一种监控设备及监控系统的制作方法

1.本发明涉及智能监控和安全工程领域，具体地涉及一种监控设备及监控系统。


背景技术：

2.通常，企业需要对于施工现场环境和人员操作有严格的要求和规定，因此一般会采用人工监控和布设监控摄像头的方案。但是由于施工现场的环境复杂，同时还可能存在一定的爆炸风险，采用人工监控和布设监控摄像头均无法满足防爆标准，例如，当施工现场发生爆炸情况时，会对监控摄像头的供电产生干扰和影响，导致监控摄像头无法正常工作，无法实时采集爆炸现场的情况，进而不能及时的对事故进行处理。
3.因此，现有的监控方案无法适用于石油化工中恶劣多变的施工环境。


技术实现要素：

4.本发明实施例的目的是提供一种监控设备及监控系统，用于至少部分地解决上述存在的技术问题。
5.为了实现上述目的，第一方面，本发明实施例提供一种监控设备，设置于施工现场，包括外壳以及设置于所述外壳内以下模块：电源管理模块，用于获取外部电源信号并对所述外部电源信号进行安全处理，以将处理后的电源信号提供给多个模块，其中所述电源管理模块针对所述多个模块的耗电情况设置有多个供电线路；图像采集模块，用于采集所述施工现场的各个方位的图像信息；数据处理模块，用于对所述图像采集模块所采集的图像信息进行数据数据处理，得到相应的图像数据；远程通信模块，用于将所述数据处理模块处理得到的图像数据上传至后台服务器，以使得所述后台服务器根据所述图像数据实时显示所述施工现场的画面，并识别所述施工现场的异常情况。
6.可选的，所述电源管理模块所设置的多个供电线路包括：第一供电线路与所述图像采集模块连接，用于将所述处理后的电源信号提供给所述图像采集模块；第二供电线路与所述数据处理模块连接，用于将所述处理后的电源信号提供给所述数据处理模块以及经由所述数据处理模块提供给所述远程通信模块。
7.可选的，所述电源管理模块还包括：安全处理单元，其包括依次连接的第一抗干扰电路、限流与软启动电路、第二抗干扰电路、dc-dc转换电路和过压保护电路，其中所述第一抗干扰电路连接所述电源管理模块的输入端，接入所述外部电源信号，所述过压保护电路连接所述电源管理模块的输出端，输出处理后的电源信号；和/或自供电单元，用于为所述外壳内的各个模块提供预设时间段内的电能。
8.可选的，所述图像采集模块包括分别与所述数据处理模块连接的以下摄像头：多路摄像头，其包括多个可以自由旋转的定焦摄像头，用于获取得到所述施工现场的多路图像信息；和/或变焦摄像头，用于获取所述施工现场中的特定区域或者特定物体的图像信息；和/或红外热成像摄像头，用于监测所述施工现场的环境温度变化或所述施工现场内的物体的温度变化。
9.可选的，所述图像采集模块还包括：视频处理芯片，用于处理所述多路摄像头所采集的图像信息，以生成多路视频图像；交换板，用于将所述多路视频图像汇总成一路视频图像，得到针对所述施工现场的图像信息，并将所述图像信息传输至所述数据处理模块。
10.可选的，所述远程通信模块包括以下任意一者：5g通信单元、光纤通信单元和以太网通信单元。
11.可选的，所述监控设备还包括设置在所述外壳内的以下模块中的任意一者或多者：无线通信模块，用于采集并向所述数据处理模块传输所述施工现场的智能化产品信息；路由模块，用于监测并向所述数据处理模块传输所述施工现场的智能化产品的使用情况；声音采集模块，用于采集并向所述数据处理模块传输所述施工现场的声音信息；语音播放模块，用于获取并播放所述数据处理模块接收到的所述后台服务器发送的语音指令；报警模块，用于接收所述数据处理模块针对所述施工现场发生异常情况的报警指令，以发出声光报警提示。
12.可选的，所述图像采集模块还包括：识别单元，用于基于采集的施工现场的图像信息识别得到所述施工现场中的异常信息。
13.可选的，所述外壳为防爆型外壳，且所述外壳的表面电阻小于或等于109欧姆。
14.第二方面，本发明实施例提供一种监控系统，所述监控系统包括上述第一方面所述的监控设备。
15.通过上述技术方案，本发明实施例提供的监控设备能够对外部电源信号进行安全处理，有效满足防爆标准要求，尤其适用于石油化工中环境复杂恶劣的施工现场；并且能够实现对施工现场的各个方位的监控以及对图像信息的实时处理和上传，确保后台能够实时监测施工现场的情况，及时发现施工现场内的异常，进一步提高施工现场安全。
16.本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
