基于计算机视觉的仪器设备状态在线监测方法与流程

1.本发明涉及仪器设备管理技术领域，具体为一种基于计算机视觉的仪器设备状态在线监测方法。


背景技术：

2.计算机视觉技术，是一种用摄影机和电脑代替人眼对目标进行识别、跟踪和测量等机器视觉，并进一步做图形处理，使电脑处理成为更适合人眼观察或传送给仪器检测的图像，该技术使用计算机和相关设备模拟了生物视觉，包含了图像处理、模式识别、图像理解等诸多分支，通过计算机视觉技术，可以使用非人工的方法来检测仪器设备是否在线，检测效率高、准确率高，能够有效降低人工成本。
3.随着实施教育现代化建设及由国家大力推进建设的以信息化带动现代化的工程、“校校通”工程等的实施，为我国的基础教育行业的广大用户配置了大量的现代化教育教学设备，但在实际工作中，这些设备的装备情况、使用情况等的管理、使用、信息上报及汇总管理等工作又远远滞后于设备的装备和使用，而且通过人工管理费时费力，故而提出了一种基于计算机视觉的仪器设备状态在线监测方法来解决上述所提出的问题。


技术实现要素：

4.(一)解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于计算机视觉的仪器设备状态在线监测方法，具备方便管理，减小管理人劳动强度的优点，解决了在实际工作中，这些设备的装备情况、使用情况等的管理、使用、信息上报及汇总管理等工作又远远滞后于设备的装备和使用，而且通过人工管理费时费力的问题。
6.(二)技术方案
7.为实现上述方便管理，减小管理人劳动强度目的，本发明提供如下技术方案：一种基于计算机视觉的仪器设备状态在线监测方法，包括以下步骤：
8.1)新仪器入库时通过图像采集模块对仪器数据进行采集，并将仪器信息录入中控计算机的系统中，然后在仪器上贴上无源rfid电子标签，并使用rfid阅读器将信息写入无源rfid电子标签中，使无源rfid电子标签内的信息与中控计算机系统中的信息相一致；
9.2)通过人机交互模块向中控计算机发送人员信息录入请求，根据信息录入请求，向人机交互模块返回与信息录入请求对应的信息录入页面，用于录入人员信息，人员填写完成后将信息发送给中控计算机，然后中控计算机对提交的人员信息进行储存，并将该人员信息发送给管理员，通过管理员对该人员的仪器设备使用权限进行设置；
10.3)通过运动监测模块对仪器设备存放室进行移动监测，当监测到人员运动时开启图像采集模块对进入的人员信息进行采集，然后将采集的数据与中控计算机内存储的数据进行比对，判断其是否存在设备借取权限，若该人员信息无仪器设备借取权限，则同时向管理员和该人员发送提醒警报，若存在仪器设备借取权限，则保持图像采集模块运行，对人员
活动影像进行采集并上传至中控计算机，当检测到该人员拿取未处于其身份权限内的仪器时，则同时向管理员和该人员发送提醒警报；
11.4)当运动监测模块检测到仪器设备存放室无人员运动时，开启rfid阅读器对仪器设备上的rfid电子标签进行读取，将读取的数据与中控计算机内的数据进行比对，从而筛选出被借取的仪器设备，将筛出的仪器设备数据与图像采集模块采集的进入人员的人员数据进行关联，然后在中控计算机内标记筛出的设备状态为租借状态，同时记录租借时间，而且还可以筛选出归还的设备，通过图像采集模块对归还的设备进行数据采集，然后与中控计算机内租借前的数据进行比对，从而可以提前对设备的耗材使用情况进行预估，然后将归还仪器设备状态标记为待维护并登记归还时间；
12.5)通过中控计算机发送维护信号给维护人员，提醒维护人员对归还仪器进行检测，维护人员将仪器的损坏情况进行登记，并上传给中控计算机，并复核中控计算机内耗材的使用情况，若出现偏差，则对其进行改正，通过图像采集模块对维护人员的维护信息进行采集，然后与其维护的设备进行关联并记录维护时间，同时标记已维护的仪器设备状态为可租借状态，每次维护完成后，将各仪器设备的实际数量与各仪器设备的标准存储数量进行比对，然后筛出不足的仪器设备，并将其发送给管理员，提醒管理员对仪器设备进行采购。
