无人机设备监控系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种无人机设备监控系统及方法，本系统利用无人机体积小、速度快、可远程遥控及无线传输数据的特点，在工厂现场设备出现故障时，实现快速自动反应，飞到故障地点完成设备监控任务，实现现场图像传输及数据监控任务，具有稳定可靠的特点。本发明专利技术还具有可同时实现自动飞至故障现场、故障现场图像传输以及现场故障信息测量与分析的特点。便于设备管理人员在第一时间精准定位故障位置，了解故障信息，并快速进行远程操作处理。

UAV Equipment Monitoring System and Method

The invention provides a monitoring system and method for UAV equipment. The system takes advantage of the characteristics of small size, fast speed, remote control and wireless data transmission of UAV, realizes rapid automatic response when the field equipment fails, flies to the fault location to complete the monitoring task of the equipment, realizes the field image transmission and data monitoring tasks, and has stable and reliable characteristics. The invention also has the characteristics of automatically flying to the fault site, image transmission at the fault site and fault information measurement and analysis at the same time. It is convenient for equipment managers to accurately locate the fault location in the first time, understand the fault information, and quickly carry out remote operation and processing.

【技术实现步骤摘要】
无人机设备监控系统及方法
本专利技术涉及远程设备监控与设备维护领域，具体地，涉及一种无人机设备监控系统及方法，尤其涉及一种基于无人机的远程设备监控与维护技术。
技术介绍
现有的自动化产线厂房设备维修与维护领域，一般采用少量人员值守结合Andon报警的模式，在设备发出故障信号时，人员赶到故障现场费时费力；在现有的技术中，远程设备维护领域，一般的做法是给设备布置大量的传感器，并运行一套设备监控系统，当设备发生故障时，在远程的维护人员往往只能根据复杂的传感器信息数据等进行判断故障，在面对一些无法通过数据直观表达的故障信息时，往往无法应对，还是要派人现场查看设备实际运行状况，耗时耗力；因此，研发一种运行效率高、可靠性好、维护成本低、能够提供异常设备现场的各项实时参数图表和实时图像的无人机设备监控系统具有很高的现实意义。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种无人机设备监控系统及方法。根据本专利技术提供的一种无人机设备监控系统，包括无人机管理模块和设备监控模块；设备监控模块：-判断设备状态，若设备处于异常状态，则发送第一异常信号至无人机管理模块；和/或-接收无人机管理模块发送的第二异常信号并展示；无人机管理模块：接收第一异常信号，根据第一异常信号控制无人机前往相应的故障现场进行现场故障勘察监控，采集现场故障信息得到第二异常信号，并将第二异常信号发送至设备监控模块；其中，第一异常信号包括异常设备的位置信息；第二异常信号包括故障现场的实时图像。优选地，所述无人机管理模块包括无人机本体、定位组件、图像采集组件、传感器组件以及无线通信组件；所述定位组件、图像采集组件、传感器组件以及无线通信组件均设置在无人机本体上。