一种智慧界桩管理系统的制作方法

1.本发明涉及界桩管理的技术领域，尤其涉及一种智慧界桩管理系统。


背景技术：

2.界桩是区分行政区域界线实地位置的法定标志物，界桩管理是平安边界建设的主要工作内容。
3.目前，我国对于界桩的管理方式普遍为聘请当地居民为界桩维护员，对界桩进行委托管理，要求其适时检查所维护的界桩，清除界桩周围杂草、淤泥和遮挡物，刷新界桩注记，保持界桩整洁，明显易见，做好检查记录，制止损坏界桩的行为，当发现界桩松动、移动、丢失、损坏时，及时报告负责界桩管理部门。随着社会的发展，城镇化进程的加快，界桩遭到破坏的事情屡有发生，并且由于界桩维护员的不可控和疏忽，一般都只有在联合检查过程中才会发现问题，而界桩等参照物的损坏或遗失对解决边界纠纷和争议会造成极大的麻烦。故此，运用智能管控方式于界桩管理中具有重要意义。


技术实现要素：

4.本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
5.鉴于上述现有界桩管理存在的问题，提出了本发明。
6.因此，本发明解决的技术问题是：解决现有人为界桩管理的方式无法及时有效的反应界桩状态的问题。
7.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种智慧界桩管理系统，包括：界桩状态监测模块，通过设置于界桩上的智能监测装置实时监测界桩的存续状态；状态信息集成判断模块，嵌设于所述智能监测装置中，与所述智能监测装置数据连接，接收所述智能监测装置的实时监测数据，并当所监测的数据达到设定的判定阈值时，传输所监测的界桩状态信息及位置信息至并云平台网络处理显示模块中并进行报警显示；云平台网络处理显示模块，与所述状态信息集成判断模块无线数据连接，接收界桩状态信息及报警显示信息并进行云平台处理显示；移动端应用查看模块，与所述云平台网络处理显示模块无线信号连接，用户移动端通过下载的相应服务端连通云平台显示数据，查看界桩状态信息及报警显示信息。
8.作为本发明所述的智慧界桩管理系统的一种优选方案，其中：所述智能监测装置包括：倾角监测单元，通过设置的倾角传感器实时监测界桩的倾角变化值α；震动监测单元，通过设置的震动传感器实时监测界桩的震动变化值β。
9.作为本发明所述的智慧界桩管理系统的一种优选方案，其中：定义当倾角变化值α达到10
°
或震动变化值β达到30mm时，达到设定的判定阈值，发送报警指令。
10.作为本发明所述的智慧界桩管理系统的一种优选方案，其中：所述智能监测装置
还包括图像采集单元，与所述状态信息集成判断模块信号连接，当所监测的数据达到设定的判定阈值时触发所述图像采集单元的开启，通过嵌设于所述智能监测装置中的图像采集传感器获取当前界桩周边的图像数据，同步将图像数据资料传输至所述云平台网络处理显示模块中进行处理及对应显示。
11.作为本发明所述的智慧界桩管理系统的一种优选方案，其中：所述智能监测装置还包括环境监测单元，与所述状态信息集成判断模块信号连接，当所监测的数据达到设定的判定阈值时触发所述环境监测单元开启，所述环境监测单元具体包括通过嵌设的温度传感器检测当前环境温度λ、通过嵌设的湿度传感器检测当前环境湿度δ，并将当前环境温度λ及当前环境湿度δ传输至所述云平台网络处理显示模块中进行界桩健康状态值的输出；
12.其中，依据以下公式进行界桩健康状态值的输出：
[0013][0014]
其中，μ为界桩健康状态值；α为倾角变化值，
°
；β震动变化值，mm；λ为当前环境温度，℃；δ为当前环境湿度，g/kg；ε为图像数据中识别出的杂物比重，％；x及dx为积分运算；
[0015]
其中，当界桩健康状态值μ的输出值越高时，定义界桩健康状态值越低。
[0016]
作为本发明所述的智慧界桩管理系统的一种优选方案，其中：依据界桩健康状态值的输出值调整报警显示程度，界桩健康状态值越高时，报警显示程度越高。
[0017]