17.附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：
18.图1是根据一示例性实施例示出的一种监控设备示意框图；
19.图2是根据一示例性实施例示出的另一种监控设备示意框图；
20.图3是根据一示例性实施例示出的安全处理单元示意框图。
21.附图标记说明
22.1、外壳；2、第一供电线路；3、第二供电线路。
具体实施方式
23.以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
24.图1是根据一示例性实施例示出的一种监控设备示意框图，该监控设备设置于施工现场，如图1所示，包括：外壳1以及设置于所述外壳1内多个模块，且所述多个模块包括：电源管理模块10，用于获取外部电源信号并对所述外部电源信号进行安全处理，以将处理
后的电源信号提供给多个模块，其中所述电源管理模块10针对所述多个模块的耗电情况设置有多个供电线路；图像采集模块20，用于采集所述施工现场的各个方位的图像信息；数据处理模块30，用于对所述图像采集模块所采集的图像信息进行数据数据处理，得到相应的图像数据；远程通信模块40，用于将所述数据处理模块处理得到的图像数据上传至后台服务器，以使得所述后台服务器根据所述图像数据实时显示所述施工现场的画面，并识别所述施工现场的异常情况。
25.举例而言，对于电源管理模块10，由于本发明实施例的监控设备需要外接电源，考虑到施工现场环境复杂，外接电源信号中会存在相当程度的干扰信号，进而会导致监控设备无法满足一定的防爆标准，本发明实施例的监控设备设置电源管理模块10，其能够对于外部电源信号进行有效的安全处理，去除电源信号中的噪声干扰，确保所提供给各个模块运行的电源信号为安全可靠的。同时，由于本技术中的远程通信模块40、图像采集模块20等均为高耗电模组，若采用单路供电线路的话，会造成该供电线路耗电过高，无法满足防爆要求，且对于供电线路的负载要求也过高，容易发生安全事故。因此，本发明实施例为了满足在防爆标准下安全供电的要求，针对模块的耗电情况设置多个供电线路。例如，相应的为图像采集模20和远程通信模块40设置不同的供电线路，以分别为其供电，以使得各自的供电线路负载不会过高，且能够满足防爆标准要求。
26.对于图像采集模块20，其能够对施工现场的各个方位进行监控，以能够采集到施工现场的各个方位的图像信息。
27.对于数据处理模块30，其与图像采集模块20连接，对采集的图像信息进行数据处理。同时，数据处理模块30将处理后的数据传输至远程通信模块30。
28.对于远程通信模块30，能够实现对于施工现场无死角的网络接入，有效确保所采集的施工现场的数据得以实时上传至后台。
29.本发明实施例的监控设备，一方面，通过采用多路摄像头能够360度无死角监控，相比人工监控避免了监控死角；另一方面，通过对外部电源信号的安全处理，确保监控设备自身各个模块的运行安全，且针对功耗情况设置多个供电线路，有效满足防爆标准要求，更加适用于石油化工中环境复杂恶劣的施工现场；另一方面，通过对图像信息的实时处理和上传，确保后台能够实时监测施工现场的情况，及时发现施工现场内的异常，进一步提高施工现场安全。
30.下面结合附图进一步针对上述模块作详细的说明介绍。
31.在一优选实施例中，如图2所示，所述电源管理模块所设置的多个供电线路包括：第一供电线路2与所述图像采集模块20连接，用于将所述处理后的电源信号提供给所述图像采集模块20；第二供电线路3与所述数据处理模块30连接，用于将所述处理后的电源信号提供给所述数据处理模块30以及经由所述数据处理模块30提供给我所述远程通信模块40。
32.举例而言，考虑到施工现场图像采集的重要性，且图像采集为实时性的，需要的耗电量较大，本发明实施例的第一供电线路2直接与图像采集模块20连接，为其提供处理后的电源信号。数据处理模块30与远程通信模块40连接，远程通信模块40的运行是基于数据处理模块30提供的电能，因此本发明实施例的第二供电线路3连接数据处理模块30，一方面为数据处理模块30的运行提供处理后的电源信号，另一方面，也能够经由数据处理模块30向远程通信模块40。
33.需要说明的是，本发明实施例并不限定仅设置上述提到的第一供电线路和第二供电线路，本领域技术人员可以根据监控设备的实际模块配置以及模块的功耗设置其他的供电线路，以使得监控设备运行时满足防爆要求。