13.优选的，所述图像采集模块包括可调焦镜头、感光成像模块、亮度感应器、镜头电机驱动模块、红外led照明模块以及红外滤光片切换模块，所述人机交互模块通过通信网络与中控计算机连接，所述通信网络包括移动网络和有线网络，所述通信网络的传递方式包括加密传输和未加密传输，所述仪器设备根据其购买成本可选择性安装gps定位模块。
14.优选的，所述图像采集模块的采集步骤包括图像透视变换、图像预处理、图像轮廓检测、图像切割、图像二值化处理、图像信息识别和提取，所述仪器设备信息包括仪器名称、仪器编号、规格型号、制造厂名、出厂编号、购入价格、购入日期、产地性质、安放地点和主要用途，所述人员信息包括姓名、性别、出生年月、身份证号、地址、职级。
15.(三)有益效果
16.与现有技术相比，本发明提供了一种基于计算机视觉的仪器设备状态在线监测方法，具备以下有益效果：
17.1、该基于计算机视觉的仪器设备状态在线监测方法，通过运动监测模块对仪器设备存放室进行移动监测，通过图像采集模块对人员信息进行采集，通过rfid电子标签和rfid阅读器对仪器设备进行识别，从而能够在无人监管的环境下完成对仪器设备的借取和归还工作，既降低了管理员的劳动强度，同时也能够及时对仪器设备的使用信息进行更新，从而达到了方便管理，减小管理人劳动强度目的。
18.2、该基于计算机视觉的仪器设备状态在线监测方法，通过图像采集模块对归还的设备进行数据采集，然后与中控计算机内租借前的数据进行比对，提前对设备的耗材使用情况进行预估，然后通过维护人员对归还仪器进行检测，将仪器的损坏情况进行登记，并复核中控计算机内耗材的使用情况，在每次维护完成后，将各仪器设备的实际数量与各仪器设备的标准存储数量进行比对，然后筛出不足的仪器设备，并将其发送给管理员，从而方便管理员对缺失的仪器设备进行采购，达到了方便管理的目的。
具体实施方式
19.下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。
20.实施例一：
21.一种基于计算机视觉的仪器设备状态在线监测方法，包括以下步骤：
22.1)新仪器入库时通过图像采集模块对仪器数据进行采集，并将仪器名称、仪器编号、规格型号、制造厂名、出厂编号、购入价格、购入日期、产地性质、安放地点和主要用途录入中控计算机的系统中，图像采集模块包括可调焦镜头、感光成像模块、亮度感应器、镜头电机驱动模块、红外led照明模块以及红外滤光片切换模块，人机交互模块通过有线网络与中控计算机进行加密传输，然后在仪器上贴上无源rfid电子标签，并使用rfid阅读器将信息写入无源rfid电子标签中，使无源rfid电子标签内的信息与中控计算机系统中的信息相一致；
23.2)通过人机交互模块向中控计算机发送人员信息录入请求，根据信息录入请求，向人机交互模块返回与信息录入请求对应的信息录入页面，用于录入姓名、性别、出生年月、身份证号、地址、职级，人员填写完成后将信息发送给中控计算机，然后中控计算机对提交的人员信息进行储存，并将该人员信息发送给管理员，通过管理员对该人员的仪器设备使用权限进行设置；
24.3)通过运动监测模块对仪器设备存放室进行移动监测，当监测到人员运动时开启图像采集模块对进入的人员信息进行采集，然后将采集的数据与中控计算机内存储的数据进行比对，判断其是否存在设备借取权限，若该人员信息无仪器设备借取权限，则同时向管理员和该人员发送提醒警报，若存在仪器设备借取权限，则保持图像采集模块运行，对人员活动影像进行采集并上传至中控计算机，当检测到该人员拿取未处于其身份权限内的仪器时，则同时向管理员和该人员发送提醒警报；
25.4)当运动监测模块检测到仪器设备存放室无人员运动时，开启rfid阅读器对仪器设备上的rfid电子标签进行读取，将读取的数据与中控计算机内的数据进行比对，从而筛选出被借取的仪器设备，将筛出的仪器设备数据与图像采集模块采集的进入人员的人员数据进行关联，然后在中控计算机内标记筛出的设备状态为租借状态，同时记录租借时间，而且还可以筛选出归还的设备，通过图像采集模块对归还的设备进行数据采集，然后与中控计算机内租借前的数据进行比对，从而可以提前对设备的耗材使用情况进行预估，然后将归还仪器设备状态标记为待维护并登记归还时间；
