CN111458038B - 基于回转体的红外监测方法、装置及*** - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开一种基于回转体的红外监测方法、装置及***，其实时获取回转体表面红外图像以对回转体进行测温，并将选定时段内多帧回转体表面红外图像拼接来得到整幅回转体表面展开图像，之后通过呈现回转体表面展开图像来对回转体进行监测预警，便于精确定位回转体热异常点具***置来排查故障。

Description

基于回转体的红外监测方法、装置及***

技术领域

本发明实施例涉及红外监测技术，具体涉及一种基于回转体的红外监测方法、装置及***。

背景技术

目前，红外监测温度预警技术引用越来越广泛，它利用红外探测器回转体物体的红外辐射信息生成红外图像，当红外图像中的数据存在超标现象时，将触发报警器进行报警。例如，回转窑就使用了这种红外监测温度预警***来防止安全事故。

所谓的回转窑是指旋转煅烧窑，运行涉及气体流动、燃料燃烧、热量传递和物料运动等过程，工作时需保证燃料能充分燃烧，燃料燃烧的热量能有效的传给物料，物料接受热量后发生一系列的物理化学变化，最后形成成品熟料。回转窑筒体由钢板卷成，筒体内衬耐火材料，厚度为150~250mm。回转窑窑体是横卧的大圆柱体，在工作时窑体会持续向一个方向转动。由于窑体内的工作高温高、物料在窑体内的运动，内衬耐火材料容易脱落，有可能导致窑内部高温把整个窑体烧穿，造成巨大的济损失，所以回转窑工作时需要对窑体表面温度进行实时监测。

传统红外监测温度预警***应用于这种回转窑时存在一定局限性，主要表现在红外热成像只能对窑体正对热像仪的一个面进行监测，不能同时展现窑体背面的温度情况。因此，监控室工作人员不能及时发现背部的异常情况，不能直观地看到整个窑体表面温度分布情况，当窑体温度发生异常时不能准确的定位异常所在窑***置。

其它应用场合的回转体也存在类似的问题，因而有必要对基于这种回转体的红外监测温度预警技术予以改进。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明实施例的目的在于提供一种基于回转体的红外监测方法、装置及***，以便展现回转体监测全景来定位热故障位置。

为解决以上技术问题，本发明实施例采用以下的技术方案：

本发明实施例提供一种基于回转体的红外监测方法，包括以下步骤：

实时获取回转体表面红外图像以对回转体进行测温；

将选定时段内多帧回转体表面红外图像拼接以获得回转体表面展开图像；

呈现回转体表面展开图像以对回转体进行监测预警。

进一步地，所述将选定时段内多帧红外图像拼接以获得回转体表面展开图像的步骤包括：根据回转体周期来确定选定时段，将回转体周期内多帧回转体表面红外图像进行拼接，来得到回转体表面展开图像。

进一步地，所述根据回转体周期来确定选定时段的步骤包括：测量回转体转动角度，当回转体转动角度达到预设值时，判定回转体转动时间达到回转体周期，并确定为相应选定时段。

进一步地，所述根据回转体周期来确定选定时段的步骤包括：获取回转体转动速度和回转体转动时间，根据回转体转动速度和回转体转动时间来计算回转体周期，并确定为相应选定时段。

进一步地，所述将选定时段内多帧回转体表面红外图像拼接以获得回转体表面展开图像的步骤包括：将回转体等分并定义起始位置，当回转体转动到各个等分位置时，对回转体表面红外图像进行抓图并编辑，再将各抓图并编辑的图像拼接到回转体展开位置，来得到回转体表面展开图像。

进一步地，所述将选定时段内多帧回转体表面红外图像拼接以获得回转体表面展开图像的步骤包括：通过将每帧回转体表面红外图像剪切拉伸处理至矩形，再将各剪切拉伸处理至矩形的图像拼接到回转体展开位置，来得到回转体表面展开图像。

进一步地，所述将选定时段内多帧回转体表面红外图像拼接以获得回转体表面展开图像的步骤包括：当回转体每转动一周时，将相应回转体转动周期内的多帧回转体表面红外图像拼接成回转体表面展开图像。

进一步地，所述回转体表面展开图像包含温度信息，以便根据回转体表面展开图像来对回转体进行温度分析。

在此基础上，本发明实施例还提供一种基于回转体的红外监测装置，包括：

图像获取模块，用于实时获取回转体表面红外图像以对回转体进行测温；

图像展开模块，用于将选定时段内多帧回转体表面红外图像拼接以获得回转体表面展开图像；

图像呈现模块，用于呈现回转体表面展开图像以对回转体进行监测预警。

此外，本发明实施还相应提供一种基于回转体的红外监测装置，包括：

热像仪，用于监测回转体的红外辐射信息并生成回转体表面红外图像来对回转体进行测温；

控制器，用于获取回转体表面红外图像，并将选定时段内多帧回转体表面红外图像拼接以获得回转体表面展开图像，以及呈现回转体表面展开图像以对回转体进行监测预警，以便在回转体中存在热异常时，生成并输出报警触发信号；

报警器，用于根据报警触发信号进行报警。

与现有技术相比，本发明实施例将回转体表面的局部红外图像拼接，获得整个回转体表面展开图像，由此可以清楚地呈现热异常点在回转体表面展开图像上的位置，有助于快速识别及排除设备故障。

附图说明

图1为本发明实施例一基于回转体的红外监测方法的流程图；

图2为本发明实施例二基于回转体的红外监测装置的方框图；

图3为本发明实施例三基于回转体的红外监测***的方框图；

图4为应用本发明基于回转体的红外监测***的应用实例架构图；

图5为应用本发明基于回转体的红外监测***的应用实例的工作流程图。

具体实施方式

以下结合附图与具体实施例进行详细说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明实施例。但是本发明实施例能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明实施例内涵的情况下做类似推广，因此本发明实施例不受下面公开的具体实施例的限制。

