一种智慧电缆通道实时监测装置

技术领域

本发明涉及监测领域，尤其涉及一种智慧电缆通道实时监测装置。

背景技术

电缆通道指的是用来铺设电缆的通道，包括隧道、电缆沟等。现有技术中，对电缆通道的检查，一般是通过人工定期检查的方式来进行，这种方式不仅效率低，而且不能及时发现电缆通道内的异常情况。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种智慧电缆通道实时监测装置，其包括监测模块、转发模块、处理模块和通知模块；

所述监测模块用于获取电缆通道内部的监测数据，并传输至转发模块；

所述转发模块用于接收来自监测模块的监测数据，并发送至处理模块；

所述处理模块用于根据所述监测数据检测电缆通道内部是否发生异常情况，得到检测结果；

所述通知模块用于在检测结果为电缆通道内部发生异常情况时，向相关的工作人员发送提示消息。

优选地，所述监测数据包括温度数据、湿度数据、危险气体浓度数据、视频数据和位置数据。

优选地，所述转发模块包括无线蜂窝网络通信单元和光纤通信单元；

所述无线蜂窝网络通信单元用于通过蜂窝网络将监测数据发送至处理模块；所述光纤通信单元用于通过光纤电缆将所述监测数据发送至处理模块。

优选地，所述监测模块包括温湿度监测单元、气体监测单元、视频获取单元和定位单元；

所述温湿度监测单元用于获取电缆通道内的温度数据和湿度数据，所述气体监测单元用于获取电缆通道内的危险气体浓度数据，所述视频获取单元用于获取电缆通道内的视频数据，所述定位单元用于获取其所处位置的位置数据。

优选地，所述危险气体包括甲烷、硫化氢、氨气、一氧化碳和一氧化氮。

优选地，所述处理模块包括数值判断子模块和视频检测子模块；

所述数值判断子模块用于判断所述温度数据、湿度数据和危险气体浓度数据是否超出预设的各自对应的正常值区间，若是，则检测结果为电缆通道内部发生异常情况；

所述视频检测子模块用于对所述视频数据的帧图像进行图像识别，判断所述帧图像中是否出现预设的异常事件，若是，则检测结果为电缆通道内部发生异常情况。

优选地，向相关的工作人员发送提示消息，包括：

通过手机短信和微信服务号向相关的工作人员发送提示消息；所述提示消息包括异常情况的类型和发生异常情况的位置。

优选地，所述异常情况的类型，包括：

温度超出正常值区间、湿度超出正常值区间、危险气体浓度超出正常值区间和发生火灾。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明实现了对电缆通道的实时监测，能够在电缆通道中发生异常情况时，及时向相关的工作人员进行提示，有利于工作人员及时发现电缆通道中的异常情况以及及时对所述异常情况进行处理，有利于保障电缆通道的正常运行。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1，为本发明一种智慧电缆通道实时监测装置的一种示例性实施例图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明提供了一种智慧电缆通道实时监测装置，其包括监测模块、转发模块、处理模块和通知模块；

所述监测模块用于获取电缆通道内部的监测数据，并传输至转发模块；

所述转发模块用于接收来自监测模块的监测数据，并发送至处理模块；

所述处理模块用于根据所述监测数据检测电缆通道内部是否发生异常情况，得到检测结果；

所述通知模块用于在检测结果为电缆通道内部发生异常情况时，向相关的工作人员发送提示消息。

在一种实施例中，所述处理模块包括检测子模块、存储子模块和管理子模块，所述监测子模块用于根据所述监测数据检测电缆通道内部是否发生异常情况，得到检测结果；所述存储子模块用于对所述监测数据和相应的检测结果进行存储，所述管理子模块用于对存储子模块中存储的监测数据和监测结果进行管理。

在一种实施例中，所述管理子模块包括身份验证单元、操作单元、日志记录单元和日志查询单元；

所述身份验证单元用于对使用操作单元的工作人员的身份进行验证，给予通过身份认证的工作人员使用操作单元的权限；

所述操作单元用于对存储子模块中存储的监测数据和监测结果进行管理，所述管理的类型包括对监测数据和监测结果的修改和删除；

所述日志记录单元用于记录通过身份认证的工作人员对存储子模块中存储的监测数据和监测结果进行管理的操作日志，所述操作日志包括所述工作人员的身份、管理的类型、所述管理的类型发生的起止时间；

所述日志查询单元用于管理员基于工作人员的身份、管理的类型、管理的类型发生的起止时间对操作工作日志进行检索。

在一种实施例中，所述监测数据包括温度数据、湿度数据、危险气体浓度数据、视频数据和位置数据。

在一种实施例中，所述转发模块包括无线蜂窝网络通信单元和光纤通信单元；

所述无线蜂窝网络通信单元用于通过蜂窝网络将监测数据发送至处理模块；所述光纤通信单元用于通过光纤电缆将所述监测数据发送至处理模块。

在一种实施例中，所述监测模块包括温湿度监测单元、气体监测单元、视频获取单元和定位单元；

所述温湿度监测单元用于获取电缆通道内的温度数据和湿度数据，所述气体监测单元用于获取电缆通道内的危险气体浓度数据，所述视频获取单元用于获取电缆通道内的视频数据，所述定位单元用于获取其所处位置的位置数据。