26.5)通过中控计算机发送维护信号给维护人员，提醒维护人员对归还仪器进行检测，维护人员将仪器的损坏情况进行登记，并上传给中控计算机，并复核中控计算机内耗材的使用情况，若出现偏差，则对其进行改正，通过图像采集模块对维护人员的维护信息进行采集，然后与其维护的设备进行关联并记录维护时间，同时标记已维护的仪器设备状态为可租借状态，每次维护完成后，将各仪器设备的实际数量与各仪器设备的标准存储数量进行比对，然后筛出不足的仪器设备，并将其发送给管理员，提醒管理员对仪器设备进行采购。
27.该基于计算机视觉的仪器设备状态在线监测方法，通过数据加密传输，可以提高信息传递的安全性，防止仪器设备信息受到更改。
28.实施例二：
29.一种基于计算机视觉的仪器设备状态在线监测方法，包括以下步骤：
30.1)新仪器入库时通过图像采集模块对仪器数据进行采集，并将仪器名称、仪器编号、规格型号、制造厂名、出厂编号、购入价格、购入日期、产地性质、安放地点和主要用途录入中控计算机的系统中，图像采集模块包括可调焦镜头、感光成像模块、亮度感应器、镜头电机驱动模块、红外led照明模块以及红外滤光片切换模块，人机交互模块通过无线网络和有线网络与中控计算机进行选择性加密传输，然后在仪器上贴上无源rfid电子标签，并使用rfid阅读器将信息写入无源rfid电子标签中，使无源rfid电子标签内的信息与中控计算机系统中的信息相一致；
31.2)通过人机交互模块向中控计算机发送人员信息录入请求，根据信息录入请求，向人机交互模块返回与信息录入请求对应的信息录入页面，用于录入姓名、性别、出生年月、身份证号、地址、职级，人员填写完成后将信息发送给中控计算机，然后中控计算机对提交的人员信息进行储存，并将该人员信息发送给管理员，通过管理员对该人员的仪器设备使用权限进行设置；
32.3)通过运动监测模块对仪器设备存放室进行移动监测，当监测到人员运动时开启图像采集模块对进入的人员信息进行采集，然后将采集的数据与中控计算机内存储的数据进行比对，判断其是否存在设备借取权限，若该人员信息无仪器设备借取权限，则同时向管理员和该人员发送提醒警报，若存在仪器设备借取权限，则保持图像采集模块运行，对人员活动影像进行采集并上传至中控计算机，当检测到该人员拿取未处于其身份权限内的仪器时，则同时向管理员和该人员发送提醒警报；
33.4)当运动监测模块检测到仪器设备存放室无人员运动时，开启rfid阅读器对仪器设备上的rfid电子标签进行读取，将读取的数据与中控计算机内的数据进行比对，从而筛选出被借取的仪器设备，将筛出的仪器设备数据与图像采集模块采集的进入人员的人员数据进行关联，然后在中控计算机内标记筛出的设备状态为租借状态，同时记录租借时间，而且还可以筛选出归还的设备，通过图像采集模块对归还的设备进行数据采集，然后与中控计算机内租借前的数据进行比对，从而可以提前对设备的耗材使用情况进行预估，然后将归还仪器设备状态标记为待维护并登记归还时间；
34.5)通过中控计算机发送维护信号给维护人员，提醒维护人员对归还仪器进行检测，维护人员将仪器的损坏情况进行登记，并上传给中控计算机，并复核中控计算机内耗材的使用情况，若出现偏差，则对其进行改正，通过图像采集模块对维护人员的维护信息进行采集，然后与其维护的设备进行关联并记录维护时间，同时标记已维护的仪器设备状态为可租借状态，每次维护完成后，将各仪器设备的实际数量与各仪器设备的标准存储数量进行比对，然后筛出不足的仪器设备，并将其发送给管理员，提醒管理员对仪器设备进行采购。
35.该基于计算机视觉的仪器设备状态在线监测方法，通过设置多种通信网络的传递方式，方便管理员使用，同时通过选择性进行加密传输，既可以提高信息安全性，同时也减少了中控计算机的运算压力。