作为本发明所述的智慧界桩管理系统的一种优选方案，其中：图像数据中杂物比重ε的识别过程具体为：所述云平台网络处理显示模块利用selenium库访问目标图像数据；通过pytesseract库对目标图像数据进行图像识别；解析出杂物比重ε；其中，对目标图像数据进行图像识别具体包括：s1：读取目标图像数据点云数据，将点云数据进行带通滤波，分离成界桩点云和杂物点云；s2：从所述界桩点云中选取出4个点，作为点云代表；s3：获取选取出的4个点之间的平面方程，作为初步拟合平面；s4：对所述杂物点云采用ransac进行直线提取；s5：根据直线的回归结果获取补全因子；s6：统计所有补全因子大于设定阈值的inliners数作为杂物点云范围。
[0018]
作为本发明所述的智慧界桩管理系统的一种优选方案，其中：所述设定阈值为0.15cm。
[0019]
本发明的有益效果：本发明提供一种智慧界桩管理系统，通过界桩状态监测模块实时监测界桩的存续状态，并当出现状态变动时传输所监测的界桩状态信息及位置信息至并云平台网络处理显示模块中并进行报警显示，智能手段实现界桩的监测，减少巡查人员的巡逻，能够及时发现被损坏、破坏的界桩；同时，当出现状态变动时图像采集单元和环境监测单元同步开启，获取界桩健康状态值，并依据界桩健康状态值的输出值调整报警显示程度，能够有目的的优先进行现场勘察处置，加强了界桩的管理工作，对界桩区域进行了有效的监督和管理，具备智能防盗、防破坏监督的功能。
附图说明
[0020]
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它
的附图。其中：
[0021]
图1为本发明提供的智慧界桩管理系统的系统模块图。
[0022]
图2为本发明提供的对目标图像数据进行图像识别的方法流程图。
[0023]
图3为本发明提供的智慧界桩管理系统的结构框图。
[0024]
图4为本发明提供的应用场景图。
[0025]
图5为本发明提供的智慧界桩管理系统的服务端展示图。
[0026]
图6为本发明提供的智慧界桩管理系统的服务端又一展示图。
[0027]
图7为本发明提供的智慧界桩管理系统的云平台网络处理显示模块的显示界面展示图。
[0028]
图8为本发明提供的智慧界桩管理系统的网络拓扑图。
[0029]
图9为本发明提供的图像识别过程中界桩点云和杂物点云的分离效果展示图。
具体实施方式
[0030]
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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，都应当属于本发明的保护的范围。
[0031]
随着社会的发展，城镇化进程的加快，界桩遭到破坏的事情屡有发生，并且由于界桩维护员的不可控和疏忽，一般都只有在联合检查过程中才会发现问题，而界桩等参照物的损坏或遗失对解决边界纠纷和争议会造成极大的麻烦。故此，运用智能管控方式于界桩管理中具有重要意义。
[0032]
界桩本体，根据应用现场的要求，采用水泥桩、塑料桩，金属桩、大理石桩等。尺寸(长宽高)：15cm*15cm*100cm，建议埋深40cm，地面60cm。
[0033]
请参阅图1、图4～8，本发明提供一种智慧界桩管理系统，包括：
[0034]
界桩状态监测模块100，通过设置于界桩上的智能监测装置实时监测界桩的存续状态；
[0035]
状态信息集成判断模块200，嵌设于智能监测装置中，与智能监测装置数据连接，接收智能监测装置的实时监测数据，并当所监测的数据达到设定的判定阈值时，传输所监测的界桩状态信息及位置信息至并云平台网络处理显示模块300中并进行报警显示；
[0036]
云平台网络处理显示模块300，与状态信息集成判断模块200无线数据连接，接收界桩状态信息及报警显示信息并进行云平台处理显示；
[0037]
移动端应用查看模块400，与云平台网络处理显示模块300无线信号连接，用户移动端通过下载的相应服务端连通云平台显示数据，查看界桩状态信息及报警显示信息。
[0038]
需要说明的是，请参阅图3，本发明系统可看成主要由界桩本体、远程智能装置、系统管理软件三部份组成。在现有的界桩上安置一个远程智能装置，使得界桩有一个电子标签的身份，它采集界桩周围的信息(位置信息、温湿度、图片图像、存续状态信息)，将数据信息发送给数据中心，数据中心产生报表反映界桩的状况。
[0039]
远程智能装置集成位置信息、感光器件、温湿度器件、视频采集模块和无线通讯模块等，具备防盗、防破坏的功能；建设方便，不受场地限制。
