一种多节点电力施工场景安全监控系统及方法与流程

本发明涉及视觉识别及监控，尤其涉及一种多节点电力施工场景安全监控系统及方法。

背景技术：

1、电力施工过程的安全生产管理是完善电网基础设施工作的重要保障，为了保障电力施工现场的安全，电力施工项目多采用监控技术结合人工监管的方式对施工现场进行管理，然而人工管理必然存在监控范围有限、管理效率低下、无法做到实时监控的弊端，为此，基于图像识别的安全行为检测方法逐渐成为企业实施现场安全管理的重要手段；

2、相关技术中，基于神经网络的目标识别模型已经成为目前目标检测技术的主流手段，然而神经网络模型的运行对于硬件的计算能力具有较高的要求，市面上较为成熟的方案是使用具有一定计算能力的布控球来作为监控设备，目标识别模型运行在布控球自身的硬件平台上。

3、然而，目前搭载目标识别模型的布控球成本较高，且在对布控球进行模型升级时较为繁琐，需要下线每一个布控球并且对每一个布控球进行固件的升级操作，才能对整个监控系统的目标识别能力进行升级，对于需要经常变换场所的电力施工环境来讲，无疑造成了较大的挑战。

技术实现思路

1、鉴于以上技术问题中的至少一项，本发明提供了一种多节点电力施工场景安全监控系统及方法，以提高硬件资源部署的灵活性。

2、根据本发明的第一方面，提供一种多节点电力施工场景安全监控系统，包括：

3、传感节点，用于采集摄像头数据并发送，同时也接收控制信息；

4、计算节点，所述计算节点中内置神经网络目标识别模型，用于对接收到的摄像头数据进行识别并回传识别结果；

5、中心节点，与所述传感节点以及所述计算节点通信连接，用于收集与统计系统状态，并对计算任务进行资源调度；

6、监控前端，与所述中心节点通信连接，用于显示各个节点的状态信息；

7、其中，所述中心节点中还具有注册信息确认线程，用于确认发布注册信息的传感节点和计算节点，并进行负载的分配；

8、所述中心节点用于对各个传感器节点、计算节点的在线情况进行管理，所述中心节点用于采集计算节点的计算资源占用信息，并协调匹配传感节点的数据量与计算节点的计算能力。在本发明的一些实施例中，所述传感节点可运行于linux或者windows系统，所述传感节点将摄像头采集的图像数据发送至中心节点，并由所述中心节点发送至所述计算节点和监控前端，并接收和处理来自中心节点和监控前端发送至中心节点的控制信息。

9、在本发明的一些实施例中，所述计算节点用于收集需要被识别的图像信息并通过神经网络目标识别模型进行图像识别，将识别结果上传至中心节点，并由中心节点上传至监控前端，并且发送系统当前的计算资源占用情况至中心节点。

10、在本发明的一些实施例中，所述中心节点具有mqtt broker程序和golang程序，其在client options中配置必要的用户名、密码和客户端信息，建立基于回调函数的mqtt通信构架，并在配置信息与回调函数填充完后，在golang中触发与broker的通信。

11、在本发明的一些实施例中，所述中心节点通过发送mot、upl或者cen类型的mqtt信息实现向监控前端发送当前节点的状态列表信息。

12、在本发明的一些实施例中，所述计算节点向中心节点注册时，所述计算节点主动在reg消息中附带该节点的运算能力信息，并通过ups信息向中心节点发送当前计算节点的负载状态。

13、在本发明的一些实施例中，所述计算节点的神经网络目标识别模型的网络结构为yolov5s模型，所述计算节点在启动后会将模型加载进内存中，并以消息队列的形式以单独进行处理发送给计算节点的fam消息，计算完成后，计算节点再将推理结果通过rpt类型的消息回传给监控前端。

14、根据本发明的第二方面，还提供了一种如第一方面中任一项所述的多节点电力施工场景安全监控系统的监控方法，包括以下步骤：

15、启动系统，构建中心节点与传感节点、计算节点以及监控前端的通信连接；

16、识别并确认中心节点上传感节点与计算节点的注册信息，根据计算节点的负载容量进行计算任务的分配；

17、发送传感节点采集的图像信息至相应的计算节点；

18、计算节点对接收到的图像信息进行图像信息的识别，并将识别结果上传至监控前端。

19、本发明的有益效果为：本发明通过将传感节点和计算节点分为两个程序端，并且通过中心节点的调度与算力分配，实现了摄像头与神经网络计算平台的自由搭配，与现有技术相比，为硬件资源的部署提供了灵活性，同时也解决了电力施工场景安全监控方案中对模型固件进行升级困难的问题。

技术特征：

1.一种多节点电力施工场景安全监控系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的多节点电力施工场景安全监控系统，其特征在于，所述传感节点运行于linux或者windows系统，所述传感节点将摄像头采集的图像数据发送至中心节点，并由所述中心节点发送至所述计算节点和监控前端，并接收和处理来自中心节点和监控前端发送至所述中心节点的控制信息。

3.根据权利要求1所述的多节点电力施工场景安全监控系统，其特征在于，所述计算节点用于收集需要被识别的图像信息并通过神经网络目标识别模型进行图像识别，将识别结果上传至中心节点，并由所述中心节点上传至监控前端，并且发送系统当前的计算资源占用情况至中心节点。

4.根据权利要求1所述的多节点电力施工场景安全监控系统，其特征在于，所述中心节点具有mqtt broker程序和golang程序，其在client options中配置必要的用户名、密码和客户端信息，建立基于回调函数的mqtt通信构架，并在配置信息与回调函数填充完后，在golang中触发与broker的通信。

5.根据权利要求4所述的多节点电力施工场景安全监控系统，其特征在于，所述中心节点通过发送mot、upl或者cen类型的mqtt信息实现向监控前端发送当前节点的状态列表信息。

6.根据权利要求4所述的多节点电力施工场景安全监控系统，其特征在于，所述计算节点向中心节点注册时，所述计算节点主动在reg消息中附带该节点的运算能力信息，并通过ups信息向中心节点发送当前计算节点的负载状态。

7.根据权利要求4所述的多节点电力施工场景安全监控系统，其特征在于，所述计算节点的神经网络目标识别模型的网络结构为yolov5s模型，所述计算节点在启动后会将模型加载进内存中，并以消息队列的形式以单独进行处理发送给计算节点的fam消息，计算完成后，计算节点再将推理结果通过rpt类型的消息回传给监控前端。

8.一种如权利要求1至7中任一项所述的多节点电力施工场景安全监控系统的监控方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明涉及视觉识别及监控技术领域，尤其涉及一种多节点电力施工场景安全监控系统及方法，该系统包括：传感节点，用于采集摄像头数据并发送，同时也接收控制信息；计算节点，计算节点中运行着神经网络目标识别模型，用于对接收到的摄像头数据进行识别并回传识别结果；中心节点，与传感节点以及计算节点通信连接，用于收集与统计系统状态，并对计算任务进行资源调度；监控前端，与中心节点通信连接，用于显示各个节点的状态信息；中心节点中还具有注册信息确认线程，用于确认发布注册信息的传感节点和计算节点，并进行负载的分配。本发明通过上述设置，为硬件资源的部署提供了灵活性，同时也解决了传统布控球对模型固件进行升级困难的问题。技术研发人员：林元棣,张昱,陶风波,梁伟,尹康涌,黄浩声,黄哲忱,王静君,贾萌萌,朱睿受保护的技术使用者：国网江苏省电力有限公司电力科学研究院技术研发日：技术公布日：2024/8/1