所述电缆通道中设置有定位节点，定位节点周期性地广播自身的位置数据，定位单元用于接收所述位置数据。

在一种实施例中，所述危险气体包括甲烷、硫化氢、氨气、一氧化碳和一氧化氮。

在一种实施例中，所述处理模块包括数值判断子模块和视频检测子模块；

所述数值判断子模块用于判断所述温度数据、湿度数据和危险气体浓度数据是否超出预设的各自对应的正常值区间，若是，则检测结果为电缆通道内部发生异常情况；

所述视频检测子模块用于对所述视频数据的帧图像进行图像识别，判断所述帧图像中是否出现预设的异常事件，若是，则检测结果为电缆通道内部发生异常情况。

异常事件包括电缆通道中有动物进入和电缆通道中发生火灾。

在一种实施例中，向相关的工作人员发送提示消息，包括：

通过手机短信和微信服务号向相关的工作人员发送提示消息；所述提示消息包括异常情况的类型和发生异常情况的位置。

在一种实施例中，所述异常情况的类型，包括：

温度超出正常值区间、湿度超出正常值区间、危险气体浓度超出正常值区间和发生火灾。

在一种实施例中，对所述视频数据的帧图像进行图像识别，判断所述帧图像中是否出现预设的异常事件，包括：

采用固定的时间周期对所述视频数据进行帧图像的抽取，对于抽取出来的帧图像，将其在所述视频数据中的序号记为t，对序号范围为[t-a,t+a]的所有帧图像进行缺陷指数的计算，a表示预设的区间参数，选取缺陷指数最小的帧图像进一步进行识别；

所述缺陷指数通过如下方式进行计算：

式中，qidx

由于传输的原因或者拍摄视频的机器的原因，视频数据中的帧图像有时候会存在缺陷，如果若这些存在缺陷的帧图像直接进行图像识别，很容易得到误判的结果，而本申请对需要进行图像识别的帧图像先进行了筛选，有利于选出高质量的帧图像，提高后续的异常事件识别的准确性。具体地，在计算缺陷指数时，从灰度值、噪声估计的方差和峰值信噪比等方面进行考虑，有利于选出噪声估计的方差较小，峰值信噪比较大的质量较高的帧图像。

在一种实施例中，选取缺陷指数最小的帧图像进一步进行识别，包括：

对缺陷指数最小的帧图像进行灰度化处理，得到灰度图像；

对所述灰度图像进行降噪处理，得到降噪图像；

对所述降噪图像进行前景物体的提取，获得前景图像；

提取所述前景图像中包含的特征数据，根据所述特征数据识别前景图像中是否出现预设的异常事件。

在一种实施例中，对所述灰度图像进行降噪处理，得到降噪图像，包括：

对所述灰度图像进行小波分解，得到高频部分的小波图像和低频部分的小波图像；

对高频部分的小波图像进行如下阈值处理：

式中，af

对低频部分的小波图像，进行如下处理：

使用下述函数对低频部分的小波图像进行平滑处理，得到处理后的低频部分的小波图像：

式中，ag(x,y)表示处理后的低频部分的小波图像，x和y分别表示低频部分的小波图像中的像素点的横坐标和纵坐标；sig表示平滑参数；

将ag(x,y)和af

对灰度图像进行小波分解后再进行阈值处理，有利于在保留图像细节信息的同时对图像的噪声进行抑制。在对高频部分的小波图像进行处理时，采用了自适应选取函数的方式，对不同的高频部分的小波图像自适应地选取不同的函数进行处理，有利于提高阈值处理的针对性和准确性。对低频部分的小波图像进行处理时，采用的平滑参数也具有自适应性，相较于固定数值的平滑参数而言，无疑降噪效果更为准确。

在一种实施例中，平滑参数sig的取值通过如下方式进行确定：

初始化sig的值为2，使用上述函数对低频部分的小波图像进行平滑处理，得到处理后的小波图像ag

使用sig＝2-bl时的上述函数对低频部分的小波图像进行平滑处理，并计算处理后的低频部分的小波图像ag

以此类推，不断使用更新步长bl对sig的取值进行更新，直到使用sig的取值对低频部分的小波图像进行平滑处理时，处理后的低频部分的小波图像的二维熵与使用最大熵阈值分割算法对所述小波图像进行计算得到的分割阈值之间的绝对值的小于设定的绝对值阈值abth，将此时sig的取值作为sig的最终取值。

通过将平滑后的图像的二维熵与最大熵阈值分割算法的分割阈值进行对比，不断地对平滑参数进行调节，有利于选出正确的调节参数，同时增强了平滑函数的自适应性。

在一种实施例中，对所述降噪图像进行前景物体的提取，获得前景图像，包括：

使用大津法对所述降噪图像进行前景物体的提取，获得前景图像。

在一种实施例中，根据所述特征数据识别前景图像中是否出现预设的异常事件，包括：

将所述特征数据与预存的异常事件的特征数据模板进行匹配，若匹配成功，则判定前景图像中出现预设的异常事件。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。