参见图1，示出本发明实施例基于回转体的红外监测方法的流程图。该基于回转体的红外监测方法将回转体表面的局部红外图像拼接成整个回转体表面展开图像，便于清楚地呈现并定位热异常点在回转体表面展开图像上的位置，有助于快速识别及排除设备故障，具体如下所述。

S110、实时获取回转体表面红外图像以对回转体进行测温。

该步骤实时获取回转体表面红外图像以对回转体进行测温（此处，图像可泛指视频或图片）。该红外图像由热像仪生成，可提供充分的回转体温度信息，能够方便地对用于回转体测温。当红外图像呈现某个区域温度异常时，可进一步由预警***进行报警。

本实施例中，通过热像仪的生成的红外图像文件可以针对每个像素点添加温度数据，例如采用文件头定义+图像数据+温度数据的格式，之后根据文件头定义可以同时读取并呈现图像数据及温度数据，由此能够较为清楚地呈现回转体中物体的轮廓及温度数据。可以理解地是，回转体表面红外图像文件中的一些像素图像数据及温度数据，可以通过对相邻像素插值等处理方法来获得，在此不再展开说明。

S120、将选定时段内多帧回转体表面红外图像拼接以获得回转体表面展开图像。

该步骤将回转体表面的局部红外图像拼接成整个回转体表面展开图像，该回转体表面展开图像包含温度信息，以便根据回转体表面展开图像来对回转体进行温度分析，由此可以清楚地呈现并定位热异常点在回转体表面展开图像上的位置。

本实施例中，按照回转体每转动一周，将相应回转体转动周期内的多帧回转体表面红外图像拼接成一幅回转体表面展开图像。当回转体自初始位置开始另一转动周期时，再相应拼接另一幅回转体表面展开图像。如此，周而复始，获得整个回转体的连续视频图像。

具体地，拼接时可将回转体等分并定义起始位置，当回转体转动到各个等分位置时，对回转体表面红外图像进行抓图并编辑，再将各抓图并编辑的图像拼接到回转体展开位置，来得到回转体表面展开图像。特别地，由于热像仪相对于回转体存在拍摄视角，因此具有一定的透视效应，其生成图像上的像素点位置与原始位置可能有所变形，即选定时段内各帧图像中的物体可能存在变形。为此可通过将每帧回转体表面红外图像剪切拉伸处理至矩形，再将各剪切拉伸处理至矩形的图像拼接到回转体展开位置，来得到回转体表面展开图像。其中，剪切拉伸处理回转体各像素点时，按本领域技术人员悉知的相应几何关系进行缩放即可，不再展开说明。

一般的，可根据回转体周期来确定选定时段，然后将回转体周期内多帧回转体表面红外图像进行拼接，来得到回转体表面展开图像。其中，通过回转体周期来确定选定时段方式可以是：测量回转体转动角度，当回转体转动角度达到预设值时，判定回转体转动时间达到回转体周期，并确定为相应选定时段；或者，获取回转体转动速度和回转体转动时间，根据回转体转动速度和回转体转动时间来计算回转体周期，并确定为相应选定时段。这样，在选定相应选定时段后，可将该相应选定时段的视频截取多个帧的图像，然后按照一定规则拼接成整幅的回转体表面展开图像。

由此，通过上述方式获得回转体表面展开图像，该回转体表面展开图像包含温度信息，以便根据回转体表面展开图像来对回转体进行温度分析。如回存在热异常情况，该回转体表面展开图像可以清楚地呈现其具***置。

S130、呈现回转体表面展开图像以对回转体进行监测预警。

该步骤呈现回转体表面展开图像，并回转体进行预警。通过回转体表面展开图像的温度数据可以快速监测是否有物体超温，有超温时可进行告警，并能够快速定位异常点具***置。

本实施例中，对回转体进行监测预警具体可以采用声、光、振动等方式进行现场报警，也可以将有关数据上传至上位机（如监控中心、云平台等）进行远程监控，并在发生紧急状态时采取必要的处理措施。此点可具体可参照习知技术，不再赘述。

以上对于基于红外和可见光的双波段监测方法进行了详细阐述，下面进一步对相应的红外监测装置及***进行说明。为简单起见，本发明实施例说明书中对于相应方法、装置及***中的相同内容不重复描述，如互有涉及则请根据上下文相互引见。

参见图2，示出本发明实施例基于回转体的红外监测装置的方框图。该红外监测装置包括图像获取模块210、图像展开模块220、图像呈现模块230，它们可以独立设置，也可以集成于同一控制器200之中，其中各部分信号连接关系及功能如下所述。

如图2所示，图像获取模块210可以用于实时获取回转体表面红外图像以对回转体进行测温；图像展开模块220可以用于将选定时段内多帧回转体表面红外图像拼接以获得回转体表面展开图像；图像呈现模块230可以用于呈现回转体表面展开图像以对回转体进行监测预警，当回转体存在热异常点时可触发报警进行报警。

参见图3，示出本发明实施例基于回转体的红外监测***的方框图。该图4可针对回转体中存在超温热异常点时进行报警，具体如下所述。

如图3所示，该红外监测***主要由热像仪100、控制器200及报警器300构成，三者依次相连。热像仪100主要用于监测回转体的红外辐射信息并生成回转体表面红外图像来对回转体进行测温。控制器200用于获取回转体表面红外图像，并将选定时段内多帧回转体表面红外图像拼接以获得回转体表面展开图像，以及呈现回转体表面展开图像以对回转体进行监测预警，以便在回转体中存在热异常时，生成并输出报警触发信号；报警器300接收报警触发信号之后，可以用于根据报警触发信号进行报警，其具体报警形式可以是声、光、振动等之一或其组合。

此外，控制器200还可以通过通信链路连接到上位机400（如监控中心、云平台等），以便将有关数据上传至上位机进行远程监控，在监控的回转体中存在超温物体时，可以采取必要的应急处理措施，不再展开说明。

