一种红外热成像温度保存和二次分析的系统及方法与流程

1.本发明属于红外热成像监测和分析技术领域，具体涉及了一种红外热成像温度保存和二次分析的系统及方法。


背景技术：

2.电缆、发电机等设备在运行时会有发热现象出现，当发热量过大时，如果处理不及时，会导致设备出现故障。因此一般使用热成像红外摄像头对这些设备进行监测。通常的监测手段，是使用红外摄像头对设备进行拍照，照片中只显示最高温度值和最高温度在照片中对应的位置。这样如果红外摄像头拍摄的照片中不仅包含了需要监测的对象，还包含了其他物体，那么其他物体的温度就有可能会影响监测的结果。而且照片中只有最高温度值时，没有办法在出现异常情况时得到照片中其他区域的温度，不利于异常情况的分析。
3.中国实用新型专利（201820926211.1）公开了一种温度监测装置，包括设置在同一壳体内的红外热成像装置、无线通信装置和ct取电装置，所述红外热成像装置的红外镜头嵌套于壳体一侧壁上，用于获取被测物体的温度数据，所述红外热成像装置电性连接于所述无线通信装置，并通过所述无线通信装置进行所述温度数据的发送和接收，所述ct取电装置分别与所述红外热成像装置和所述无线通信装置电性连接，并提供电能。本实用新型通过ct取电装置现场取电供给红外热成像装置，采用非接触的方式对被监测设备进行温度监测，同时也不使用温度传感器，再通过无线方式进行数据的传输，避免设备运行现场的铺设线路的麻烦。
4.中国发明专利（201610087927.2）公开了一种电力高压开关柜热故障热成像无线遥控报警器及应用方法，包括电力高压开关柜、红外热成像装置、无线发送装置、无线接收装置、智能热成像报警装置；电力高压开关柜内安装有电力高压设备；红外热成像装置包括安装于电力高压开关柜外壳内的红外热成像摄像头、安装于变电站主控室内的红外热成像处理器和红外热成像显示器，红外热成像摄像头通过光纤与无线发送装置连接，红外热成像处理器和红外热成像显示器通过光纤与无线接收装置连接；智能热成像报警装置包括与红外热成像处理器连接的控制器及与控制器连接的报警器。本发明通过红外热成像对电力高压开关柜内的电力高压设备进行红外热故障检测，并能及时提醒工作人员采用防范措施。
5.中国实用新型专利（202120543015.8）公开了一种电力设备红外监测装置，包括视频摄像模块、热成像摄像模块和电力设备，所述视频摄像模块和所述热成像摄像模块通过通信电缆与所述电力设备连接；所述视频摄像模块对所述电力设备的操作和运行状态进行拍照和录像，并将其传输至所述电力设备；所述热成像摄像模块采集所述电力设备的热像和温度数据，并传输至所述电力设备。本实用新型能够及时监测电力设备的温度状况，同时防止区域遭到入侵，并自动将对应位置的图像画面切换至监控屏幕上，对电力设备的操作和运行状态进行拍照和录像，给运维人员判断设备运行状态正常与否提供佐证，为电力系统的稳定运行提供安全可靠的保障。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种红外热成像温度保存和二次分析的系统及方法。该系统可实时采集上报红外传感器拍摄的红外照片、上报设定区域中的最高温度值和整张照片的温度数据，用户可通过后台服务提供的web页面查看上报的红外热成像照片，并且可对红外热成像照片进行二次分析，包括鼠标移动时实时显示光标所在点的温度值，也可以进行区域框选，显示该区域的最高温度值。该系统可应用于电缆监测、发电机监测、设备监测等场景，用户不仅可以看到上传的照片中的最高温度，还可对整张照片的温度做二次分析，可查看任意点的温度值，以便在某些异常情况出现时进行异常判断。
7.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种红外热成像温度保存和二次分析的系统，包括若干台红外传感器和后台服务器；所述红外传感器设有外红摄像头并且内置arm处理器、4g无线通信模块和以太网接口；所述后台服务器在云端或者内网进行部署，接收并存储红外传感器上报的红外照片和温度数据，发送配置至红外传感器；所述红外传感器与所述后台服务器通过4g无线通信网络或者以太网通信网络进行数据传输。
8.在本发明中，红外传感器可以拍摄红外热成像照片，可分析得到设定区域的最高温度值，可将原始的红外照片对应的温度表进行转换得到数据量为原始数据一半的温度数据，将红外热成像照片、最高温度值和完整温度数据发送至后台服务器；后台服务器在接收到数据后，将红外照片、最高温度值和完整温度数据保存到服务器中；用户在访问页面时，可以看到上传的红外照片，以及照片中的设定区域的最高温度，并且可以通过页面的控件实现如下功能：可以框选区域进行温度分析、可以移动鼠标，实时显示光标所在的温度值、还可以框选区域，将该区域发送给红外传感器，让红外传感器只上报该区域的最高温度值。