34.本发明实施例中，通过对图像采集模块和远程通信模块的耗电情况，分别为两个模块设置相应的供电线路，避免供电线路负载过高，提高供电过程的安全可靠性，进而有效满足防爆要求。
35.在一优选实施例中，如图3所示，所述电源管理模块包括：安全处理单元，其包括依次连接的第一抗干扰电路101、限流与软启动电路102、第二抗干扰电路103、dc-dc转换电路104和过压保护电路105。
36.举例而言，对于第一抗干扰电路101来说，其包括有瞬态电压抑制器、共模电感和磁介质电容。其中瞬态电压抑制器并联在输入端，能够防止电源输入出现浪涌时对监控设备的各个模块的电路造成损坏。共模电感用于降低电源信号中的高频共模噪音，以减少辐射。并联的瓷介质电容能够减小电源信号带入的干扰信号。另外，由于本发明实施例的监控设备的工作电压在12vdc，因此，瞬态电压抑制器的反向截止电压应大于12v。
37.第二抗干扰电路来说103，其包括有电解电容和瓷介质电容，其中，电解电容不仅可以滤除高频干扰，还能够作为储能元件，在监控设备各个模块充气的瞬间通过放电继续为其提供能量。瓷介质电容可以对电源模块的输出电源信号的电压进行滤波。
38.对于限流与软启动电路102来说，其能够将监控设备的各个模块的启动冲击电流限制在合理的范围内。例如，在对各个模块上电时，软启动芯片可以使其软启动开启，并且软启动时间为可调的。另外，该电路还采用多个串联的电阻来限制电路中的最大输出电流。串联电阻为电流采样电阻，其用于检测和调节电路中的输出电流，且与电路限制输出电流i
out
满足如下关系：
39.在一优选实施例中，如图3所示，所述电源管理模块包括：安全处理电路，其包括依次连接的第一抗干扰电路、限流与软启动电路、第二抗干扰电路、dc-dc转换电路和过压保护电路。
40.举例而言，对于第一抗干扰电路来说，包括有瞬态电压抑制器、共模电感和磁介质电容。瞬态电压抑制器并联在输入端，能够防止电源输入出现浪涌时对监控设备的各个模块的电路造成损坏。共模电感用于降低电源信号中的高频共模噪音，以减少辐射。并联的瓷介质电容能够减小电源信号带入的干扰信号。另外，由于本发明实施例的监控设备的工作电压在12vdc，因此，瞬态电压抑制器的反向截止电压应大于12v。
41.第二抗干扰电路来说，其包括有电解电容和瓷介质电容，其中，电解电容不仅可以滤除高频干扰，还能够作为储能元件，在监控设备各个模块充气的瞬间通过放电继续为其提供能量。瓷介质电容可以对电源模块的输出电源信号的电压进行滤波。
42.对于限流与软启动电路来说，其能够将监控设备的各个模块的启动冲击电流限制在合理的范围内。例如，在对各个模块上电时，软启动芯片可以使其软启动开启，并且软启动时间为可调的。另外，该电路还采用多个串联的电阻来限制电路中的最大输出电流。串联电阻为电流采样电阻，其用于检测和调节电路中的输出电流，且与电路限制输出电流i
out
满足如下关系：
[0043][0044]
其中，v为输出电压，r2为电流采样电阻的阻值。从上述关系中可以看出，基于电流采样电阻r2的阻值，能够将冲击电流限制在设定的范围内。另外，若输入电流或负载设备工作电流超过该限制范围，该电路芯片会使得整个安全模块的电路进入保护模式，防止错误电源信号提供给其他各个模块。
[0045]
对于dc-dc转换电路来说，其具有过流、过压与热保护功能，且具有输出效率高，纹波小，输出电压范围稳定以及持续输出电流等优点。
[0046]
对于过压保护电路来说，其位于dc-dc转换电路的输出端，其中，该电路采用稳压二极管或可控硅设计，能够起到在输出电压过高时防止各个模块电路损坏的作用。由于稳压二极管的功率一般在5w以内，因此根据相关防爆标准，若采用稳压二极管作为输出端过压保护器件，电源信号的输入电流i
in
应满足：
[0047]iin
×vz
×
1.5≤pw[0048]
其中，vz为过压保护器件的稳压值，pw为过压保护器件的额定功率，通过上述公式可以看出，当输入电流过大，稳压管无法满足本安防爆要求时，可采用可控硅进行过压保护电路设计。假设设计的电源电路输入端限流值为250ma，可采用额定功率为5w的smbj5342稳压二极管(稳压值vz为6.8v)并联在该电路的输出端进行过压保护。进而根据上述公式计算得出：
[0049]
250ma
×
6.8v
×
1.5＝2.55w＜5w
[0050]
因此，需要说明的是，过压保护电路设计中在选用稳压二极管时，过压保护必须符合相关防爆要求。
[0051]
