一种基于图像处理技术的机房巡检方法与流程

本发明涉及一种自动化机房巡检方法，属于自动巡检技术领域。

背景技术：

电力是我国工业化建设领域的重大基础服务型行业，关系到国计民生的发展。随着电子信息技术的不断发展，信息技术正以前所未有的广度和深度与信息通信管理快速融合，电力系统的自动化智能化要求也不断增加。如何科学高效地完成电力信息通信管理任务，更有效地实现信息通信机房的标准化、科学化、高效化、一体化的管理，对于提升信息机房管理的业务竞争力至关重要。

机房巡检是信息通信机房管理最基本的工作内容，同时也是机房管理运营中技术难度较高的一环。机房巡检要求在确保电力系统安全运行的前提下，对机房设备、通道环境的状态全面的感知、动态的分析、及时的预警，帮助各层级运检管理人员对机房进行更有效地管控。现有的大部分机房巡检都是采用人工巡检加视频监控的模式，这样的巡检方法人力成本较高，由于人力操作本身的缺陷，不能在机房设备故障时及时定位故障设备，巡检的准确性和及时性不够，机房巡检需要一个更加便捷、直观、准确、能够实时互动的管理平台。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种机房巡检方法，基于图像处理技术获取机房设备、通道等的图像信息，运用三维扫描、三维重构技术精准构建三维虚拟机房模型，实时顺序采集机房内各个设备的工作数据，将工作数据与三维模型关联后显示在web端，设备故障时利用三维模型准确定位故障设备位置并显示故障设备的数据，本发明方法可以自动进行机房巡检，直观显示巡检结果。

为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术手段：

一种基于图像处理技术的机房巡检方法，具体包括以下步骤：

s1、利用全息相机拍摄机房场景的全息图像，所述机房场景包括机房内的设备、机房通道和管网结构；

s2、根据柱面投影法获取机房的环视图像，并采集机房以及机房内部所有设备的空间坐标信息；

s3、根据环视图像和空间坐标信息，对全息图像进行图像预处理和统一坐标变换后，进行图像配准和图像融合，获得机房全景图；

s4、根据巡检路线采集机房内各个设备的图片，通过图像识别技术处理图片得到各个设备的检测数据和工作状态数据；

s5、将机房全景图和采集到的数据存储到数据库中，并在web端显示机房全景图和各个设备对应的数据；

s6、根据自定义规则分析数据，当存在不符合规则的数据，进入告警模式、显示告警信息。

进一步的，所述设备包括机柜、配线架、仪表设备和网络设备，所述仪表设备包括电压传感器、电流传感器、温湿度传感器和示波器，所述网络设备包括光纤、网线、服务器、交换机和路由器。

