一种集成工业数据采集、存储、计算和转发的AI摄像机及其监控方法与流程

本发明涉及监控，尤其是涉及工业数据采集、存储、计算和转发的摄像设备。

背景技术：

1、当前在我们工业化场景中，各种传感器、仪表和控制系统等工业生产过程数据均是通过工业网关解析汇总后，再统一上传至平台或服务器处理。如果需要将工业生产数据与现场视频联动时，往往需要再次安装视频监控设备，并且视频数据上云后，再通过开放的接口，在平台端开发接口，获取视频报警事件等相关信息，再配合业务云平台，实现视频画面与数据的跳转及融合，以便于向客户提供直观的图像和事件信息，如图1所示。比如一种基于多摄像机数据融合的入侵检测报警系统及其检测方法(cn105894702b)，属于视频监控技术领域，包括普通摄像机、云台摄像机、变焦广角多目标追踪系统、pc式硬盘录像机、控制系统、显示器、多级告警处理模块、侵入物识别及处理模块，利用多个摄像机全范围覆盖所需监控区域，将拍摄到的视频信号数字化和压缩后传递给控制系统，对侵入物进行识别处理，并响应对应告警等级。本发明适应于对安全生产要求比较高的场景或通道，如厂区、隧道、仓库、机场等场所，可进行不同情况下的监控和报警。

2、再比如一种工业互联网监控云平台(cn110995739a)，包括多个布置在数据采集点用于采集生产监控数据的传感器节点，所述多个传感器节点通过互联网网关连接云平台服务器，用于将数据通过互联网网关上传至云平台服务器进行汇总处理。

3、但是以上专利技术以及现有技术公开结构存在如下缺点：

4、1、链路过多，对数据传输的稳定性和时效性产生极大影响；

5、2、数据云端集中处理，给云端带来极大负担；

6、3、云平台需要单独开发数视融合功能，成了空谈，没有了实际应用价值；

7、4、不能形成标准化产品，不具备大规模推广价值，属于重复造轮子；

8、5、视频和数采为两套系统，需要分别单独部署实施，不便利且成本较高。

9、综上所述，首先，现有技术的数据经过多方周转之后方能产生融合，数据的时效性、稳定性和经济型都收到了非常大的考验。并且需要通过两套系统进行视频与数据的融合，无法仅通过一台设备，将各种传感器、仪表和控制系统的数据与视频数据统一采集和处理。其次，两者平台的的存储方式不同，在融合分析过程中需要进行数据的转换与统一，浪费资源、过程复杂、且无法形成通用性产品。

技术实现思路

1、本发明需要解决的技术问题是提供集成工业数据采集、存储、计算和转发的ai摄像机及其监控方法，实现数视联动和数据的协调追溯，更敏捷高效地监控管理当前工业现场设备设施。

2、为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

3、一种集成工业数据采集、存储、计算和转发的ai摄像机，包括视频模块、存储模块、接口模块和分析模块，视频模块用于影像摄入和视频的输出，储存模块用于存储视频，分析模块对拍摄视频进行视觉ai分析获取信息事件，分析模块中集成io数采程序，io数采程序通过接口模块采集工业现场设备的对应数据，视频模块将拍摄的视频与io数采程序采集的对应数据叠加实时显示和存储，io数采程序将工业现场设备的对应数据结合分析模块的信息事件上传至能够控制工业现场设备的云平台。

4、本发明技术方案的进一步改进在于：视频模块采用视频流中叠加osd实现工业现场设备的对应数据与视频叠加显示，实时视频和历史视频都显示对应时刻的工业数据。

5、本发明技术方案的进一步改进在于：分析模块内集成计算程序和转发程序。

6、本发明技术方案的进一步改进在于：接口模块外接报警模块，当分析模块对视频进行视觉ai分析获取绊线、区域入侵信息事件时以及io数采程序采集到对应数据异常时，通过接口模块驱动外接报警模块进行报警，同时将报警信息上传云平台。