以上实施例通过实时获取回转体表面红外图像以对回转体进行测温，并将选定时段内多帧回转体表面红外图像拼接来得到整幅回转体表面展开图像，之后通过呈现回转体表面展开图像来对回转体进行监测预警，便于精确定位回转体热异常点具***置来排查故障。

可以理解的是，上述实施例中的回转体表面红外图像是伪彩色图像，会存在图像细节不够清楚的问题。为此，本实施例可以进一步通过融合可见光图像的方式来进行改进。具体可以是在抓取相应帧红外图像后即与相应帧可见光图像进行融合，之后再将各帧融合图像拼接成融合的回转体展开图像。也可以是先分别拼接相应回转体展开红外图像和回转体展开可见光图像，之后再将拼接好的展开红外图像和回转体展开可见光图像进行融合，由此得到融合的回转体展开图像。

进行上述融合时，可以红外图像和可见光图像中的一个图像为参考图像，将另一个图像为待配准图像，将待配准图像与参考图像融合来得到融合图像。其中，为保证待配准图像与参考图像位置配准，可以预先对监测目标设置预设配准标记（如矩形框、十字星等）。这样，红外图像和可见光图像中将具有该配准标记，由此可以根据待配准图像中的图像配准标记坐标与参考图像中的配准标记坐标，对待配准图像与参考图像配准来实现融合。当待配准图像中的图像配准标记坐标与参考图像中的配准标记坐标对齐时，即可以判定两者配准，否则需继续配准过程。特别地地，将红外图像和可见光图像配准之后，还可以进一步对于融合图像进行平滑滤波处理，即去掉融合图像边缘信息中的杂波，以提高融合图像质量。

通过上述方式融合后的回转体展开图像细节更为清楚，便于更好地定位热异常故障位置。

上述实施例基于回转体的红外监测***可较好地用于回转窑温度预警，具体介绍如下。

参见图4，示出应用本发明基于回转体的红外监测***的应用实例架构图。该应用实例在窑体上安装两套窑体转动传感器，回转窑预警监控***添加一个展开模块，它实时监控窑体转动传感器的起始位置和实时位置，当窑体转到一定角度触发传感器信号时，并由***对实时热像仪画面截图拼接，具体功能实现框图如图4所示。

参见图5，为应用本发明基于回转体的红外监测***的应用实例的工作流程。***工作时，把回转窑圆柱体平均分为若干等分，并定义起始位置；在窑体转动过程中，热像仪对窑体进行拍摄，之后定时对热像仪的画面进行抓图、剪辑；窑体旋转一周时，把所有剪辑的图片合并成一张窑体一周的图像；再次转到起始位置时，重新合并。其中，由于拼接的图像包含温度信息，运行因而可以对拼接的图像实现温度分析，并可以进一步根据窑***置传感器的位置定位窑体热故障的具***置。

如图4，图5所示的应用实例，回转窑预警监控***在窑体上安装两套转动传感器，当窑体转动时触发传感器信号，***开始截图、拼接。回转窑预警监控***的展开模块默认把窑体一周平均分成若干等份，当窑体转动到一定角度（根据分的份数计算）时进行抓图，并通过角度对图片进行剪切、拉升处理（把圆柱体的形状拉伸至矩形），并把处理后的图片拼接到窑体展开图的相应位置；当窑体温度告警时，***自动保存回转窑展开拼接后的图片，实现对拼接图片的温度离线分析，导出报告能清楚的看到告警点的坐标位置，方便窑体检修人员确定回转窑耐火材料热故障的位置的定位，并进入窑体检查回转窑耐火材料工作状况。

本发明实施例的***中，控制器200的数据处理及通信功能可进一步增强，其可以对采集端（如热像仪、红外探测器等）获取的数据进一步处理，并上传到上位机400，以便进行远程监控。

其中，采集端（如热像仪、红外探测器等）获取的数据具体为图片文件或视频文件等，控制器200可以在本地将图片文件或视频文件进行编辑，通过对这些原始图片文件或视频文件添加温度数据，得到修改数据。将这些原始数据和修改数据打包处理后，得到源数据包和修改数据包。

上位机400具体可为数据中心，具体为分布式服务器集群，其可以设置若干云服务器、中心服务器及用户服务器，控制器200可以根据预设上传策略将全部数据上传至相应服务器。

为了保证通信可靠及数据安全，本发明实施例进一步对数据传输策略进行优化，具体说明如下。

（一）数据传输的通信链路

控制器200在本地获取到相关数据后，需要将数据上传至数据中心。该数据中心处具有多个服务器，如云服务器、中心服务器及用户服务器等，这些服务器可以在同一地方，也可以在不同的地方，因而与服务器相连的接入点也存在多个。为了提高数据的传输效率，则需要基于本地与接入点、接入点与相应服务器之间的通信信息进行链路的选择。如简单地选择一条链路，即通过接入点直接传输至服务器时，如果接入点与服务器之间的链路突然出现异常，会导致数据的丢失。有鉴于此，本发明实施例优化了本地与接入点、接入点与服务器之间的数据传输通行链路，具体如下所述。

本实施例中将采集端（如热像仪、红外探测器等）数据打包成数据包，并通过控制器200的相应接入点将其上传至数据中心，包括：确定控制器200与多个接入点之间的网络状态信息，以及多个接入点分别与位于数据中心的服务器集群中的相应服务器的网络质量信息，根据所述网络状态信息和所述网络质量信息选择多条链路，将数据包传输至数据中心。