优选地，所述设备监控模块包括实时监控子模块、数据处理子模块以及终端子模块；实时监控子模块：实时采集设备的状态信号，并与设定的第一状态信号对比，判断设备状态，若设备处于异常状态，则发送第一异常信号至无人机管理模块；数据处理子模块：接收第二异常信号，并将第二异常信号处理或整合为第三异常信号后发送至设备管理终端模块；终端子模块：接收第三异常信号并展示；其中，第一状态信号包括-设备正常运行时的状态信号，若实时监控模块实时采集的设备状态信号与第一状态信号一致，则判断设备状态为正常，否则，则判断设备状态为异常；或者-设备异常运行时的状态信号，若实时监控模块实时采集的设备状态信号与第一状态信号一致，则判断设备状态为异常，否则，则判断设备状态为正常；第二异常信号还包括传感器组件采集到的信息；第三异常信号包括故障现场的实时图像、通过数据图表形式展现的传感器组件采集到的信息以及传感器组件采集到的信息与标准信息的对比图表中的任一种或任多种组合；其中，标准信息是指设备处于正常状态下无人机管理模块的传感器组件采集到的信息。优选地，所述传感器组件包括电化学气体传感器、红外线传感器以及烟雾监控传感器中的任一种或任多种组合；所述电化学气体传感器能够监测设定气体的浓度；红外线传感器能够监测设定位置的温度；烟雾监控传感器能够监测设定位置的烟雾浓度。优选地，所述定位组件采用超宽带技术实现定位，通过设置的多个超宽带定位标签的辅助完成对无人机管理模块的定位。优选地，所述无人机管理模块还包括动力组件、能源组件以及照明组件；所述动力组件、能源组件以及照明组件均设置在无人机本体上；所述动力组件包括无刷电机和/或螺旋桨；所述能源组件能够拆卸和/或循环充电；所述照明组件能够在黑暗环境下为图像采集组件提供补光。根据本专利技术提供的一种无人机设备监控方法，包括：实时监控步骤：实时采集设备的状态信号，并与设定的第一状态信号对比，判断设备状态，若设备处于异常状态，则发送第一异常信号至无人机；设备异常监控步骤：无人机接收第一异常信号，根据第一异常信号前往相应的故障现场进行现场故障勘察监控，采集现场故障信息得到第二异常信号，并发送第二异常信号；其中，第一状态信号包括-设备正常运行时的状态信号，若实时监控模块实时采集的设备状态信号与第一状态信号一致，则判断设备状态为正常，否则，则判断设备状态为异常；或者-设备异常运行时的状态信号，若实时监控模块实时采集的设备状态信号与第一状态信号一致，则判断设备状态为异常，否则，则判断设备状态为正常；第一异常信号包括异常设备的位置信息；第二异常信号包括故障现场的实时图像和/或传感器组件采集到的信息。优选地，本专利技术提供的无人机设备监控方法还包括：-数据处理步骤和终端展示步骤；或者-终端展示步骤；其中：数据处理步骤：接收第二异常信号，并将第二异常信号处理或整合为第三异常信号后发送至终端；终端展示步骤：接收第二异常信号或第三异常信号，并通过终端展示；所述第三异常信号包括故障现场的实时图像、通过数据图表形式展现的传感器组件采集到的信息以及传感器组件采集到的信息与标准信息的对比图表中的任一种或任多种组合；其中，标准信息是指设备处于正常状态下无人机管理模块的传感器组件采集到的信息。优选地，所述设备异常监控步骤包括：无人机定位子步骤：定位无人机所在的位置坐标，并记为第一坐标；异常设备定位子步骤：通过第一异常信号定位异常设备所在的位置坐标，记为第二坐标；无人机飞行子步骤：根据第一坐标和第二坐标计算无人机的飞行线路；根据设定的时间间隔和/或路程间隔重复无人机定位子步骤和无人机飞行子步骤，校准无人机的飞行线路，直至无人机到达第二坐标；所述无人机定位子步骤中，利用超宽带技术，采用到达时间差法定位无人机所在的位置坐标，包括如下步骤：步骤1：N个超宽带信号标签分别发送超宽带波至无人机；步骤2：无人机分别接收N个超宽带信号标签发送的超宽带波，并记录接收时间；步骤3：通过设定的N个超宽带信号标签的位置坐标和N个超宽带波的接收时间，计算无人机当前位置；其中，N为大于1的整数。根据本专利技术提供的一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的无人机设备监控方法的步骤。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：1、本专利技术提供的无人机设备监控系统具有模块结构简单，运行效率高，可靠性好，维护成本低的优点；2、本专利技术提供的无人机设备监控系统能够提供异常设备现场的各项实时参数图表和实时图像，便于维护人员准确判断异常情况和重要程度，省去了安装在设备上的大量传感器；3、本专利技术提供的无人机设备监控方法能够有效减少维护人员工作量，有利于提升生产设备的自动化程度。