另外，由于电源管理模块中的上述电路中存在电解电容以及其他电容、电感等器件，且这些器件会影响整个电路的本安性能，因此为了保证整体监控设备符合本安要求，该电源管理模块需置于材质为pvc的壳体中，并用环氧树脂进行浇封，以防止这些器件对于其他电路造成影响。
[0052]
进一步，电源管理模块还包括自供电单元，用于为所述外壳内的各个模块提供预设时间段内的电能。
[0053]
举例而言，自供电单元可以为大容量的本安电池，可以在符合防爆标准的情况下提供高续航能力，例如可以实现3-4小时的续航能力。也就是说，上述提到的预设时间段的时间长短与电池的容量和各个模块的耗电有关。
[0054]
本发明实施例中，电源管理模块通过采用上述电路对外部电源信号的安全处理，进一步确保监控设备中各个模块的运行更加稳定。另外，本技术的监控设备通过设置自供电单元可以支持现场取电和电池供电两种供电方式，可实现对于施工现场的7*24小时不间断监控，尤其是在施工现场发生爆炸起火等事故导致外部电源损坏时，自供电单元能够持续为各个模块运行供电，能够不间断获取到爆炸现场图像，并及时提供给后方平台，为后台指挥人员提供全方位的图像信息，进而为指挥人员的指挥决策提供及时有效的支持。
[0055]
在一优选实施例中，如图2所示，所述图像采集模块20包括分别与所述数据处理模块连接30的以下摄像头：多路摄像头201，其包括多个可以自由旋转的定焦摄像头，用于获取得到所述施工现场的多路图像信息；和/或变焦摄像头202，用于获取所述施工现场中的
特定区域或者特定物体的图像信息；和/或红外热成像摄像头203，用于监测所述施工现场的环境温度变化或所述施工现场内的物体的温度变化。
[0056]
举例而言，通常现有的监控装置只配置有单路摄像头，但是单路摄像头存在一定的监控盲区，为了确保对于施工现场的360度无死角监控，本发明实施例的图像采集模块20配置有多路摄像头201，其可以通过导轨等方式安装，能够进行360度的转动。具体的，如图2所示，多路摄像头101由多个定焦摄像头组成，例如由四个定焦摄像头组成。其中，每个定焦摄像头拍摄施工现场的实时情况，并相应生成一路图像画面。对于本发明实施例来说，考虑到多路摄像头201的视频传输码流大，所需带宽高。为了确保在图像清晰不卡顿的情况下将图像数据上传至后台，本发明实施例的数据处理模块30采用视频码流压缩技术，当所图像数据为调用的单路摄像头所采集的，则上传主码流，当图像数据为调用的多路摄像头201所采集的，则上传子码流，进而能够大大降低上传图像数据所需的带宽，减少远程通信模块与后台之间的通信链路压力。
[0057]
由于多路摄像头201采用的是多个定焦摄像头组成，考虑到定焦摄像头仅能够以固定焦距采集施工现场的图像，本发明实施例除了包括上述提到的多路摄像头201，还可以包括有变焦摄像头202。其中，变焦摄像头是一种能够在一定范围内变换焦距，得到不同宽窄的视场角，不同大小的影响和不同范围的镜头。因此，为了能够提高施工现场的图像清晰度，本发明采用变焦摄像头，通过增大焦距获取目标监测点位的放大图像，还可以减小焦距获得一定范围内的全景图像。相比仅采用由定焦摄像头组成的多路摄像头来说，采用变焦摄像头202可以灵活获取不同大小不同范围的图像，还可以采集到施工现场中特定区域或者特定物体的清晰图像，便于后台能够灵活监测不同视野的施工现场情况以及清晰获取目标监测点位的图像。如图2所示，变焦摄像头202与数据处理模块20直接相连，将所采集的图像信息直接发送至数据处理模块20，以通过数据处理模块20对该变焦摄像头202采集的图像信息进行数据处理。
[0058]
另外，当施工现场的某些光线较差时，采用多路摄像头和变焦摄像头会无法获取到较为清晰的图像，因此，本发明实施例还设置有红外热成像摄像头，其是一种能够通过接收物体发出的红外线来显示的摄像头。由于任何具有温度的物体都会发出红外线，因此本发明实施例可以采用红外热成像摄像头监测施工现场的环境温度变化，还可以通过基于采集的红外图像获取被测物体的温度分布，根据温度的差异找出温度变化出现异常的点位，进而可以针对异常的点位及时有效处理。如图2所示，红外热成像摄像头203通过用于图像处理的soc芯片(未示出)与数据处理模块30连接，该soc芯片对红外热成像摄像头203的红外图像进行图像处理，进而将处理后的图像数据发送至数据处理模块30。
[0059]