具体地，根据所述网络状态信息和所述网络质量信息选择多条链路，将数据包传输至数据中心具体包括：获取本地设备（此处指控制器200）与多个接入点之间的网络状态信息，根据所述网络状态信息，确定数据包的传输速率以及丢包率确定传输的可靠性，选择可靠性最高的两个接入点作为中转接入点。其中，上述传输的可靠性的确定并不限于依赖传输速率和丢包率，其还可以包括干扰噪声、信号强度等；且上述可靠性可以以权重值的方式量化表示；获取的上述值将通过独立的链路传输至数据中心的相应服务器；同时将中转接入点对应的权重值添加到一个额外的数据包报头中。

所述两个中转接入点接收到数据包后，分别计算其与各个服务器之间的网络质量信息，以及中转质量信息，根据所述网络质量信息和中转质量信息确定数据的发送路径，以将数据包直接发送给对应的服务器或是经过相邻接入点将数据包发送给对应的服务器；其中，所述中转质量信息是根据中转接入点与其相邻接入点之间通信链路的可靠性（根据传输速率以及丢包率确定），以及其相邻接入点与各个服务器之间的网络质量信息进行确定；所述网络质量信息根据服务器当前的已接入量、接入许可量、根据历史信息估计的超载概率、以及通信链路的可靠性进行确定。其中，上述通信链路的可靠性可以采用与传输的可靠性相同的方式进行计算，也可以采用不同的方式进行计算获得可靠性指标的值；网络质量信息，以及中转质量信息也可以数值的方式进行量化表示；在获取到上述值后，都将通过独立的链路传输至数据中心的各个服务器；上述涉及的独立的传输链路是与数据包传输时所使用的冗余链路不同的链路。同时将参与转发的接入点对应的中转质量信息值添加到所述额外报头中。

在一可选实施例中，数据中心的相应服务器（主要为云服务器）在接收到各个接入点对应的值后，根据链路的选择策略，确定中转接入点以及转发接入点对应的中转质量信息值；当数据中心的服务器接收到数据包后，根据上述值对数据包进行校验；以确定数据包的准确性；由于数据中心中至少有两个服务器接收到数据包，因此，两个服务器在分别进行验证数据包的准确性后，将其接收到的数据包再次进行比对，以验证数据包中数据的完整性。当验证不准确或是不完整时，则通知本地设备进行重传；其中，重传过程使用的冗余链路与原来的冗余链路完全不同，即不存在交集。

由于在设置网络质量信息时考虑了服务器当前的已接入量、接入许可量、根据历史信息估计的超载概率、以及通信链路的可靠性等信息，由此根据历史信息能够估计服务器的负载信息，有效的提高了处于不同区域内的服务器之间的负载均衡。

（二）数据传输的通信方式

本发明实施例进一步优化了云服务器、中心服务器及用户服务器之间的数据上传策略，具体是根据监测对象最高温度值T和目标密度P选择上传策略。此处，监测对象可为特定高温物体、移动物体、回转体等等，具体依据应用场合而定。

不失一般性，下面以图片文件为例进行说明（视频文件类似处理），对云传服务器和中心服务器之间的数据上传进行说明。对于云传服务器和用户服务器之间、中心服务器和用户服务器之间的数据上传问题，也可参照处理。

云服务器收到图片文件（源数据包或修改数据包）后，可以获取图片中温度最高值T，以及该图片所处环境中监测对象的目标密度P，具体数值可以根据实际的需求进行设置及变更；根据最高温度值T和目标密度P选择上传策略，根据该上传策略将图片上传至中心服务器。此处，中心服务器优选使用层级结构（如由上至下依次设置为一级中心服务器、二级中心服务器、三级中心服务器和四级中心服务器），其中上层中心服务器能够实现对下级中心服务器的管理，下级中心服务器在接收到图片数据后，将图片依据特定的策略上传至上级中心服务器。各级中心服务器与云服务器之间支持多种通信方式，各级中心服务器之间除了支持现有的各类通信方式之外，还建设有专用的安全通道，用于实现对特定的数据传输。

当

时，确定云服务器与各级中心服务器之间稳定性最高的通信方式，然后 基于确定的通信方式将图片数据同时发送至各个中心服务器，其中各个中心服务器与云服 务器之间的通信方式可以不同，也可以相同。此处，不同目标温度的最高值有所不同，当高 于某个值时，处于危险状态。因此，对于高于标准值的温度设置一阈值以识别是否处于高危 状态，此状态下不论目标密度如何，都需要采用最稳定的方式进行上传，由此提高数据的稳 定性，便于各级中心服务器针对接收到的数据进行应急处理，并且能够及时的发现各个区 域的异常情况，并根据相应的预案作出应急措施，提高各级中心服务器处理异常事务的一 致性，提高应急效率。

当

，

时，计算图片的权重W，当

时，确定云服务器 与一级中心服务器之间的通信方式，选择安全性最高的通信方式进行图片数据上传；确定 云服务器与二级、三级和四级中心服务器之间的通信方式，选择稳定性最高的通信方式进 行图片上传；当

时，确定云服务器与一级和二级中心服务器之间的通信方式，选 择安全性最高的通信方式进行图片数据上传；确定云服务器与三级和四级中心服务器之间 的通信方式，选择稳定性最高的通信方式进行图片数据上传。此处，

为预设的权重阈 值，可以根据历史数据进行统计确定，也可以是根据本领域的经验值进行确定。其中，下级 中心服务器在向上级中心服务器上传图片数据时，使用冗余链路进行通信，即至少使用两 种通信方式进行传输，如基于通信方式的稳定化和/或安全性确定通信方式；其中，

；a、b为常系数。

当

，

时，确定云服务器与二级中心服务器之间的通信方式， 选择安全性最高的通信方式进行图片上传，确定云服务器与三级和四级中心服务器之间的 通信方式，选择稳定性最高的通信方式进行图片数据上传。其中，一级中心服务器分别从二 级、三级和四级中心服务器获取图片数据，并根据包括图片数据的头文件进行图片的校验。

