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专利号: 2021104928809
申请人: 禹焱科技河北有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2024-11-28
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于工业仪表数据智能采集共享器,其特征在于:该共享器分别与主控设备、共享设备、工业仪表相连接;

所述共享器内置主板电路包括STM32芯片电路,电源供电电路,RS485串口通信电路以及FLASH存储电路;所述共享器外部有四个端子;

所述STM32芯片电路用于接入电源进行供电,芯片的自动复位和程序的烧写以及控制FLASH的读写;所述电源供电电路用于储能和电源滤波,保护芯片安全以及查看供电情况;

所述RS485串口通信电路用于进行串口通信,控制芯片的接收和发送状态;所述FLASH存储电路用于在主控设备采集指令消失时,定时不间断向工业仪表发送自身存储的采集指令,并将数据报文返回至共享设备,从而保证共享设备数据不间断;

所述四个端子包括3个485通信的COM端子以及一个电源端子,其中3个485通信的COM端子分别记为COM1口、COM2口、COM3口;

所述COM1口与主控设备连接,将主控设备的采集指令传递至共享器,共享器会自动存储采集指令,同时共享器也通过COM1口将数据传递至主控设备;

所述COM2口与共享设备连接,共享器通过COM2口将数据传递至共享设备;

所述COM3口与工业仪表连接,共享器通过COM3口将采集指令传递至工业仪表,工业仪表将数据报文通过COM3口发送至共享器。

2.根据权利要求1所述的一种用于工业仪表数据智能采集共享器,其特征在于:所述STM32芯片电路包括最小系统,USART串口驱动和SPI读写FLASH;

所述的最小系统包括供电电路,复位电路,时钟电路,启动模式选择以及下载电路;

所述供电电路用于进行供电;所述复位电路用于进行芯片的自动复位;所述时钟电路用于保障芯片正常运行,并降低芯片能耗;所述启动模式选择以及下载电路用于启动芯片,并进行芯片程序的烧写;

所述USART串口驱动电路用于控制芯片收发;所述的SPI读写电路用于控制FLASH的读写。

3.根据权利要求1所述的一种用于工业仪表数据智能采集共享器,其特征在于:所述电源供电电路包括共模电感滤波电路、LM2575转换电路以及AMS1117稳压电路;

所述共模电感滤波电路用于有效的保护共模电感不受瞬态高压尖峰脉冲的冲击,同时,防止不慎接反电源引起芯片损坏;

所述LM2575转换电路用于转换电压,在电源暂时断电的情况下,使得电压逐渐下降不会影响输出电压;

所述AMS1117稳压电路用于保证输出电压的稳定性。

4.根据权利要求1所述的一种用于工业仪表数据智能采集共享器,其特征在于:所述共享设备包括采集单元、远程人脸识别单元、距离测试单元、数据处理单元、开启单元、时间单元;

所述采集单元用于采集工作人员的走路姿势、身高、衣着特征;所述远程人脸识别单元用于远程进行人脸检测并给出识别效果;所述距离测试单元用于绑定采集单元采集数据的距离情况,判断权重;所述数据处理单元用于基于上述数据进行数据处理;所述开启单元用于进行共享设备的开启与预警;所述时间单元用于进行计量时间,在时间达到阈值情况下,发出息屏指令到达开启单元;

所述采集单元的输出端与所述远程人脸识别单元的输入端相连接;所述远程人脸识别单元的输出端与所述距离测试单元的输入端相连接;所述距离测试单元的输出端与所述数据处理单元的输入端相连接;所述数据处理单元的输出端与所述开启单元的输入端相连接;所述时间单元的输出端与所述开启单元的输入端相连接。

5.根据权利要求4所述的一种用于工业仪表数据智能采集共享器,其特征在于:所述采集单元包括走路姿势采集单元、身高采集单元、衣着特征采集单元、判断单元;

所述走路姿势采集单元用于采集进门的工作人员的走路姿势,形成视频与图片进行相似度分析;所述身高采集单元用于采集进门的工作人员的身高状态;所述衣着特征采集单元用于采集进门的工作人员的衣着特征,进行衣着特征的对比,确定工作人员的身份;所述判断单元用于根据衣着特征判断是否需要开启身高采集单元及走路姿势采集单元;