对于变焦摄像头和红外热成像摄像头来说，其可以相对于多路摄像头安装在下方，二者可以单独或者组合是使用。而且，变焦摄像头和红外热成像摄像头所拍摄的图像画面还可以通过叠加和分路两种方式在后台呈现。对于叠加来说，其是指通过后台算法将变焦摄像头拍摄的变焦视频和红外热成像摄像头的红外热成像同时操作来进行叠加融合。具体的，叠加融合是利用两台摄像机进行相同一帧的图像抓取，并利用后台的内置算法将变焦摄像头所拍摄到的图像和红外热成像摄像头的红外图像进行图像配准处理(即，放大红外图像抓取相同位置)，进而进行图像融合。基于此，后台可以任意放大查看针对施工环境的红外图像，进而可以检查施工现场是否存在异常，例如施工现场的管道是否存在泄漏。
[0060]
另外，多路摄像头和变焦摄像头也可以组合使用，通过变焦摄像头可以任意放大多路摄像头采集的某些监测点位的图像。多路摄像头也可以和红外热成像摄像头组合使用，后台能够实时获取施工现场多个点位的温度变化，监测施工现场是否出现异常。
[0061]
需要说明的是，本技术的图像采集模块并不限定上述提到的摄像头，本领域技术人员可以根据实际需求灵活设置不同类型的摄像头，还可以根据实际需要且本技术并不限定不同类型的摄像头的组合使用方式，在此不作过多限定。
[0062]
本发明实施例中，通过采用多路摄像头、红外热成像摄像头和变焦摄像头，能够监测施工现场的环境，并且灵活获取施工现场的图像，及时施工现场中的安全隐患，为后台灵活提供更加综合的图像信息，进而使得后台操作人员可以及时有效的处理安全问题，确保施工现场安全。
[0063]
在一优选实施例中，如图2所示，所述图像采集模块20还包括：视频处理芯片204，用于分别处理所述多路摄像头的每一路图像画面，生成得到针对所述多路摄像头的多路视频图像；交换板205，用于对所述多路视频图像汇总成一路视频图像，并将所汇总的一路视频图像传输至所述数据处理模块30。
[0064]
举例而言，为了能够得到高质量的图像画面，如图2所示，本发明实施例可相应针对每一路摄像头(定焦摄像头)配置有相应的视频处理芯片204。优选的，该视频处理芯片可采用型号为hi3516d的soc芯片。该soc芯片具有优异的多码流编码性能、优异的isp和编码视频质量、高性能的智能加速引擎等特性。经由该soc芯片处理多路摄像头的图像画面能够得到高质量的视频图像，且工程设计物料清单(engineering bill of material，ebom)成本大大降低。进一步，每一个视频处理芯片204处理得到的每一路视频图像经由快速以太网(fastethernet，fe)传输通道传输至交换板205，进而交换板205将四路视频图像汇总为一路视频图像，并将该一路视频图像输出至设置在数据处理模块30的网口上。
[0065]
本发明实施例中，通过采用视频处理芯片和交换板能够针对多路摄像头所采集的图像画面高效处理，提升图像画面质量，减小数据处理模块的处理压力，同时便于后台更加清晰的获得施工现场的情况。
[0066]
在一优选实施例中，所述远程通信模块包括以下任意一者：5g通信单元、光纤通信单元和以太网通信单元。
[0067]
举例而言，本发明实施例优选采用5g通信模组，该5g通信模组兼容700mhz、2.6ghz频段，能够实现对于施工现场的无死角网络接入。
[0068]
在一优选实施例中，如图2所示，所述监控设备还包括设置在所述外壳内的以下模块中的任意一者或多者：无线通信模块50，用于采集并向所述数据处理模块传输所述施工现场的智能化产品信息；路由模块60，用于监测并向所述数据处理模块传输所述施工现场的智能化产品的使用情况；声音采集模块70，用于采集并向所述数据处理模块传输所述施工现场的声音信息；语音播放模块80，用于获取并播放所述数据处理模块接收到的所述后台服务器发送的语音指令；报警模块90，用于接收所述数据处理模块针对所述施工现场发生异常情况的报警指令，以发出声光报警提示。
[0069]
举例而言，如图2所示，无线通信模块50可以包括蓝牙和wifi，路由模块60可以包括路由器，其中无线模块50与数据处理模块30直接相连，路由模块60经由网口与数据处理模块30连接。进而，施工现场内的智能化产品可以连接到无线模块50上，无线模块50则可以
收集所连接到智能化产品的信息。路由模块60还可以实时监测所连接到智能化产品的使用情况，实时向数据处理模块30反馈使用信息，并经由远程通信模块30上传至后台。
[0070]
本发明实施例中，通过设置无线模块和路由模块可以实时获取施工现场中的智能化产品的信息和使用情况，便于及时发现智能化产品是否故障，确保施工现场中各个智能化产品的安全。