36.实施例三：
37.一种基于计算机视觉的仪器设备状态在线监测方法，包括以下步骤：
38.1)新仪器入库时通过图像采集模块对仪器数据进行采集，并将仪器名称、仪器编号、规格型号、制造厂名、出厂编号、购入价格、购入日期、产地性质、安放地点和主要用途录入中控计算机的系统中，图像采集模块包括可调焦镜头、感光成像模块、亮度感应器、镜头电机驱动模块、红外led照明模块以及红外滤光片切换模块，人机交互模块通过无线网络和有线网络与中控计算机进行选择性加密传输，然后在仪器上贴上无源rfid电子标签，并使用rfid阅读器将信息写入无源rfid电子标签中，使无源rfid电子标签内的信息与中控计算机系统中的信息相一致，同时向仪器设备内安放gps定位模块；
39.2)通过人机交互模块向中控计算机发送人员信息录入请求，根据信息录入请求，向人机交互模块返回与信息录入请求对应的信息录入页面，用于录入姓名、性别、出生年月、身份证号、地址、职级，人员填写完成后将信息发送给中控计算机，然后中控计算机对提交的人员信息进行储存，并将该人员信息发送给管理员，通过管理员对该人员的仪器设备使用权限进行设置；
40.3)通过运动监测模块对仪器设备存放室进行移动监测，当监测到人员运动时开启图像采集模块对进入的人员信息进行采集，然后将采集的数据与中控计算机内存储的数据进行比对，判断其是否存在设备借取权限，若该人员信息无仪器设备借取权限，则同时向管理员和该人员发送提醒警报，若存在仪器设备借取权限，则保持图像采集模块运行，对人员活动影像进行采集并上传至中控计算机，当检测到该人员拿取未处于其身份权限内的仪器时，则同时向管理员和该人员发送提醒警报；
41.4)当运动监测模块检测到仪器设备存放室无人员运动时，开启rfid阅读器对仪器设备上的rfid电子标签进行读取，将读取的数据与中控计算机内的数据进行比对，从而筛选出被借取的仪器设备，将筛出的仪器设备数据与图像采集模块采集的进入人员的人员数据进行关联，然后在中控计算机内标记筛出的设备状态为租借状态，同时记录租借时间，而且还可以筛选出归还的设备，通过图像采集模块对归还的设备进行数据采集，然后与中控计算机内租借前的数据进行比对，从而可以提前对设备的耗材使用情况进行预估，然后将归还仪器设备状态标记为待维护并登记归还时间；
42.5)通过中控计算机发送维护信号给维护人员，提醒维护人员对归还仪器进行检测，维护人员将仪器的损坏情况进行登记，并上传给中控计算机，并复核中控计算机内耗材的使用情况，若出现偏差，则对其进行改正，通过图像采集模块对维护人员的维护信息进行采集，然后与其维护的设备进行关联并记录维护时间，同时标记已维护的仪器设备状态为可租借状态，每次维护完成后，将各仪器设备的实际数量与各仪器设备的标准存储数量进行比对，然后筛出不足的仪器设备，并将其发送给管理员，提醒管理员对仪器设备进行采购。
43.该基于计算机视觉的仪器设备状态在线监测方法，通过添加gps定位模块，方便管理员查找仪器，确保仪器不会丢失。
44.本发明的有益效果是：通过运动监测模块对仪器设备存放室进行移动监测，通过图像采集模块对人员信息进行采集，通过rfid电子标签和rfid阅读器对仪器设备进行识别，从而能够在无人监管的环境下完成对仪器设备的借取和归还工作，既降低了管理员的
劳动强度，同时也能够及时对仪器设备的使用信息进行更新，从而达到了方便管理，减小管理人劳动强度目的，通过图像采集模块对归还的设备进行数据采集，然后与中控计算机内租借前的数据进行比对，提前对设备的耗材使用情况进行预估，然后通过维护人员对归还仪器进行检测，将仪器的损坏情况进行登记，并复核中控计算机内耗材的使用情况，在每次维护完成后，将各仪器设备的实际数量与各仪器设备的标准存储数量进行比对，然后筛出不足的仪器设备，并将其发送给管理员，从而方便管理员对缺失的仪器设备进行采购，达到了方便管理的目的。
45.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。