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本专利技术提供的无人机设备监控系统中无人机管理模块的优选例示意图；图2为本专利技术提供的无人机设备监控系统中无人机定位组件的优选例应用示意图；图3为本专利技术提供的无人机设备监控系统中无人机图像传输结构的优选例示意图；图4为本专利技术提供的无人机设备监控系统中无人机传感器数据传输数据流的优选例示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。根据本专利技术提供的一种无人机设备监控系统，包括无本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人机设备监控系统，其特征在于，包括无人机管理模块和设备监控模块；设备监控模块：‑判断设备状态，若设备处于异常状态，则发送第一异常信号至无人机管理模块；和/或‑接收无人机管理模块发送的第二异常信号并展示；无人机管理模块：接收第一异常信号，根据第一异常信号控制无人机前往相应的故障现场进行现场故障勘察监控，采集现场故障信息得到第二异常信号，并将第二异常信号发送至设备监控模块；其中，第一异常信号包括异常设备的位置信息；第二异常信号包括故障现场的实时图像。

【技术特征摘要】
1.一种无人机设备监控系统，其特征在于，包括无人机管理模块和设备监控模块；设备监控模块：-判断设备状态，若设备处于异常状态，则发送第一异常信号至无人机管理模块；和/或-接收无人机管理模块发送的第二异常信号并展示；无人机管理模块：接收第一异常信号，根据第一异常信号控制无人机前往相应的故障现场进行现场故障勘察监控，采集现场故障信息得到第二异常信号，并将第二异常信号发送至设备监控模块；其中，第一异常信号包括异常设备的位置信息；第二异常信号包括故障现场的实时图像。2.根据权利要求1所述的无人机设备监控系统，其特征在于，所述无人机管理模块包括无人机本体、定位组件、图像采集组件、传感器组件以及无线通信组件；所述定位组件、图像采集组件、传感器组件以及无线通信组件均设置在无人机本体上。3.根据权利要求2所述的无人机设备监控系统，其特征在于，所述设备监控模块包括实时监控子模块、数据处理子模块以及终端子模块；实时监控子模块：实时采集设备的状态信号，并与设定的第一状态信号对比，判断设备状态，若设备处于异常状态，则发送第一异常信号至无人机管理模块；数据处理子模块：接收第二异常信号，并将第二异常信号处理或整合为第三异常信号后发送至设备管理终端模块；终端子模块：接收第三异常信号并展示；其中，第一状态信号包括-设备正常运行时的状态信号，若实时监控模块实时采集的设备状态信号与第一状态信号一致，则判断设备状态为正常，否则，则判断设备状态为异常；或者-设备异常运行时的状态信号，若实时监控模块实时采集的设备状态信号与第一状态信号一致，则判断设备状态为异常，否则，则判断设备状态为正常；第二异常信号还包括传感器组件采集到的信息；第三异常信号包括故障现场的实时图像、通过数据图表形式展现的传感器组件采集到的信息以及传感器组件采集到的信息与标准信息的对比图表中的任一种或任多种组合；其中，标准信息是指设备处于正常状态下无人机管理模块的传感器组件采集到的信息。4.根据权利要求2所述的无人机设备监控系统，其特征在于，所述传感器组件包括电化学气体传感器、红外线传感器以及烟雾监控传感器中的任一种或任多种组合；所述电化学气体传感器能够监测设定气体的浓度；红外线传感器能够监测设定位置的温度；烟雾监控传感器能够监测设定位置的烟雾浓度。5.根据权利要求2所述的无人机设备监控系统，其特征在于，所述定位组件采用超宽带技术实现定位，通过设置的多个超宽带定位标签的辅助完成对无人机管理模块的定位。6.根据权利要求2所述的无人机设备监控系统，其特征在于，所述无人机管理模块还包括动力组件、能源组件以及照明组件；所述动力组件、能源组件以及照明组件均设置在无人机本体上；所述动力组件包...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌卫国，时轮，魏桢琦，
申请(专利权)人：上海交大智邦科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31