当

，

时，确定云服务器与三级中心服务器之间的通信方式，选择 安全性最高的通信方式进行图片上传，确定云服务器与四级中心服务器之间的通信方式， 选择稳定性最高的通信方式进行图片数据上传；二级中心服务器分别从三级和四级中心服 务器获取图片数据，并根据包括图片数据的头文件进行图片的校验；一级中心服务器分别 从二级、三级和四级中心服务器获取图片数据，并根据包括图片数据的头文件进行图片的 校验。

当

，

时；确定云服务器与四级中心服务器之间的通信方式，选择 安全性最高的通信方式进行图片上传；然后，四级中心服务器分别将图片数据依次上传至 一级、二级和三级中心服务器。

以上内容中，

是根据历史温度数据确定图片所指示的区域的高级阈值，

是根 据历史温度数据确定图片所指示的区域的正常温度值；

根据图片所指示区域的历史密 度数据确定的平均密度值；

是根据历史温度数据确定图片所指示的区域的最高温度 值；

是根据历史温度数据确定图片所指示的区域的最高密度值。其中，稳定性根据丢包 率和信号强度进行确定，安全性由丢包率和容错率确定。

这样，本发明实施例通过上述方式设置了图片数据的上传过程，其基于不同的网络性能选择通信方式，不仅有效的利用了设备支持的各类传输资源，同时保证了数据传输的安全性和稳定性；能够更好的适用于各类图片数据的处理，提高了网络的处理效率。

（三）数据传输的具体内容

本实施例中，控制器200将得到的前述源数据包和修改数据包上传至云服务器的指定区域，其中第一指定区域用于实现源数据包的存储，第二指定区域用于实现修改数据包的存储。

上述指定区域中的数据不允许编辑，只能进行读取，由此保证存储数据的防篡改；为了提高存储空间的利用率，当数据完成传输后，控制器200在接收到云服务器发送的确认收到的应答反馈后，间隔预定的时间后，执行删除操作，以释放网络资源，实现存储资源的有效循环利用。

云服务器在将源数据包和修改数据包的全量数据发送给中心服务器，其中的全量数据包括源数据包和修改数据包的全部信息。此外，云服务器还可将源数据包和/或修改数据包的分量数据发送给用户服务器，其中的分量数据包括源数据包和/或修改数据包的部分信息以及预先设置的水印信息。

云服务器在进行数据包传输前，还包括从中心服务器获取源数据包和修改数据包的报头设置方式以及为源数据包和修改数据包分别分配的标识信息，其中，标识信息与报头设置方式一一对应。由此，云服务器根据报头的设置方式、源数据包和修改数据包的标识信息分别为源数据包和修改数据包设置报头，以获得源数据包报头和修改数据包报头，此处源数据包和修改数据包的报头设置方式是不同的。之后，云服务器将源数据包报头和修改数据包报头分别添加到源数据包和修改数据包上以获得封装后源数据数据包和封装后修改数据包，然后上传至中心服务器。

中心服务器收到封装后源数据包和封装后修改数据包后，确定上述数据包中识别标识信息，根据标识信息确定报头的设置方式，然后分别计算源数据包和修改数据包的报头，并与封装后源数据包和封装后修改数据包中的报头分别进行比较。如果相同，则说明上述数据包符合要求；中心服务器将封装后源数据包和封装后修改数据包中的报头删除，获得源数据包和修改数据包；如果不同，则通过中心服务器与云服务器之间的安全通道反馈异常传输信息，指示传输的异常。其中，上述安全通道与数据传输通道不同，异常传输信息仅包括数据包的报头；当云服务器经安全通道接收到报头后，即可得知中心服务器接收到了异常数据；云服务器然后根据报头数据确定是否有伪造的数据，或是传输错误的数据，如果是传输错误，则重新通过与中心服务器的交互获取报头相关的信息，然后进行重传。

在上述传输过程中，根据中心服务器的指示，在云服务器处添加报头，在中心服务器处删除报头，报头主要用于识别和数据的验证的作用，其中，该过程中的源数据包和修改数据包可以不进行任何处理，只需要外部封装即可，由此减少了操作的复杂度；提高了数据的传送效率。同时上述检测过程还可以及时发现异常的伪装报文；提高了服务器间交互的安全性。

特别地，云服务器在进行数据包传输前，还包括从中心服务器获取分量数据的截取规则、分量数据的许可传输证书、水印设置方式、源数据包和修改数据包的报头设置方式以及为源数据包和修改数据包分别分配的标识信息，其中，标识信息与报头设置方式一一对应；传输证书与截取规则、水印设置方式、源数据包和修改数据包的报头设置方式以及为源数据包和修改数据包分别分配的标识信息具有临时的对应关系。

这样，云服务器根据分量数据的许可传输证书确定是否需要进行传输，如果是，则根据分量数据的截取规则对数据包进行截取，然后根据水印设置方式向截取的数据包中添加水印，以获得分量数据。所述分量数据为源数据包和/或修改数据包的分量数据，水印包括可见水印和不可见水印，其中不可见水印包括云服务器、中心服务器和用户服务器的标识信息，水印设备方式对应的标识，以及源数据包和修改数据包分别分配的标识信息；由于水印具有多种设置方式，因此中心服务器可以为每种水印设置方式对应的标识信息。由此，云服务器根据报头的设置方式、源数据包和修改数据包的标识信息为分量数据设置报头，以获得分量数据报头；然后将包括报头的分量数据传输用户服务器，此处的分量数据报头还可以包括对象的类型标识以及区域标识，其中对象的类型标识和区域标识由中心服务器统一设置，并下发至云服务器和用户服务器。用户服务器收到包括报头的分量数据后，保存在临时缓冲区中，然后将包括报头的分量数据转发至中心服务器。