9.为了满足不同环境的使用情况，红外传感器同时内置了4g模块和以太网接口，在方便接入网线时，可接入有线以太网进行数据上报，在没有以太网的环境下，例如偏远的站点、户外等环境中，可以使用4g进行数据上报。后台服务器可根据用户实际使用环境进行部署，如果用户的整个网络处于内网环境，则将后台服务器部署在用户的内网环境中，这样可以满足用户的内网数据安全等相关需求。如果没有特殊需求，则可以部署在公网服务器，方便在任意可以接入互联网的地方进行数据查看。
10.本发明进一步说明，所述后台服务器，提供web页面服务，用于查看红外照片和分析温度数据；查看红外照片的页面中，提供以下功能：
①
框选监测区域，将该区域发送给红外传感器，只针对该区域监测最高温度；
②
框选红外照片中部分区域，直接得到红外照片中该区域中的最高温度；
③
在红外照片上移动鼠标，实时显示光标所在的温度值。
11.为了方便照片的查看，后台服务器提供了web页面服务。web页面上可以查看红外热成像照片、照片的拍摄时间、照片中设定区域的最高温度，页面上还提供部分实用功能，包括：1）如果用户想让上报的最高温度只在某一部分区域内，那么可以框选部分区域，将该区域发送给红外传感器，红外传感器在后续拍摄的红外照片会只对该区域进行最高温度的分析和上报，同时仍然上报整张照片的温度数据；2）用户可以在上报的照片中框选区域，得
到该区域中的最高温度值；3）用户可以进入实时温度显示模式，当鼠标移动时，照片上实时显示光标所在点的温度值。
12.本发明进一步说明，所述红外传感器内置的arm处理器将整张红外照片的真实温度值进行数据转换，得到数据量大小为原始数据的数据量大小一半的温度数据；同时查找出需要上报的区域的最高温度，生成红外热成像照片；将红外热成像照片、整张红外照片对应的温度数据和区域的最高温度一起发送给后台服务器。所述数据转换为将float型的数据转换为short型的数据，每个数据占用降低至2字节。
13.红外传感器内置的arm处理器将原始的整张红外照片的温度数据，通过预设算法程序特将温度数据进行转换，可降低一半的数据量，有利于快速发送和存储时占用更小的磁盘空间。在红外摄像头厂家提供的接口中，程序可以获得的整张红外照片对应的温度数据，是真实的温度数据，即可以显示小数点的float型数据，这样每个点都占用4个字节，程序中使用了算法对数据进行了转换，公式为(x 50)
×
100，这样可以将float型的数据转换为short型的数据，每个数据占用降低至2字节，还可以保留温度数据的两位小数点，服务器在解析时按照公式进行反向推到即可得到两位小数点精度的温度数据。服务器在存储时，也按照short型的数据进行存储，占用硬盘空间也可以减半，网络传输的时间同样减半。
14.本发明进一步说明，所述后台服务器包括数据管理模块和页面展示模块。所述数据管理模块包括数据网络传输模块、数据存储模块和数据分析模块；所述页面展示模块包括照片展示模块、照片温度分析模块和控件管理模块。
15.本发明还提供了一种红外热成像温度保存和二次分析的方法，使用上述的系统对电力设备进行监测，包括以下步骤：（1）在云端或内网部署所述后台服务器；在待监测的电力设备周围安装所述红外传感器，并且将红外摄像头对准需要监测的电力设备；（2）所述红外传感器接入通信网络与所述后台服务器连接，自动向后台服务器进行注册；（3）所述红外传感器根据所述后台服务器的指令进行拍照，获得红外照片，对红外照片的温度数据进行分析处理，生成红外热成像照片，然后将红外热成像照片、整张红外照片对应的温度数据一起发送给后台服务器；（4）所述后台服务器接收并存储红外传感器上报的红外照片和温度数据，并且在web页面服务中提供以下功能：
①
框选监测区域，将该区域发送给红外传感器，只针对该区域监测最高温度；
②
框选红外照片中部分区域，直接得到红外照片中该区域中的最高温度；
③
在红外照片上移动鼠标，实时显示光标所在的温度值。
16.在上述方法中，所述步骤（3）中所述红外传感器的具体工作流程为：1）初始化红外摄像头，设置热成像色板模式为铁虹，即常见的温度较高的为红色至黄色，温度较低的为深蓝至黑蓝色；2）控制红外摄像头拍摄一张红外照片，得到原始照片数据；3）使用红外摄像头厂家提供的接口，将原始照片数据转换为rgb格式的照片，同时从原始照片数据中获取原始的整张照片的温度表；4）按照配置的采集区域，从整张温度表中得到该区域的最高温度，如果没有配置该区域，默认获取整张照片的最高温度值；将设定的区域绘制到红外照片中进行标识，将最
高温度使用靶心状图标进行标记，同时将最高温度值绘制到照片上；5）将原始的照片温度表进行格式转换，以减小数据量，利于网络传输和存储；6）将红外热成像照片、最高温度值、整张红外照片对应的温度表进行组包，发送至后台服务器，一次采集结束，等待下次采集。
17.本发明的优点：1.红外传感器在上报红外照片的同时，可以上报整张红外照片的温度数据，并且温度数据的大小为原始大小的一半，在网络传输时可缩短传输时间，并且在存储时减少磁盘占用。