进一步的，所述步骤s2中空间坐标信息指以机房任一一个角的顶点为坐标系原点建立的三维坐标系中任一设备中心点的坐标。

进一步的，所述图像预处理包括平滑滤波。

进一步的，步骤s4的具体操作如下：

s41、在后台服务器中设置巡检路线，所述巡检路线包括巡检顺序和巡检时间间隔；

s42、根据巡检路线，利用高清相机依次拍摄机房内各个设备的图片；

s43、通过图像识别算法处理仪表设备的图片，得到图片拍摄时刻仪表设备显示的测量数据；

s44、通过图像识别算法处理网络设备的图片，分析得到设备的工作状态数据，所述工作状态数据包括图片拍摄时刻设备的工作状态，所述工作状态包括正在工作和未工作。

进一步的，所述步骤s5的具体操作如下：

s51、将机房全景图存储到数据库中，并在数据库中建立与所述机房全景图对应的数据存储表格；

s52、将仪表设备名称、仪表设备的测量数据、仪表设备的空间坐标、网络设备名称、网络设备的工作状态数据、网络设备的空间坐标依次存储到数据存储表格中；

s53、web端根据数据库中存储的数据显示机房全景图和各个设备对应的数据。

进一步的，所述步骤s6的具体操作如下：

s61、根据自定义规则实时分析数据，所述自定义规则用于限制一个固定时间或时间段内，所有仪表设备测量数据的取值范围和网络设备的工作状态；

s62、当某一个设备的数据不符合规则，后台服务器发出声光告警，web端显示告警信息，所述告警信息包括该设备的名称、空间坐标、设备当前数据和设备历史数据；

s63、生成告警巡检路线，重复采集告警设备的图片，获取告警设备数据，直到告警设备数据符合规则。

进一步的，其特征在于，所述机房全景图包括整个机房的360°全景图和机房局部区域的360°全景图。

本发明具有以下有益效果：

本发明提的基于图像处理技术的机房巡检方法，直接利用全息相机拍摄全息图像，然后对图像进行处理和拼接，得到整个机房的全景图，在web端生成机房3d模型，这样的建模方法高效快速，对细节的把握较强，可以真实还原信息化机房内部场景和设备布局。在机房内安装多台高清相机，不同的相机负责拍摄不同设备的照片，通过图像识别技术处理图片得到各个设备的检测数据和工作状态数据，实时掌握机房内部设备的工作情况，将数据关联到机房全景图内，web端可以直观地展示机房设备的信息及运行状态，巡检人员可以自由在web端更改全景图的角度和视野范围，互动性更强。本发明方法可以设置巡检路线，通过分布式实时数据采集、数据分析与检测全方位掌握机房内部情况，针对不符合要求的数据，在全景图中快速定位相关设备并优先处理该设备的图片数据，集中显示设备实时数据和历史数据，方便巡检人员分析故障原因、制定维修计划。本发明方法可以自动化的、全方位的进行机房巡检，节约人力成本，强化生产安全，利用机房全息图像提供真实可靠的机房信息，自动化的分析机房数据，针对性告警，有效提高机房巡检效率，提高机房故障的反应能力。

附图说明

图1为本发明的基于图像处理技术的机房巡检方法的步骤流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明：

本发明提出了一种基于图像处理技术的机房巡检方法，结合电力系统信息通信管理机房的实地情况，运用三维扫描、三维重构等技术，实现对机房设备、通道、管网等的基于空间坐标信息的三维虚拟机房精确构建。机房运维人员可以通过虚拟机房浏览机房环境、设备和线路构造，模拟真实环境中的巡检路线和重点设备巡检，对机房中复杂的检测设备和软件系统的实时运行状态和运行数据集中管理，此外，对于机房信息管理系统中存在安全隐患和异常状态的设备可以及时告警和定位。

如图1所示，本发明的方法包括以下步骤：

s1、利用全息相机拍摄机房场景的全息图像，机房场景包括机房内部设备、机房通道和管网结构等，在拍摄过程中，可以根据机房实际情况和建模需求，为同一个区域或设备拍摄多个角度的图像。在本发明方法中，设备是一个统称，设备主要包括机柜、配线架、仪表设备和网络设备等，其中，仪表设备包括电压传感器、电流传感器、温湿度传感器和示波器等，网络设备包括光纤、网线、服务器、交换机和路由器等。

s2、根据柱面投影法获取机房的环视图像，并采集机房以及机房内部所有设备的空间坐标信息，为了方便后续的图像处理，本发明方法选取机房任一一个角落的顶点作为坐标原点建立三维坐标系，针对一些具有固定形状、体积的设备，比如传感器、交换机等，采用该设备的中心点作为设备坐标点，获取该设备在三维坐标系中的空间坐标；对于形状、大小不固定或者较大的设备，比如机房通道、管道、光纤等，采集该设备的几个定点的坐标组成坐标集合，作为该设备的空间坐标，例如，针对一根连接服务器和交换机的4m长的光纤，采集光纤的两个端点和四等分点坐标。

s3、根据步骤s2获取的机房环视图像和各个设备空间坐标信息，对所有全息图像进行平滑滤波去除噪声，并且为图像进行统一坐标变换，然后将处理过的图像进行图像配准和图像融合，获得整个机房的360°全景图和多个机房内重点区域的360°全景图。