[0071]
本发明实施例的声音采集模块70可以为拾音器，其与数据处理模块30连接，实时采集施工现场的声音信息并传输给数据处理模块30。进而，数据处理模块30对声音信息进行数据处理之后，经由远程通信模块40上传至后台。后台通过将声音数据进行算法分析，将施工现场传输过来的实时声音与几分钟前的声音进行对比，进而分析施工现场是否发生异常。例如，后台可以将实时声音与5分钟之前收到的声音进行比对，通过算法分析来检测管道是否存在泄漏。同时，还可以结合图像采集模块进行声源定位，例如采用红外摄像头和变焦摄像头对存在泄漏的可疑点位进行红外变焦拍摄，进而验证是否存在泄漏。
[0072]
语音播放模块80可以包括扬声器，其与数据处理模块30直接相连，后台操作人员可以通过后台的语音输入设备向施工现场进行语音输入，进而所输入的语音指令经由远程通信模块40传输到数据处理模块30。数据处理模块30将接收到的语音指令进行解析，并将解析后的语音信息传输至语音播放模块80，进而语音播放模块80能够直接播放后台操作人员所输入的语音。
[0073]
本发明实施例中，通过设置声音采集模块和语音播放模块，可以使得施工现场与后台操作人员实时沟通交互，且后台操作人员还能够通过施工声音分析异常，进而还可以结合图像采集模块进一步验证异常点位，提高对于施工现场的异常情况监测的实时性和准确性。
[0074]
报警模块90与数据处理模块30相连，当后台服务器通过图像数据判断施工现场发生异常时，则经由远程通信模块40向数据处理模块30发送报警指令，数据处理模块30在接收到报警指令后，则向报警模块90传输，进而报警模块90发出相应的声光报警提示。
[0075]
本发明实施例中，通过设置报警模块发出声光报警提示，可以在施工现场发生异常情况下，及时提示施工现场内的施工人员，防止施工人员发生危险。
[0076]
在一优选实施例中，所述外壳为防爆外壳，且所述防爆外壳表面电阻不大于109欧姆。
[0077]
举例而言，为了确保本技术的监控设备满足防爆标准，该监控设备的外壳为防爆外壳，例如，外壳的材质可以为铸钢、铸铁或者铸铝等金属，且外壳表面不超过109欧姆，进而能够确保该监控设备能够在正常工作时不聚积静电，且能够承受抗冲击试验和热稳定试验。
[0078]
本发明实施例中，监控设备的外壳按照防爆标准设计，可以实现监控设备无论从内部模块电路和外部外壳均满足防爆要求，尤其适用于石油化工领域的复杂恶劣环境。
[0079]
在一优选的实施例中，所述图像采集模块可以包括识别单元，其用于基于所采集的施工现场的图像信息识别得到所述施工现场中的异常信息，并将所述异常信息传输至所述数据处理模块，以使得所述数据处理模块将所述异常信息经由所述通信模块上传至所述后台。
[0080]
举例而言，上述实施例提到，本发明中相对于位于施工现场的监控设备来说，后台
则是用来根据监控设备所采集的图像信息进行异常分析。考虑到本技术是应用于石油化工行业中，现场施工环境复杂恶劣，需要对及时分析异常以能够快速对于异常情况进行反应处理。本发明实施例的图像采集模块还可以包括识别单元，该识别单元内置ai算法，能够将摄像头所拍摄的施工现场的图像画面实时进行ai分析，识别施工现场的异常。例如，识别单元可以是具有ai分析功能的芯片，如上述提到的hi3536芯片。
[0081]
本发明实施例中，监控设备通过在图像采集模块中设置识别单元，能够实现前端ai识别，尤其是对于现场施工人员未带安全帽、未穿工服等异常行为实时分析，提高识别的及时性。
[0082]
相应的，本发明实施例还提供一种监控系统，所述监控系统包括上述实施例所述的监控设备，以及后台服务器。监控设备将施工现场的图像信息发送至后台服务器，后台服务器可以实时显示施工现场的实时画面，实现监控设备与后台服务器之间的有效交互。
[0083]
接下来结合不同的应用场景来进一步具体说明上述所介绍的本发明提供的监控设备的各个模块的功能。
[0084]
应用场景1：远程确认施工准备工作。
[0085]
(1)人证比对：图像采集模块现场施工人员的脸部信息，后台或者图像采集模块通过内置的ai算法与存储的施工人员的证件信息进行识别比对，判断施工现场人员的人脸信息与证件信息是否一致，避免施工人员无证上岗。
[0086]
(2)工具摆放确认：图像采集模块采集施工现场的工具的图像画面，后台或者图像采集模块通过内置的ai算法进行分析，判断各个施工工具是否符合预设的摆放要求，确保施工现场的规范作业。
[0087]