[0040]
其中，位置信息的获取通过gps或北斗定位信息获取。
[0041]
额外需要说明的是，数据传输、信号连接、连接共享方式及云平台处理显示方式均为现有技术的常规运用，如数据传输及信号连接可采用gprs无线通讯方式、4g无线通讯方式、北斗卫星通讯方式等，在此不做多余赘述。
[0042]
本发明智慧界桩：
[0043]
内置一组电池供电：电池7.2v/13ah(可以配置太阳能10w,内置一组锂电池供电11v/10ah)；
[0044]
工作温度：-30℃～+70℃；
[0045]
系统休眠功耗≤50ua，使用寿命2～3年；
[0046]
支持3卡(移动、联通、电信物联网卡)：gprs或cdma、4g网络方式传输数据；支持北斗报文数据传输；
[0047]
支持值守状态和实时在线状态灵活切换；
[0048]
支持历史数据请求和实时数据查询；
[0049]
自动时钟同步；
[0050]
ip67防水保护；
[0051]
安装简单方便，适合任何界桩。
[0052]
本发明系统功能完善，全面，方便，整合一体化，独立系统无兼容性问题，安装灵活、方便、简单、省时省力、节省物力，精度满足要求，性能长期稳定可靠，维护简单方便，使用更省心。
[0053]
其中，智能监测装置包括：
[0054]
倾角监测单元，通过设置的倾角传感器实时监测界桩的倾角变化值α；
[0055]
震动监测单元，通过设置的震动传感器实时监测界桩的震动变化值β。
[0056]
具体的，定义当倾角变化值α达到10
°
或震动变化值β达到30mm时，达到设定的判定阈值，发送报警指令。
[0057]
进一步的，智能监测装置还包括图像采集单元，与状态信息集成判断模块200信号连接，当所监测的数据达到设定的判定阈值时触发图像采集单元的开启，通过嵌设于智能监测装置中的图像采集传感器获取当前界桩周边的图像数据，同步将图像数据资料传输至云平台网络处理显示模块300中进行处理及对应显示。
[0058]
更进一步的，智能监测装置还包括环境监测单元，与状态信息集成判断模块200信号连接，当所监测的数据达到设定的判定阈值时触发环境监测单元开启，环境监测单元具体包括通过嵌设的温度传感器检测当前环境温度λ、通过嵌设的湿度传感器检测当前环境湿度δ，并将当前环境温度λ及当前环境湿度δ传输至云平台网络处理显示模块300中进行界桩健康状态值的输出；
[0059]
其中，依据以下公式进行界桩健康状态值的输出：
[0060][0061]
其中，μ为界桩健康状态值；α为倾角变化值，
°
；β震动变化值，mm；λ为当前环境温度，℃；δ为当前环境湿度，g/kg；ε为图像数据中识别出的杂物比重，％；x及dx为积分运算；
[0062]
其中，当界桩健康状态值μ的输出值越高时，定义界桩健康状态值越低。
[0063]
优选的，依据界桩健康状态值的输出值调整报警显示程度，界桩健康状态值越高时，报警显示程度越高。
[0064]
具体的，以高亮闪烁的方式显示出各测点的预警情况，不同颜色表示不同等级，例如，采用绿、橙、黄、红代表等级不断升高，报警显示程度升高。
[0065]
依据界桩健康状态值的输出值调整报警显示程度，能够有目的的优先进行现场勘察处置，加强了界桩的管理工作。
[0066]
需要说明的是，图像数据中杂物比重ε的识别过程具体为：
[0067]
云平台网络处理显示模块300利用selenium库访问目标图像数据；
[0068]
定义如下：
[0069]
from selenium import webdriver
[0070]
driver＝webdriver.chrome()
[0071]
driver.get('url')
[0072]
通过pytesseract库对目标图像数据进行图像识别；
[0073]
解析出杂物比重ε；
[0074]
其中，请参阅图2，对目标图像数据进行图像识别具体包括：
[0075]
s1：socket读取目标图像数据点云数据，将点云数据进行带通滤波，分离成界桩点云和杂物点云，参阅图9；
[0076]
采用坐标测量机或额外内置系统中的激光雷达，获取点云，为现有常规技术的运用，在此不做多余赘述。
[0077]