中心服务器接收到包括报头的分量数据后，从报头中获取分量数据的许可传输证书，根据该证书确定分量数据的截取规则、水印设置方式、源数据包和修改数据包的报头设置方式以及为源数据包和修改数据包分别分配的标识信息；然后根据上述信息以及从云服务器接收的全量数据重新生成报头，以及分量数据，并将新生成的分量数据和报头分别与来自用户服务器的分量数据和报头进行比较，当两者一致时，再次判断水印中的服务器标识以及数据标识的一致性，如果一致，向用户服务器发送应答反馈，以告知用户服务器所传数据的正确性。

用户服务器接收到中心服务器的应答反馈后，确定了分类数据的正确性，然后确定包括报头的分量数据的类型，通过类别的匹配，将上述分别存储到对应的用户存储区；其中，用户存储区中仅具有只读权限，无法进行更改和转发。当用户向用户服务器注册时，会要求用户选择其关注的对象的类型，以及区域（对象所处的区域/物理位置）等信息，然后用户服务器为该注册用户分配存储区，并为该存储区根据注册用户关注的对象类型及区域标签，由此当接收到云服务器发送的数据后，根据对象和/或区域标签进行匹配。提高了数据的处理效率。为了提高数据的匹配效率，云服务器还可以将对象类别标识和/或区域标识作为可见水印，以便于上述标识信息的识别。此处，用户服务器将数据存储到用户存储区之前，还包括以可见水印的方式添加时间戳；并与云服务器添加的可见水印叠加显示。由此能够保证数据的唯一性，提高了数据的安全性。

以上仅是本发明实施例的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明实施例的限制，本发明实施例的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明实施例的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明实施例的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于回转体的红外监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

实时获取回转体表面红外图像以对回转体进行测温；

将选定时段内多帧回转体表面红外图像拼接以获得回转体表面展开图像；

呈现回转体表面展开图像以对回转体进行监测预警；

并且，同时上传数据包进行远程监控；

其中，数据传输时根据本地控制器与多个接入点之间的网络状态信息和多个接入点分别与位于数据中心的服务器集群中的相应服务器的网络质量信息选择多条链路，将数据包传输至数据中心，包括：

获取本地控制器与多个接入点之间的网络状态信息，根据网络状态信息确定包括数据包的传输速率以及丢包率、干扰噪声、信号强度来确定传输的可靠性，选择可靠性最高的两个接入点作为中转接入点，其中可靠性以权重值的方式量化表示；获取的相应权重值通过独立的链路传输至数据中心的相应服务器，同时中转接入点对应的权重值添加到一个额外的数据包报头中；

两个中转接入点接收到数据包后，分别计算其与数据中心各个服务器之间的网络质量信息以及中转质量信息，根据网络质量信息和中转质量信息确定数据的发送路径，以将数据包直接发送给对应的服务器或是经过相邻接入点将数据包发送给数据中心对应的服务器，其中网络质量信息根据服务器当前的已接入量、接入许可量、根据历史信息估计的超载概率、以及通信链路的可靠性进行确定，中转质量信息根据中转接入点与其相邻接入点之间通信链路的可靠性以及其相邻接入点与各个服务器之间的网络质量信息确定；网络质量信息以及中转质量信息以数值的方式进行量化表示，并通过独立的链路传输至数据中心的各个服务器，同时将参与转发的接入点对应的中转质量信息值添加到额外的数据包报头中，其中：

数据中心的每个服务器在接收到各个接入点对应的值后，根据链路的选择策略确定中转接入点以及转发接入点对应的中转质量信息值；当数据中心的每个服务器接收到数据包后，根据上述中转质量信息值对数据包进行校验以确定数据包的准确性；当数据中心中至少两个服务器接收到数据包并分别进行验证数据包的准确性后，将其接收到的数据包再次进行比对以验证数据包中数据的完整性；当验证不准确或是不完整时，则通知本地设备进行重传，其中重传过程使用的冗余链路与原来的冗余链路不存在交集；

上述数据中心包括云服务器、中心服务器及用户服务器，其中的中心服务器使用四层级结构：

云服务器、中心服务器及用户服务器之间根据回转体最高温度值T和目标密度P选择上传策略，包括：

云服务器收到源数据包或修改数据包后，获取相应数据包中温度最高值T以及该数据包所处环境中回转体目标密度P，并根据最高温度值T和目标密度P选择上传策略来将相应数据包上传至相应中心服务器；

当T＞T_g时，确定云服务器与各级中心服务器之间稳定性最高的通信方式，来将数据包数据同时发送至各个中心服务器；

当T_g≥T＞T_标，P≥P_标时，计算数据包的权重W：当W≥W_标时，确定云服务器与一级中心服务器之间选择安全性最高的通信方式进行数据包数据上传，以及确定云服务器与二级、三级和四级中心服务器之间选择稳定性最高的通信方式进行数据包上传；当W＜W_标时，确定云服务器与一级和二级中心服务器之间选择安全性最高的通信方式进行数据包数据上传，以及确定云服务器与三级和四级中心服务器之间选择稳定性最高的通信方式进行数据包数据上传；所述W_标为预设的权重阈值，

其中a、b为常系数；

当T_g≥T＞T_标，P＜P_标时，确定云服务器与二级中心服务器之间选择安全性最高的通信方式进行数据包上传，确定云服务器与三级和四级中心服务器之间选择稳定性最高的通信方式进行数据包数据上传；

当T_标≥T，P≥P_标时，确定云服务器与三级中心服务器之间选择安全性最高的通信方式进行数据包上传，确定云服务器与四级中心服务器之间选择稳定性最高的通信方式进行数据包数据上传；

当T_标≥T，P＜P_标时；确定云服务器与四级中心服务器之间选择安全性最高的通信方式进行数据包上传，且四级中心服务器分别将数据包数据依次上传至一级、二级和三级中心服务器；

上述T_g是根据历史温度数据确定数据包所指示的区域的高级阈值，T_标是根据历史温度数据确定数据包所指示的区域的正常温度值，P_标根据数据包所指示区域的历史密度数据确定的平均密度值，T_max是根据历史温度数据确定数据包所指示的区域的最高温度值，P_max是根据历史温度数据确定数据包所指示的区域的最高密度值。

