一种基于Ceph大数据的生产环境无人机监控系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于Ceph大数据的生产环境无人机监控系统，涉及大数据监控技术领域和无人机领域，是两个领域的有机结合，所述无人机监控系统包括以下模块：大数据监控中心，所述监控中心负责数据处理、交换，数据传递，并根据处理的数据进行学习，自主地向无人机发送指令；其中包括数据处理主机、数据存储主机、冗余主机、以及用于连接各设备的路由器。节点工作站，所述工作站为无人机和监控中心建立通信，无人机通过zigbee协议与工作站通信，工作站将收集到数据上传导监控中心，同时也作为无人机的充电站。无人机系统，所述无人机包括：中央控制单元、通讯模块、用于获取监测信息的摄像头、用于扫描的激光模块、报警模块、定位模块、声音采集模块、模块化转接模块、无人机投影模块；中央控制单元能够存储少量的数据以及做少量的数据处理；模块化转接模块用于转接其他高级模块，实现模块化设计；投影模块用于无人机通话。投影模块用于无人机通话。投影模块用于无人机通话。

【技术实现步骤摘要】
一种基于Ceph大数据的生产环境无人机监控系统


[0001]本专利技术涉及大数据监控
，尤其涉及一种基于Ceph大数据的生产环境无人机监控系统。

技术介绍

[0002]现代企业和工厂，由于设备多，人员复杂，常常需要借助监控系统来进行监控管理，从而确保企业和工厂的正常运行，但是目前现有的监控系统在实际应用时，不能够很好的规范员工行为，也不能很好的防止员工的低效率、低质量作业，还是只能够依靠人工监管的方式来防止违规操作，而且对于进出严格控制的工作间，若不对人员进行监控会降低了安全性，无法从生产阶段保证生产效率和生产质量，需要进行改进。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于Ceph大数据的生产环境无人机监控系统。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种基于Ceph大数据的生产环境无人机监控系统，所述无人机监控系统包括：大数据监控中心，多个工作站，无人机系统；
[0005]所述的大数据监控中心外部通过路由器与各个工作站相连接，内部包括数据处理主机、AI训练主机、数据存储主机、冗余主机；
[0006]数据处理主机，对工作站反馈的数据进行分析，并对自身需要的数据以任务的形式下发给工作站；当收到来自工作站的异常信息后立刻通知工作站进行信息采集，保留必要的证据，并通知管理人员；将分析好的行为信息和员工信息存入数据存储主机；
[0007]AI训练主机，对数据处理主机处理完的数据作为训练集进行训练，从而生成一个能够对环境，对监控需求进行动态适应，而且能够发出更合理的控制指令。
[0008]数据存储主机，存储来自数据处理主机发送的数据，定期对自身数据进行备份和内存清理，保证能够无误地接收数据，并保证备份与当前存储数据的一致性。
[0009]冗余主机，作为处理主机和存储主机的防灾替代，数据监控中心内部是采用分布式管理，没有所谓的中心，当某台正在工作的主机宕机或者失去连接时，自动启用冗余主机来确保整个监控中心的正常运行；
[0010]所述的工作站通过路由器与数据监控中心进行连接，工作站以数据监控中心为服务中心，不同的工作站之间没有通信，工作站通过zigbee无线通讯与无人机进行通信，以获得无人机采集到的数据，并将数据简单打包处理后上传到数据监控中心；同时也将监控中心的指令下发给最近的无人机；
[0011]所述的无人机系统硬件模块包括：中央控制单元、与中央控制单元相连的通讯模块、用于采集人员信息的摄像头、用于视频通话的投影模块、用于空间构图的激光模块、报警模块、定位模块、声音采集模块；
[0012]当中央控制单元通过定位模块来到预定的监控地点时，中央控制单元将摄像头、
激光模块采集到人员数据与环境数据通过通讯模块以zigbee协议上传到最近的工作站，工作站再将这些数据经过路由器转发到数据处理主机；
[0013]报警模块，所述报警模块采用扬声器和喇叭发出报警音，从而提醒员工和管理人员；
[0014]通讯模块，所述通讯模块与工作站相连通，并接收声音采集模块、定位模块、摄像头和激光模块的数据，以及转发数据至所述工作站；
[0015]声音采集模块，与所述通讯模块相连接，所述声音采集模块采用麦克风传感器和噪音传感器记录各个加工车间的人声和噪音数据，并将所述声音数据通过所述通讯模块上传至工作站。正常的设备在运行的时候会发出噪音，为了能够将噪音和人声区分开来，所以声音检测不能用分贝的大小来简单判断，但人声的频率基本在一个固定范围内，因此要将人声和噪音区分开来主要从频率入手。具体表示噪音传感器的数值为X，麦克风传感器的数值为Z；
[0016]构造曲线S(t)＝P
i
F
i
(t)+P
i+1
F
i+1
(t)+m
i
H
i
(t)+m
i+1
H
i+1
(t)
[0017]其中t为时间参数，将Z
‑
log(S(t))可以获得除去部分噪音后人声。
[0018]Y表示单位时间内的最高频与最低频，动态智能算法表达为Fn，而单位时间内的Fn的变化量为Δfn，预设该变量不会大于θ，则