需要说明的是，socket是网络交换数据的机制，为现有的专业通信手段；并且进行带通滤波过程中，根据不同事务的高度阈值及宽度阈值，就可以带通滤波，带通滤波为通信信号处理的常规手段，在此不做多余赘述。
[0078]
s2：从界桩点云中选取出4个点，作为点云代表；
[0079]
需要说明的是，界桩点云中随机选取4个点，优选为上下均匀分布的4个点。
[0080]
s3：获取选取出的4个点之间的平面方程，作为初步拟合平面；
[0081]
平面模型如下：
[0082]
a1x+b1y+c1z+d1＝0
[0083]
z＝d2[0084]
随机采样4个点来拟合平面，然后重复以上算法m次，最终选择内点个数最多的平面参数，用该平面来拟合此刻的初步拟合平面。
[0085]
s4：对杂物点云采用ransac进行直线提取；
[0086]
提取过程为采用ransac直接进行数据提取，提取出杂物点云的直线方程；
[0087]
ransac方法为现有的方法，具备计算量小、速度快的优势；
[0088]
s5：根据直线的回归结果获取补全因子(即直线到初步拟合平面的距离差值)；
[0089]
直接获取杂物点云的直线方程相较于初步拟合平面的回归结果即可；
[0090]
回归原理如下：
[0091]
line1索引映射关系如下：
[0092]
[0093]
其中index
2d
表示分割结果在二维点云上的索引，z
threshold
表示回归高度阈值(或以宽度为比较的话则为宽度阈值，随意即可)，表示二维点云上分割结果直线点云的平均高度(或以宽度为比较的话则为平均宽度，随意即可)。
[0094]
s6：统计所有补全因子大于设定阈值的inliners数作为杂物点云范围。
[0095]
更进一步的，设定阈值为0.15cm。
[0096]
或者在对目标图像数据进行图像识别时，直接采用现有ocr等技术进行识别，在此不做要求，若使用ocr识别的方式来进行解析，只需关注真实人眼所见内容，拍摄图像进行图像识别即可。
[0097]
ocr程序可直接识别文字内容及图片内容，无需分析网站是否使用ajax等异步加载技术。ocr(optical character recognition，光学字符识别)是指电子设备(例如扫描仪或数码相机)检查纸上打印的字符，通过检测暗、亮的模式确定其形状，然后用字符识别方法将形状翻译成计算机文字的过程；即，针对印刷体字符，采用光学的方式将纸质文档中的文字转换成为黑白点阵的图像文件，并通过识别软件将图像中的文字转换成文本格式，供文字处理软件进一步编辑加工的技术。如何除错或利用辅助信息提高识别正确率，是ocr最重要的课题，icr(intelligent character recognition)的名词也因此而产生。衡量一个ocr系统性能好坏的主要指标有：拒识率、误识率、识别速度、用户界面的友好性，产品的稳定性，易用性及可行性等。
[0098]
额外的，针对整个系统所有角色产生的所有操作日志，以多种查询方式供管理员进行查询！查询方式包括：按操作用户、操作时间段、操作功能、操作方式、操作ip和mac地址、按以上方式组合查询！权限管理通过用户组实现授权管理，管理用户组对所有的菜单项具备哪些操作权限，操作权限包括增加、删除、修改、查询等！同时对所有操作用户进行增加、删除、修改、查询管理！用户管理主要包括：用户id、用户登录名、用户名称、用户密码、用户所属组等。
[0099]
本发明提供一种智慧界桩管理系统，通过界桩状态监测模块实时监测界桩的存续状态，并当出现状态变动时传输所监测的界桩状态信息及位置信息至并云平台网络处理显示模块中并进行报警显示，智能手段实现界桩的监测，减少巡查人员的巡逻，能够及时发现被损坏、破坏的界桩；同时，当出现状态变动时图像采集单元和环境监测单元同步开启，获取界桩健康状态值，并依据界桩健康状态值的输出值调整报警显示程度，能够有目的的优先进行现场勘察处置，加强了界桩的管理工作，对界桩区域进行了有效的监督和管理，具备智能防盗、防破坏监督的功能。
[0100]
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

技术特征：