18.2.后台服务器提供的web页面中提供二次分析温度的功能，可查看红外照片中任意一点的温度值，还可按照区域进行采集和分析。
19.3.后台服务器可按照实际环境部署至内网或者公网服务器，可以适应不同环境的需求。
附图说明
20.图1是本发明一实施例中的整体系统原理图。
21.图2是本发明一实施例中的红外传感器工作流程图。
22.图3是本发明一实施例中的后台服务器软件结构图。
具体实施方式
23.下面结合附图对本发明进一步说明。
24.实施例1：如图1所示，一种红外热成像温度保存和二次分析的系统，包括若干台红外传感器和后台服务器；所述红外传感器设有外红摄像头并且内置arm处理器、4g无线通信模块和以太网接口；所述后台服务器在云端或者内网进行部署，接收并存储红外传感器上报的红外照片和温度数据，发送配置至红外传感器；所述红外传感器与所述后台服务器通过4g无线通信网络或者以太网通信网络进行数据传输。
25.如图3所示，所述后台服务器包括数据管理模块和页面展示模块；所述数据管理模块包括数据网络传输模块、数据存储模块和数据分析模块；所述页面展示模块包括照片展示模块、照片温度分析模块和控件管理模块。
26.在本实施例中，为了满足不同环境的使用情况，红外传感器同时内置了4g模块和以太网接口，在方便接入网线时，可接入有线以太网进行数据上报，在没有以太网的环境下，例如偏远的站点、户外等环境中，可以使用4g进行数据上报。后台服务器可根据用户实际使用环境进行部署，如果用户的整个网络处于内网环境，则将后台服务器部署在用户的内网环境中，这样可以满足用户的内网数据安全等相关需求。如果没有特殊需求，则可以部署在公网服务器，方便在任意可以接入互联网的地方进行数据查看。
27.本实施例进一步说明，所述后台服务器，提供web页面服务，用于查看红外照片和分析温度数据；查看红外照片的页面中，提供以下功能：
①
框选监测区域，将该区域发送给红外传感器，只针对该区域监测最高温度；
②
框选红外照片中部分区域，直接得到红外照片中该区域中的最高温度；
③
在红外照片上移动鼠标，实时显示光标所在的温度值。
28.本实施例进一步说明，所述红外传感器内置的arm处理器将整张红外照片的真实温度值进行数据转换，得到数据量大小为原始数据的数据量大小一半的温度数据；同时查找出需要上报的区域的最高温度，生成红外热成像照片；将红外热成像照片、整张红外照片对应的温度数据和区域的最高温度一起发送给后台服务器。所述数据转换为将float型的数据转换为short型的数据，每个数据占用降低至2字节。
29.实施例2：一种红外热成像温度保存和二次分析的方法，使用实施例1中所述的系统对电力设备进行监测，包括以下步骤：（1）在云端或内网部署所述后台服务器；在待监测的电力设备周围安装所述红外传感器，并且将红外摄像头对准需要监测的电力设备；（2）所述红外传感器接入通信网络与所述后台服务器连接，自动向后台服务器进行注册；（3）所述红外传感器根据所述后台服务器的指令进行拍照，获得红外照片，对红外照片的温度数据进行分析处理，生成红外热成像照片，然后将红外热成像照片、整张红外照片对应的温度数据一起发送给后台服务器；其工作流程具体为：1）初始化红外摄像头，设置热成像色板模式为铁虹，即常见的温度较高的为红色至黄色，温度较低的为深蓝至黑蓝色；2）控制红外摄像头拍摄一张红外照片，得到原始照片数据；3）使用红外摄像头厂家提供的接口，将原始照片数据转换为rgb格式的照片，同时从原始照片数据中获取原始的整张照片的温度表；4）按照配置的采集区域，从整张温度表中得到该区域的最高温度，如果没有配置该区域，默认获取整张照片的最高温度值；将设定的区域绘制到红外照片中进行标识，将最高温度使用靶心状图标进行标记，同时将最高温度值绘制到照片上；5）将原始的照片温度表进行格式转换，以减小数据量，利于网络传输和存储；6）将红外热成像照片、最高温度值、整张红外照片对应的温度表进行组包，发送至后台服务器，一次采集结束，等待下次采集。
30.（4）所述后台服务器接收并存储红外传感器上报的红外照片和温度数据，并且在web页面服务中提供以下功能：
①
框选监测区域，将该区域发送给红外传感器，只针对该区域监测最高温度；
②
框选红外照片中部分区域，直接得到红外照片中该区域中的最高温度；
③
在红外照片上移动鼠标，实时显示光标所在的温度值。
31.显然，上述实施例仅仅是为了清楚的说明本发明所作的举例，而并非对本发明实施的限定。对于所属技术领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动；这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举；而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。