便于寻线结果的储存，所述寻线B端还包括用于储存寻线结果的存储器。

本实施例还提供了一种智能有线以太网寻线方法，包括如下步骤：

S1、寻线B端的寻线指令发送模块向指示灯控制模块发送寻线指令；

S2、指示灯控制模块按照预设的寻线序列码，通过RJ45接口及其连接的网线控制交换机的接口状态指示灯变化，并将寻线序列码发送至寻线A端；

S3、寻线A端的摄像头拍摄交换机指示灯状态，并将换机指示灯状态的图像信息发送至图像处理模块；

S4、图像处理模块根据交换机指示灯的变化规律，找出与寻线序列码相对应的变化指示灯；

S5、图像处理模块分析得出步骤S4中变化指示灯的位置编号信息，并将该位置编号信息发送至寻线B端。

通过本实施例中的智能有线以太网寻线方法进行寻线工作，仅需一人操作即可，节约了人力资源，保证了寻线工作的准确率，并且极大地降低了寻线工作量，提高了寻线效率。

Claims (5)

1.一种智能有线以太网寻线装置，其特征在于，包括寻线A端和寻线B端，所述寻线A端与所述寻线B端通讯连接；

所述寻线B端包括用于发送寻线指令的寻线指令发送模块、RJ45接口、以及用于按照预设的寻线序列码控制交换机的接口状态指示灯变化的指示灯控制模块，所述寻线指令发送模块与指示灯控制模块连接，所述指示灯控制模块与所述RJ45接口连接，所述指示灯控制模块根据所述寻线指令控制交换机指示灯，并将所述寻线序列码发送至所述寻线A端；

所述寻线A端包括用于拍摄交换机指示灯状态的摄像头、以及与所述摄像头信号连接的图像处理模块，所述图像处理模块用于对所述摄像头拍摄的交换机指示灯状态的图像信息进行处理，对比找出与所述寻线序列码相对应的变化指示灯，并分析得出该变化指示灯的位置编号信息，将所述位置编号信息发送给所述寻线B端。

2.根据权利要求1所述的一种智能有线以太网寻线装置，其特征在于：所述图像处理模块识别摄像头拍摄的交换机指示灯的状态，并根据指示灯的状态进行矩阵转换，所述图像处理模块将摄像头实时拍摄的图像与标准模板图像进行配准处理，将二者尽可能地重合，通过提取图像中的指示灯特征点，计算两幅图像对应特征点的相关性来进行图像匹配，利用图像灰度分布和指示灯分布规律的方式匹配模板中标定的位置，在图像中查找每个指示灯最佳的图像匹配位置；

采用基于特征提取的图像配准方法将目标图像与标准模板进行比较，在目标图像上提取相对应的模板特征区域，在待匹配图像上对图版图像进行相同的特征提取工作，并进行匹配，每进行一次匹配计算得出一个相似性度量值，在所有搜寻的结果中，计算得到相似性度量值最大的位置，获得最优的匹配位置；同时采用基于轮廓的形状模板匹配方法进行图像配准；

在模板图像上使用Sobel算子计算得到X(Gx)和Y(Gy)梯度方向，利用以下公式计算边缘幅度和方向：

找到边缘方向后，对图像做非极大值抑制操作，进行非极大值抑制，找出局部最大值，剔除大部分非边缘点，非极大抑制沿边缘方向跟踪左右像素，如果当前像素大小小于左右像素大小，则抑制当前像素大小；

获得关键区域之后，将图片进行二值化处理，并以每秒12帧的速度比对摄像头获得的图像是否发生变化，当检测到图像内容变化之后，将图像重新进行二值化，分割得到前景和背景，进行连通域检测，得到Blob块，提取出目标区域后，对目标区域进行形态参数特征计算和统计，对二值化处理后对图像进行形态学处理，用具有一定形态的结构元素去度量和提取图像中的对应形状以是实现对图像的分析和识别，利用形态学图像处理中的膨胀、腐蚀、开操作和闭操作、开操作消除差分二值化后图像中孤立的小点、线条，对目标区域进行特征提取与分析，判定两幅图像中的差异是否是指示灯变化造成的，以及变化的指示灯的位置编号。

3.根据权利要求1所述的一种智能有线以太网寻线装置，其特征在于：所述寻线A端与所述寻线B端通过有线网络或无线网络通讯连接。

4.根据权利要求1所述的一种智能有线以太网寻线装置，其特征在于：所述寻线B端还包括用于储存寻线结果的存储器。

5.一种智能有线以太网寻线方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、寻线B端的寻线指令发送模块向指示灯控制模块发送寻线指令；

S2、指示灯控制模块按照预设的寻线序列码，通过RJ45接口及其连接的网线控制交换机的接口状态指示灯变化，并将寻线序列码发送至寻线A端；

S3、寻线A端的摄像头拍摄交换机指示灯状态，并将换机指示灯状态的图像信息发送至图像处理模块；

S4、图像处理模块根据交换机指示灯的变化规律，找出与寻线序列码相对应的变化指示灯；

S5、图像处理模块分析得出步骤S4中变化指示灯的位置编号信息，并将该位置编号信息发送至寻线B端。