所述衣着特征采集单元的输出端与所述判断单元的输入端相连接;所述判断单元的输出端与所述走路姿势采集单元、所述身高采集单元的输入端相连接;所述走路姿势采集单元、身高采集单元的输出端与所述远程人脸识别单元的输入端相连接;

所述判断单元进行判断的过程如下:S5‑1、选取工厂内部工作人员的服饰作为标准参照,调取其中i项特征分别记为集合A1={x1、x2、x3、…、xi};

S5‑2、选取衣着特征采集单元采集得到的衣着数据,调取步骤S5‑1中i项特征中的任意数量,记为n,其中1<n≤i,在当前的衣着数据中采集n项特征,并将其记为集合A2={y1、y2、y3、…、yn};

S5‑3、从步骤S5‑1中选取与步骤S5‑2相对应的n项特征,根据公式:其中,dist(X,Y)即为当前进入的人员身上的衣着特征与工作人员的衣着特征之间的相似程度;

S5‑4、设置阈值为distmin(X,Y),若dist(X,Y)未超出distmin(X,Y),则判断单元关闭走路姿势采集单元、身高采集单元的采集入口;若dist(X,Y)超出distmin(X,Y),则走路姿势采集单元、身高采集单元继续进行采集。

6.根据权利要求5所述的一种用于工业仪表数据智能采集共享器,其特征在于:所述远程人脸识别单元包括识别单元、效果单元;

所述识别单元用于远程进行识别人脸,并将人脸发送至效果单元;所述效果单元用于根据识别单元发送的图像清晰程度,结合身高采集单元的输出数据,给出一定的判断效果情况;

所述识别单元的输出端与所述效果单元的输入端相连接;所述效果单元的输出端与所述距离测试单元的输入端相连接;

所述效果单元进行效果评估的步骤如下:S6‑1、接收来自于识别单元的人脸图像,基于清晰程度对数据库内所有的存储人脸模型进行比对,标记所有符合的人脸图像;

S6‑2、对所有符合的人脸图像进行身高的筛选,设置身高筛选阈值为hmax,根据公式:Δh=|h采集‑h标定|

其中,Δh为身高差值;h采集为身高采集单元的采集数据;h标定为数据库内存储人脸模型对应的身高标定;

S6‑3、对S6‑1中标记的所有符合的人脸图像进行身高标定的筛选,若存在Δh大于hmax,则对这一差值的图像进行删除;

S6‑4、效果单元对剩余符合的图像根据人脸识别程度给出相应评估,即可识别程度为m%,则评估分数为m。

7.根据权利要求6所述的一种用于工业仪表数据智能采集共享器,其特征在于:所述距离测试单元包括测距单元、分析单元;

所述测距单元用于测量在采集图像时刻该人员与采集单元的距离;所述分析单元用于分析得出判断权重;

所述测距单元的输出端与所述分析单元的输入端相连接;所述分析单元的输出端与所述数据处理单元的输入端相连接;

所述分析单元的分析方式为根据公式:w1=ss*k1

其中,w1为远程人脸识别单元判断的权重;ss为采集时图像与采集单元的距离;k1为分析系数1。

8.根据权利要求7所述的一种用于工业仪表数据智能采集共享器,其特征在于:所述数据处理单元进行数据处理包括以下步骤:S8‑1、数据处理单元接收采集单元传输的走路姿势数据,同时根据远程人脸识别单元得出的符合图像调取数据库内相对应存储的走路姿势数据;

S8‑2、建立相似度的特征对比,计算最终的远程识别分数,根据公式:P=w1*m*k2+w2*d*k3其中,P为最终的远程识别分数;k2、k3为调节系数;d为走路姿势的相似度;

w1根据距离发生改变;w2根据w1发生改变,始终满足w1+w2=1。

9.根据权利要求4所述的一种用于工业仪表数据智能采集共享器,其特征在于:所述开启单元进行开启的方式为:

设置远程识别分数阈值为Pmin,若P超出Pmin,则控制开启单元对共享设备的屏幕进行开启,查看数据报文。

10.根据权利要求9所述的一种用于工业仪表数据智能采集共享器,其特征在于:所述时间单元控制开启单元的方式为:

时间单元用于计算共享设备无操作时间,若时间满足时间阈值tmax,则时间单元发出息屏指令给到开启单元,开启单元对共享设备进行息屏处理。