[0019]|Fn(X,Y)/Δt|≤θ
[0020]激光模块，将扫描获得的物体距离无人机的距离交予中央控制单元，在无人机内绘制空间3D模型，并上传到工作站；
[0021]定位模块，通过三点确定相对位置，计算出无人机自身与工作站的相对位置，同时上传到工作站，工作站将多个无人机位置发送到其管理的无人机，避免无人机之间的相互碰撞；
[0022]所述的无人机系统功能模块包括：人员监测模块，路径规划模块，跟踪监控模块，投影通讯模块；
[0023]人员监测模块，所述监测模块对工作间内的人员进行监测，当监测到陌生人员的时候立刻通知工作站并发出警告。具体表示为通过摄像头获取人员的脸部特征F，与存储的员工信息T{t1,t2,...}进行比对，当|F/T
k
|<＝0.95的时候则表明非该工作间所属员工；
[0024]路径规划模块，所述路径规划模块利用激光模块对空间进行扫描，用SLAM3D构造当前环境的3D构图并上传到工作站；当一个工作间的环境被构造好后工作站会下发空间数据给无人机，避免重复工作；当监测到目前环境与工作站给予的环境图不一样时对相异位置进行重新构图，避免大量重构。拥有地图后即可在该空间内自主导航，为跟踪监控模块做准备；
[0025]跟踪监控模块，所述跟踪监控模块利用已有的空间地图，针对进出严格控制的场所进行巡逻，发现异常人员将立刻跟上。也针对员工的行为进行跟踪监控。通过深度学习算法判断员工是否违规操作，同时还对员工的行为进行分析，出现可疑、非必要，会降低效率、质量的行为用深度学习算法来进行评估判定。具体表示为通过摄像头采集工人完成不同步骤所需的时间T[t1,t2,t3,...]，以及每个步骤所需的肢体动作数值B[S1[x1,x2,x3,...],S2[x1,x2,x3,...],S3[x1,x2,x3,...]]，智能信息量处理算法为H，而算法I和算法P分别为信息加权算法和概率算法，
[0026]H(S)＝∫
x I(x)dx＝
‑
∫
x log(P(x))P(x)dx
[0027][0028]把操作评分划分为多个预设区间(例如(θ1,θ2)，(θ2,θ3)，(θ3,θ4))，根据计算结果属于哪个区间来判断该生产行为是否属于高质量，高效率的操作，若不是则根据管理员决定对其进行警告或者处罚。
[0029]投影通信模块，所述通信模块利用投影模块、摄像头和声音采集模块，实现内网的视频通话，用于对保密性有要求的工作间，在不使用外带通信设备的前提下还能够保证正常的通信需求。
[0030]为了提高缓存数据库的可靠性，本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于Ceph大数据的生产环境无人机监控系统，其特征在于，所述生产环境无人机监控系统包括以下模块：数据监控中心，所述的数据监控中心将工作站收集到的数据进行处理，存储，同时能够自主地学习并对外发送指令；包括了数据处理主机，数据存储主机，AI训练主机，冗余主机，路由器等；监控中心的数据处理主机，所述的数据处理主机负责大数据分析并存储，然后将分析后的数据投喂到AI训练，不只是单纯地用数据分析来发号施令，而是通过AI来进行下一步判断，整个过程会不断迭代递归，动态适应监控要求，作为整个系统的指挥中心；监控中心的AI训练主机，所述的训练主机有别于单纯的数据处理，通过训练AI来自适应变化的监控规则，实现更灵活、更合理的控制。监控中心的数据存储主机，所述的数据存储主机负责将数据分析后的模型进行存储而并非直接存储数据，减少存储消耗；监控中心的冗余主机，所述的冗余主机是作为防灾备份的作用，当处理主机或者存储主机失效的时候能够进行判断，并自主完成数据备份与系统迁移；节点工作站，所述的工作站负责建立起监控中心与无人机之间的通信桥梁，并为无人机充电；工作站与无人机没有固定的所属关系，工作站会每隔一段时间来寻找附近没有所属的无人机；而无人机飞出目前所属工作站的工作范围后，也能快速寻找下一个临时工作站。无人机系统，所述的无人机将自行地进行信息采集，包括中央控制单元、通讯模块、用于获取监测信息的摄像头、用于扫描的激光模块、报警模块、定位模块、声音采集模块、模块化转接模块、无人机投影模块。中央控制单元能够存储少量的数据以及做少量的数据处理；无人机的中央控制单元，所述的控制单元负责控制无人机的行为，并对采集到的信息进行处理后上传到工作站；无人机的通讯模块，所述通讯模块与工作站相连，接收工作站发来的指令，并接收来自摄像头、激光模块、声音采集模块的数据，并将这些数据上传到工作站进一步处理；无人机的模块化转接模块，所述转接模块与其他高级模块相连接，实现模块化设计，可按照需求更换模块来实现不同的功能；无人机的投影模块，所述投影模块与通讯模块相连接，可以将工作站或者数据中心传来的影像进行投出，作为室内无人机的优点，在于很容易找到投影所需的环境；适合在不允许外带通讯设备的环境内进行内部的视频通讯；无人机的激光模块，所述激光模块用...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵旭，杨莎莎，王晓庆，陈伟达，袁天然，罗笑南，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：