7、本发明技术方案的进一步改进在于：所述接口模块为rs485串口、以太网口、电源接口、wifi接口、4g接口、rj45接口、type-c接口。

8、本发明技术方案的进一步改进在于：工业现场设备包括传感器、plc和通讯设备。

9、本发明技术方案的进一步改进在于：所述io数采程序内设置驱动程序，驱动程序根据云平台的指令对工业现场设备进行远程控制。

10、本发明技术方案的监控方法进一步改进在于：包括以下步骤：

11、s1，数据采集：

12、采用视频模块拍摄工业现场视频，采用io数采程序采集工业现场设备的数据；

13、s2，数据融合与分析：

14、对步骤s1采集的现场视频和数据进行融合分析，并将数据汇总为报表进行存储，数据存在异常时，发布报警信号；

15、s3、数据上传：

16、拍摄的现场视频叠加工业现场设备的数据，将视频与数据在码流内一起传输和存储，展示数据叠加的视频流，工业场景的视频和数据协同追溯。

17、本发明技术方案的监控方法进一步改进在于：数据融合与分析的过程如下：

18、s21，接入传感器、仪表和控制系统等设备与协议对应关系；

19、s22，设置事件阀值，采集的数据值超过设备上限时，设备端会触发相应事件并可设置相关联动项；

20、s23，传感器、仪表和控制系统等设备数据叠加位置，根据设备在实际拍摄视频场景中的位置，确定工业生产过程数据的叠加位置；

21、s24，确定报表存储策略。

22、本发明技术方案的监控方法进一步改进在于：io数采程序采集工业现场设备的数据过程如下：

23、s11，建立现场设备通讯模型：

24、通过串口或者以太网采集设备数据，一条通信总线上的协议可以是多个，每个协议下可以是多个设备，每个设备在通信时又分为多个数据包，每个数据包中又分为多个测点；

25、s12，建立采集驱动实现抽象模型：

26、每一个调度程序都会创io管理对象来管理着所有的其他对象，io管理对象同时管理着一系列的通道类对象，每一个通道类对象的内部又管理着若干的模块管理对象，每一个模块管理对象的内部又管理着若干的设备管理对象，设备管理对象的下一级是包管理对象，设备采集数据的时候以包为单位进行采集。在包管理对象的内部又包含着若干的点管理对象，从设备中采集到的数据首先被放到点中；

27、s13，采集驱动运行机制：

28、把管理的设备名作为启动参数传递给io进程，io进程启动之后，根据设备名获取相关的设备对象；加载完设备链表之后，根据设备名获取点对象，然后进行分包；分包完毕后进入调度循环，打开通道，然后扫描设备。扫描设备时根据包的内容组合成一个二进制数据块和物理设备进行交互进行数据的读取或者数据写入。

29、由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：

30、本发明仅采用一台摄像机设备将各种传感器、表计和控制系统等采集的工业生产过程数据进行汇总、分析、存储至云平台，并将工业生产过程数据与视频数据在物联网关摄像机内进行融合分析，从工业生产过程数据与视频数据两个维度更敏捷高效地监控管理当前工业现场设备设施。同时，云平台可以下发指令实现对工业现场设备的远程控制。

31、本发明将io数采程序集成至摄像机中，通过api函数相互打通数据，视频模块获取到io数采的现场实时数据，并将数据与视频码流叠加实时显示以及存储，实现数视联动和数据的协调追溯。

32、io数采程序借助摄像机本身的硬件和接口，采集工业现场仪表、传感器等设备的数据，并进行存储；同时io数采程序能够获取摄像机视频部分的智能分析结果，如工装检测、离岗检测、区域入侵和烟火识别等报警事件，将报警事件转发至其他系统或云平台；并且，视频模块能够将io数采程序采集到的数据集成到摄像机的实时视频中，即视频上叠加数据到码流内实时显示，并随着视频的存储，将来查询历史视频时能够直接浏览到现场的当时数据，如此实现非结构化数据向结构化数据的快速转换。