应用场景2：施工人员和施工现场监测
[0088]
(1)人员行为监控：对施工现场进行360
°
全景监控，实时采集现场施工人员行为并基于内置的ai算法进行分析，对所采集的施工人员行为中的抽烟、打电话、安全帽和工服佩戴不符合要求等违规行为实时报警和记录。
[0089]
(2)人员安全监控：监控施工人员的状态，分析施工人员的实时状态是否异常，例如，对施工人员的倒地等异常状态进行识别，并经由报警模块采取报警提示。
[0090]
(3)现场环境监控：监测现场温度，分析温度异常的可疑点位，并对该可疑点位进行分析报警。当出现管道气体泄漏时，还可以通过与现场气体检测仪的联动，监控现场气体泄漏情况。当出现火焰和烟雾等情况时，可以采用红外热成像摄像头结合变焦摄像头对施工环境中存在施工人员抽烟和施工环境中存在火焰烟雾等可疑情况进行拍摄，采用内置的ai算法对拍摄的视频进行分析，确定引起烟雾和火焰的点位，并进行红外变焦验证取证并经由报警模块报警。
[0091]
监控设备同时也具有对现场环境中存在安全隐患的情况进行报警，在施工现场中地面光滑地面进行标注出，后台可以将这一块区域位置经由语音播放模块通知现场的施工人员进行注意，当平台内置的分析算法识别施工人员在施工环境中无意的摔倒时，可以经由报警模块进行报警。
[0092]
(4)现场设备监控：通过无线模块和路由模块对施工覆盖区域内的连接该wifi的防爆终端使用情况进行监控。
[0093]
(5)施工状况监控：石化行业对施工环境中施工人数的多少和施工区域大小有着
严格的规定，在施工开始前，设备放入施工现场平台操作人员会对施工区域进行规划和对施工人数进行规定，通过图像采集模块对这个规划的区域进行监控，对无关人员进入到施工划定区域是采用报警模块进行报警。图像采集模块对划定区域内的人员穿安全服装和佩戴安全帽进行识别，若识别出未达到公司要求则会通过报警模块进行报警。
[0094]
应用场景3：应急事故现场监控
[0095]
事故现场监控：图像采集模块进行360
°
全景以及红外热成像监控，实时采集事故现场视频信息，并将现场视频信息经由远程通信模块传输至位于后台的指挥人员，进而给指挥人员提供全方位的事故信息，为事故判断决策提供支持。
[0096]
综上，本发明提供的监控设备具有如下优势：
[0097]
1)可实现对于施工现场的全景360度无死角监控；
[0098]
2)基于防爆标准进行设计，有效满足防爆要求，尤其适用于石油化工环境复杂恶劣的施工现场；
[0099]
3)实时且及时识别施工现场内的异常情况，提高施工现场的施工安全；
[0100]
4)图像采集与其他功能之间能够有效配合，达到有效取代现场监测人员的目的。
[0101]
本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0102]
本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0103]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0104]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0105]
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(cpu)、输入/输出接口、网络接口和内存。
[0106]
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(ram)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(rom)或闪存(flash ram)。存储器是计算机可读介质的示例。
[0107]
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法
或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能光盘(dvd)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
[0108]
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0109]
以上仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。