2.如权利要求1所述的红外监测方法，其特征在于，所述将选定时段内多帧红外图像拼接以获得回转体表面展开图像的步骤包括：根据回转体周期来确定选定时段，将回转体周期内多帧回转体表面红外图像进行拼接，来得到回转体表面展开图像。

3.如权利要求2所述的红外监测方法，其特征在于，所述根据回转体周期来确定选定时段的步骤包括：测量回转体转动角度，当回转体转动角度达到预设值时，判定回转体转动时间达到回转体周期，并确定为相应选定时段。

4.如权利要求2所述的红外监测方法，其特征在于，所述根据回转体周期来确定选定时段的步骤包括：获取回转体转动速度和回转体转动时间，根据回转体转动速度和回转体转动时间来计算回转体周期，并确定为相应选定时段。

5.如权利要求1所述的红外监测方法，其特征在于，所述将选定时段内多帧回转体表面红外图像拼接以获得回转体表面展开图像的步骤包括：将回转体等分并定义起始位置，当回转体转动到各个等分位置时，对回转体表面红外图像进行抓图并编辑，再将各抓图并编辑的图像拼接到回转体展开位置，来得到回转体表面展开图像。

6.如权利要求1所述的红外监测方法，其特征在于，所述将选定时段内多帧回转体表面红外图像拼接以获得回转体表面展开图像的步骤包括：通过将每帧回转体表面红外图像剪切拉伸处理至矩形，再将各剪切拉伸处理至矩形的图像拼接到回转体展开位置，来得到回转体表面展开图像。

7.如权利要求1所述的红外监测方法，其特征在于，所述将选定时段内多帧回转体表面红外图像拼接以获得回转体表面展开图像的步骤包括：当回转体每转动一周时，将相应回转体转动周期内的多帧回转体表面红外图像拼接成回转体表面展开图像。

8.如权利要求1-7任一项所述的红外监测方法，其特征在于，所述回转体表面展开图像包含温度信息，以便根据回转体表面展开图像来对回转体进行温度分析。

9.一种基于回转体的红外监测装置，其特征在于，包括：

图像获取模块，用于实时获取回转体表面红外图像以对回转体进行测温；

图像展开模块，用于将选定时段内多帧回转体表面红外图像拼接以获得回转体表面展开图像；

图像呈现模块，用于呈现回转体表面展开图像以对回转体进行监测预警；

并且，上传数据包进行远程监控；

其中，数据传输时根据本地控制器与多个接入点之间的网络状态信息和多个接入点分别与位于数据中心的服务器集群中的相应服务器的网络质量信息选择多条链路，将数据包传输至数据中心，包括：

获取本地控制器与多个接入点之间的网络状态信息，根据网络状态信息确定包括数据包的传输速率以及丢包率、干扰噪声、信号强度来确定传输的可靠性，选择可靠性最高的两个接入点作为中转接入点，其中可靠性以权重值的方式量化表示；获取的相应权重值通过独立的链路传输至数据中心的相应服务器，同时中转接入点对应的权重值添加到一个额外的数据包报头中；

两个中转接入点接收到数据包后，分别计算其与数据中心各个服务器之间的网络质量信息以及中转质量信息，根据网络质量信息和中转质量信息确定数据的发送路径，以将数据包直接发送给对应的服务器或是经过相邻接入点将数据包发送给数据中心对应的服务器，其中网络质量信息根据服务器当前的已接入量、接入许可量、根据历史信息估计的超载概率、以及通信链路的可靠性进行确定，中转质量信息根据中转接入点与其相邻接入点之间通信链路的可靠性以及其相邻接入点与各个服务器之间的网络质量信息确定；网络质量信息以及中转质量信息以数值的方式进行量化表示，并通过独立的链路传输至数据中心的各个服务器，同时将参与转发的接入点对应的中转质量信息值添加到额外的数据包报头中，其中：

数据中心的每个服务器在接收到各个接入点对应的值后，根据链路的选择策略确定中转接入点以及转发接入点对应的中转质量信息值；当数据中心的每个服务器接收到数据包后，根据上述中转质量信息值对数据包进行校验以确定数据包的准确性；当数据中心中至少两个服务器接收到数据包并分别进行验证数据包的准确性后，将其接收到的数据包再次进行比对以验证数据包中数据的完整性；当验证不准确或是不完整时，则通知本地设备进行重传，其中重传过程使用的冗余链路与原来的冗余链路不存在交集；

上述数据中心包括云服务器、中心服务器及用户服务器，其中的中心服务器使用四层级结构：

云服务器、中心服务器及用户服务器之间根据回转体最高温度值T和目标密度P选择上传策略，包括：

云服务器收到源数据包或修改数据包后，获取相应数据包中温度最高值T以及该数据包所处环境中回转体目标密度P，并根据最高温度值T和目标密度P选择上传策略来将相应数据包上传至相应中心服务器；

当T＞T_g时，确定云服务器与各级中心服务器之间稳定性最高的通信方式，来将数据包数据同时发送至各个中心服务器；

当T_g≥T＞T_标，P≥P_标时，计算数据包的权重W：当W≥W_标时，确定云服务器与一级中心服务器之间选择安全性最高的通信方式进行数据包数据上传，以及确定云服务器与二级、三级和四级中心服务器之间选择稳定性最高的通信方式进行数据包上传；当W＜W_标时，确定云服务器与一级和二级中心服务器之间选择安全性最高的通信方式进行数据包数据上传，以及确定云服务器与三级和四级中心服务器之间选择稳定性最高的通信方式进行数据包数据上传；所述W_标为预设的权重阈值，