1.一种智慧界桩管理系统，其特征在于，包括：界桩状态监测模块(100)，通过设置于界桩上的智能监测装置实时监测界桩的存续状态；状态信息集成判断模块(200)，嵌设于所述智能监测装置中，与所述智能监测装置数据连接，接收所述智能监测装置的实时监测数据，并当所监测的数据达到设定的判定阈值时，传输所监测的界桩状态信息及位置信息至并云平台网络处理显示模块(300)中并进行报警显示；云平台网络处理显示模块(300)，与所述状态信息集成判断模块(200)无线数据连接，接收界桩状态信息及报警显示信息并进行云平台处理显示；移动端应用查看模块(400)，与所述云平台网络处理显示模块(300)无线信号连接，用户移动端通过下载的相应服务端连通云平台显示数据，查看界桩状态信息及报警显示信息。2.根据权利要求1所述的智慧界桩管理系统，其特征在于，所述智能监测装置包括：倾角监测单元，通过设置的倾角传感器实时监测界桩的倾角变化值α；震动监测单元，通过设置的震动传感器实时监测界桩的震动变化值β。3.根据权利要求2所述的智慧界桩管理系统，其特征在于：定义当倾角变化值α达到10
°
或震动变化值β达到30mm时，达到设定的判定阈值，发送报警指令。4.根据权利要求3所述的智慧界桩管理系统，其特征在于：所述智能监测装置还包括图像采集单元，与所述状态信息集成判断模块(200)信号连接，当所监测的数据达到设定的判定阈值时触发所述图像采集单元的开启，通过嵌设于所述智能监测装置中的图像采集传感器获取当前界桩周边的图像数据，同步将图像数据资料传输至所述云平台网络处理显示模块(300)中进行处理及对应显示。5.根据权利要求4所述的智慧界桩管理系统，其特征在于：所述智能监测装置还包括环境监测单元，与所述状态信息集成判断模块(200)信号连接，当所监测的数据达到设定的判定阈值时触发所述环境监测单元开启，所述环境监测单元具体包括通过嵌设的温度传感器检测当前环境温度λ、通过嵌设的湿度传感器检测当前环境湿度δ，并将当前环境温度λ及当前环境湿度δ传输至所述云平台网络处理显示模块(300)中进行界桩健康状态值的输出；其中，依据以下公式进行界桩健康状态值的输出：其中，μ为界桩健康状态值；α为倾角变化值，
°
；β震动变化值，mm；λ为当前环境温度，℃；δ为当前环境湿度，g/kg；ε为图像数据中识别出的杂物比重，％；x及dx为积分运算；其中，当界桩健康状态值μ的输出值越高时，定义界桩健康状态值越低。6.根据权利要求5所述的智慧界桩管理系统，其特征在于：依据界桩健康状态值的输出值调整报警显示程度，界桩健康状态值越高时，报警显示程度越高。7.根据权利要求6所述的智慧界桩管理系统，其特征在于，图像数据中杂物比重ε的识别过程具体为：所述云平台网络处理显示模块(300)利用selenium库访问目标图像数据；
通过pytesseract库对目标图像数据进行图像识别；解析出杂物比重ε；其中，对目标图像数据进行图像识别具体包括：s1：读取目标图像数据点云数据，将点云数据进行带通滤波，分离成界桩点云和杂物点云；s2：从所述界桩点云中选取出4个点，作为点云代表；s3：获取选取出的4个点之间的平面方程，作为初步拟合平面；s4：对所述杂物点云采用ransac进行直线提取；s5：根据直线的回归结果获取补全因子；s6：统计所有补全因子大于设定阈值的inliners数作为杂物点云范围。8.根据权利要求7所述的智慧界桩管理系统，其特征在于：所述设定阈值为0.15cm。

技术总结
本发明公开了一种智慧界桩管理系统，通过界桩状态监测模块实时监测界桩的存续状态，并当出现状态变动时传输所监测的界桩状态信息及位置信息至并云平台网络处理显示模块中并进行报警显示，智能手段实现界桩的监测，减少巡查人员的巡逻，能够及时发现被损坏、破坏的界桩；同时，当出现状态变动时图像采集单元和环境监测单元同步开启，获取界桩健康状态值，并依据界桩健康状态值的输出值调整报警显示程度，能够有目的的优先进行现场勘察处置，加强了界桩的管理工作，对界桩区域进行了有效的监督和管理，具备智能防盗、防破坏监督的功能。防破坏监督的功能。防破坏监督的功能。


技术研发人员：朱明 陈祉宏 陈青康 朱志宏 苟兴文 林治成 李铖坤
受保护的技术使用者：融通地产（广东）有限责任公司
技术研发日：2023.01.31
技术公布日：2023/7/13