技术特征：
1.一种监控设备，其特征在于，设置于施工现场，包括外壳以及设置于所述外壳内以下模块：电源管理模块，用于获取外部电源信号并对所述外部电源信号进行安全处理，以将处理后的电源信号提供给多个模块，其中所述电源管理模块针对所述多个模块的耗电情况设置有多个供电线路；图像采集模块，用于采集所述施工现场的各个方位的图像信息；数据处理模块，用于对所述图像采集模块所采集的图像信息进行数据数据处理，得到相应的图像数据；远程通信模块，用于将所述数据处理模块处理得到的图像数据上传至后台服务器，以使得所述后台服务器根据所述图像数据实时显示所述施工现场的画面，并识别所述施工现场的异常情况。2.根据权利要求1所述的监控设备，其特征在于，所述电源管理模块所设置的多个供电线路包括：第一供电线路与所述图像采集模块连接，用于将所述处理后的电源信号提供给所述图像采集模块；第二供电线路与所述数据处理模块连接，用于将所述处理后的电源信号提供给所述数据处理模块以及经由所述数据处理模块提供给所述远程通信模块。3.根据权利要求1所述的监控设备，其特征在于，所述电源管理模块还包括：安全处理单元，其包括依次连接的第一抗干扰电路、限流与软启动电路、第二抗干扰电路、dc-dc转换电路和过压保护电路，其中所述第一抗干扰电路连接所述电源管理模块的输入端，接入所述外部电源信号，所述过压保护电路连接所述电源管理模块的输出端，输出处理后的电源信号；和/或自供电单元，用于为所述外壳内的各个模块提供预设时间段内的电能。4.根据权利要求1所述的监控设备，其特征在于，所述图像采集模块包括分别与所述数据处理模块连接的以下摄像头：多路摄像头，其包括多个可以自由旋转的定焦摄像头，用于获取得到所述施工现场的多路图像信息；和/或变焦摄像头，用于获取所述施工现场中的特定区域或者特定物体的图像信息；和/或红外热成像摄像头，用于监测所述施工现场的环境温度变化或所述施工现场内的物体的温度变化。5.根据权利要求4所述的监控设备，其特征在于，所述图像采集模块还包括：视频处理芯片，用于处理所述多路摄像头所采集的图像信息，以生成多路视频图像；交换板，用于将所述多路视频图像汇总成一路视频图像，得到针对所述施工现场的图像信息，并将所述图像信息传输至所述数据处理模块。6.根据权利要求1所述的监控设备，其特征在于，所述远程通信模块包括以下任意一者：5g通信单元、光纤通信单元和以太网通信单元。7.根据权利要求1所述的监控设备，其特征在于，所述监控设备还包括设置在所述外壳内的以下模块中的任意一者或多者：无线通信模块，用于采集并向所述数据处理模块传输所述施工现场的智能化产品信息；路由模块，用于监测并向所述数据处理模块传输所述施工现场的智能化产品的使用情
况；声音采集模块，用于采集并向所述数据处理模块传输所述施工现场的声音信息；语音播放模块，用于获取并播放所述数据处理模块接收到的所述后台服务器发送的语音指令；报警模块，用于接收所述数据处理模块针对所述施工现场发生异常情况的报警指令，以发出声光报警提示。8.根据权利要求1-7任一项所述的监控设备，其特征在于，所述图像采集模块还包括：识别单元，用于基于采集的施工现场的图像信息识别得到所述施工现场中的异常信息。9.根据权利要求1所述的监控设备，其特征在于，所述外壳为防爆型外壳，且所述外壳的表面电阻小于或等于109欧姆。10.一种监控系统，其特征在于，所述监控系统包括上述权利要求1-9任一项所述的监控设备。

技术总结
本发明实施例提供一种监控设备及监控系统，属于智能监控和安全工程领域。监控设备包括：电源管理模块，用于获取外部电源信号并对外部电源信号进行安全处理，以将处理后的电源信号提供给多个模块，电源管理模块针对多个模块的耗电情况设置有多个供电线路；图像采集模块，用于采集所述施工现场的各个方位的图像信息；数据处理模块，用于对图像采集模块所采集的图像信息进行数据数据处理，得到相应的图像数据；远程通信模块，用于将数据处理模块处理得到的图像数据上传至后台服务器，以使得后台服务器根据图像数据实时显示施工现场的画面，并识别施工现场的异常情况。本发明实施例的监控设备能够满足防爆要求，适应复杂环境，确保施工现场安全。施工现场安全。施工现场安全。


技术研发人员：陆鹏飞 李江山 何英博 曹晓红 刘冲 慕星华 谭科峰 李远舟 王晨 魏建海
受保护的技术使用者：中海油惠州石化有限公司
技术研发日：2023.03.29
技术公布日：2023/8/9