其中a、b为常系数；

当T_g≥T＞T_标，P＜P_标时，确定云服务器与二级中心服务器之间选择安全性最高的通信方式进行数据包上传，确定云服务器与三级和四级中心服务器之间选择稳定性最高的通信方式进行数据包数据上传；

当T_标≥T，P≥P_标时，确定云服务器与三级中心服务器之间选择安全性最高的通信方式进行数据包上传，确定云服务器与四级中心服务器之间选择稳定性最高的通信方式进行数据包数据上传；

当T_标≥T，P＜P_标时；确定云服务器与四级中心服务器之间选择安全性最高的通信方式进行数据包上传，且四级中心服务器分别将数据包数据依次上传至一级、二级和三级中心服务器；

上述T_g是根据历史温度数据确定数据包所指示的区域的高级阈值，T_标是根据历史温度数据确定数据包所指示的区域的正常温度值，P_标根据数据包所指示区域的历史密度数据确定的平均密度值，T_max是根据历史温度数据确定数据包所指示的区域的最高温度值，P_max是根据历史温度数据确定数据包所指示的区域的最高密度值。

10.一种基于回转体的红外监测装置，其特征在于，包括：

热像仪，用于监测回转体的红外辐射信息并生成回转体表面红外图像来对回转体进行测温；

控制器，用于获取回转体表面红外图像，并将选定时段内多帧回转体表面红外图像拼接以获得回转体表面展开图像，以及呈现回转体表面展开图像以对回转体进行监测预警，以便在回转体中存在热异常时，生成并输出报警触发信号；

报警器，用于根据报警触发信号进行报警；

并且，上传数据包进行远程监控；

其中，数据传输时根据本地控制器与多个接入点之间的网络状态信息和多个接入点分别与位于数据中心的服务器集群中的相应服务器的网络质量信息选择多条链路，将数据包传输至数据中心，包括：

获取本地控制器与多个接入点之间的网络状态信息，根据网络状态信息确定包括数据包的传输速率以及丢包率、干扰噪声、信号强度来确定传输的可靠性，选择可靠性最高的两个接入点作为中转接入点，其中可靠性以权重值的方式量化表示；获取的相应权重值通过独立的链路传输至数据中心的相应服务器，同时中转接入点对应的权重值添加到一个额外的数据包报头中；

两个中转接入点接收到数据包后，分别计算其与数据中心各个服务器之间的网络质量信息以及中转质量信息，根据网络质量信息和中转质量信息确定数据的发送路径，以将数据包直接发送给对应的服务器或是经过相邻接入点将数据包发送给数据中心对应的服务器，其中网络质量信息根据服务器当前的已接入量、接入许可量、根据历史信息估计的超载概率、以及通信链路的可靠性进行确定，中转质量信息根据中转接入点与其相邻接入点之间通信链路的可靠性以及其相邻接入点与各个服务器之间的网络质量信息确定；网络质量信息以及中转质量信息以数值的方式进行量化表示，并通过独立的链路传输至数据中心的各个服务器，同时将参与转发的接入点对应的中转质量信息值添加到额外的数据包报头中，其中：

数据中心的每个服务器在接收到各个接入点对应的值后，根据链路的选择策略确定中转接入点以及转发接入点对应的中转质量信息值；当数据中心的每个服务器接收到数据包后，根据上述中转质量信息值对数据包进行校验以确定数据包的准确性；当数据中心中至少两个服务器接收到数据包并分别进行验证数据包的准确性后，将其接收到的数据包再次进行比对以验证数据包中数据的完整性；当验证不准确或是不完整时，则通知本地设备进行重传，其中重传过程使用的冗余链路与原来的冗余链路不存在交集；

上述数据中心包括云服务器、中心服务器及用户服务器，其中的中心服务器使用四层级结构：

云服务器、中心服务器及用户服务器之间根据回转体最高温度值T和目标密度P选择上传策略，包括：

云服务器收到源数据包或修改数据包后，获取相应数据包中温度最高值T以及该数据包所处环境中回转体目标密度P，并根据最高温度值T和目标密度P选择上传策略来将相应数据包上传至相应中心服务器；

当T＞T_g时，确定云服务器与各级中心服务器之间稳定性最高的通信方式，来将数据包数据同时发送至各个中心服务器；

当T_g≥T＞T_标，P≥P_标时，计算数据包的权重W：当W≥W_标时，确定云服务器与一级中心服务器之间选择安全性最高的通信方式进行数据包数据上传，以及确定云服务器与二级、三级和四级中心服务器之间选择稳定性最高的通信方式进行数据包上传；当W＜W_标时，确定云服务器与一级和二级中心服务器之间选择安全性最高的通信方式进行数据包数据上传，以及确定云服务器与三级和四级中心服务器之间选择稳定性最高的通信方式进行数据包数据上传；所述W_标为预设的权重阈值，

其中a、b为常系数；

当T_g≥T＞T_标，P＜P_标时，确定云服务器与二级中心服务器之间选择安全性最高的通信方式进行数据包上传，确定云服务器与三级和四级中心服务器之间选择稳定性最高的通信方式进行数据包数据上传；

当T_标≥t，P≥P_标时，确定云服务器与三级中心服务器之间选择安全性最高的通信方式进行数据包上传，确定云服务器与四级中心服务器之间选择稳定性最高的通信方式进行数据包数据上传；

当T_标≥T，P＜P_标时；确定云服务器与四级中心服务器之间选择安全性最高的通信方式进行数据包上传，且四级中心服务器分别将数据包数据依次上传至一级、二级和三级中心服务器；

上述T_g是根据历史温度数据确定数据包所指示的区域的高级阈值，T_标是根据历史温度数据确定数据包所指示的区域的正常温度值，P_标根据数据包所指示区域的历史密度数据确定的平均密度值，T_max是根据历史温度数据确定数据包所指示的区域的最高温度值，P_max是根据历史温度数据确定数据包所指示的区域的最高密度值。

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