s4、根据巡检路线采集机房内各个设备的图片，通过图像识别技术处理图片得到各个设备的检测数据和工作状态数据；具体操作如下：

s41、巡检人员在后台服务器中设置巡检路线，巡检人员可以指定重点设备进行巡检、自定义巡检路线和驻点。巡检路线需要包括巡检的设备、巡检顺序和巡检时间间隔，由于机房内包括多个设备，巡检人员可以根据设备的重要程度、故障发生频率设置检查设备的顺序和每次巡检之间的时间间隔，巡检路线可以有多条，每条巡检路线检查的设备和时间间隔可以不同。如果巡检人员想要优先检查某个设备的工作状态，可以在web端操作，优先采集该设备的图片，分析该设备的数据。

s42、为了达到自动化巡检的目的，在机房内部布置多个高清相机，根据设置好的巡检路线，利用高清相机依次按照顺序拍摄机房内各个设备的图片，拍好的图片通过局域网传送到后台服务器中。

s43、针对仪表设备，利用图像识别算法锁定仪表设备图片中显示测量数据的区域，对该图片区域进行分析，得到图片拍摄时刻该仪表设备的测量数据。

s44、针对网络设备，通过图像识别算法识别图片中的网络设备，并根据该网络设备工作原理处理图片，分析得到设备的工作状态数据，工作状态数据包括图片拍摄时刻设备的工作状态，工作状态一般包括正在工作和未工作。比如，连接在服务器上的光纤，如果该光纤已经接通，光纤接口应该有黄色灯光，采集包含该光纤的图片，首先识别图片中的光纤并确定光纤接口的位置，然后分析接口处图片的rgb颜色值，与后台服务器中设置的rgb颜色值范围比较，从而确定该光纤是否接通。

s5、将机房全景图和采集到的数据存储到数据库中，并在web端显示机房全景图和各个设备对应的数据，具体操作如下：

s51、将步骤s3获得的机房全景图存储到数据库中，并在数据库中建立与机房全景图对应的数据存储表格。

s52、根据步骤s4获得的数据，将仪表设备名称、仪表设备的测量数据、仪表设备的空间坐标、网络设备名称、网络设备的工作状态数据、网络设备的空间坐标等数据依次存储到数据存储表格中，实现设备数据与设备三维模型的关联。

s53、在web端调取数据库中存储的全景图和数据，并显示机房全景图和各个设备对应的数据，在机房全景图中，各个设备所在位置旁生成窗口显示设备目前的测量数据或工作状态，当操作人员点击该设备，可以弹窗显示该设备的实时数据和历史数据。web端可以提供电脑端和手机端两种显示方式，也可以开发一款手机软件，在软件中调取并显示全景图和数据。

s6、根据自定义规则分析数据，当存在不符合规则的数据，进入告警模式、显示告警信息，告警模式是本发明方法的核心部分之一，具体操作如下：

s61、巡检操作人员可以在后台服务器上自定义规则，自定义规则用于限制一个固定时间或时间段内，所有仪表设备测量数据的取值范围和网络设备的工作状态，也就是说，自定义规则应该包括具体的时间或者时间段、仪表设备数据取值范围和网络设备工作状态。

s62、得到设备的数据后，后台服务器直接将采集的数据与自定义规则中的数据对比，当某一个设备的数据不符合规则时，后台服务器发出声光告警，web端显示告警信息，告警信息主要包括该设备的名称、空间坐标、设备当前数据和设备历史数据。

s63、出现故障设备时，后台服务器会自动生成告警模式的巡检路线，快速、重复采集告警设备的图片，获取告警设备数据，并将数据反馈到web端，方便巡检人员实时了解该设备的情况、分析故障原因并制定维修计划，当告警设备的数据符合规则后，会解除告警模式，取消告警模式巡检路线，继续按照原本的巡检路线检查机房设备。

本发明方法采用全息影像进行三维建模，建模速度快、建模精度高，自动化的采集和分析数据设备，并与三维模型结合显示，提高机房巡检的及时性、互动性，巡检人员可以直观查看到机房内各个区域的设备工作状态，故障时能够快速定位故障设备，显示故障设备数据，方便巡检人员查看并进行维修，有效的提供了机房巡检的效率和准确性。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细地说明，但是本发明并不局限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。