一种线缆缺陷在线检测系统
阅读说明：本技术 一种线缆缺陷在线检测系统 (A kind of cable defect on-line detecting system ) 是由 曹以松 于 2019-08-23 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种线缆缺陷在线检测系统,包括线缆检测端、后台服务器和监测终端；所述线缆检测端,设置于线缆通路上,用于对所述线缆进行检测,并将所获取的检测信息向所述后台服务器传输；所述后台服务器,用于对所述线缆检测端传输的所述检测信息进行分析处理,获取所述线缆的缺陷信息,并将所述缺陷信息向所述监测终端传输；所述监测终端,用于将所述后台服务器传输的所述缺陷信息向工作人员传输并进行显示；从而通过上述系统实现了对线缆的检测和对线缆的缺陷信息的获取。(The present invention provides a kind of cable defect on-line detecting systems, including cable test side, background server and monitoring terminal；The cable test side, is set on cable pathways, transmits for detecting to the cable, and by acquired detection information to the background server；The background server, the detection information for transmitting to the cable test side are analyzed and processed, and obtain the defect information of the cable, and by the defect information to the monitoring terminal transmission；The monitoring terminal, the defect information for transmitting the background server are transmitted and are shown to staff；To realize the detection to cable and the acquisition of the defect information to cable by above system.)
技术领域
本发明涉及线缆检测技术领域，特别涉及一种线缆缺陷在线检测系统。
背景技术
线缆是光缆、电缆等物品的统称，主要用于控制安装、连接设备、输送电力等多重作用；社会的不断发展，使得人们对于电能和信息等资源也越加依赖，从而使得对于传输电能、信息的电力电缆和数据电缆等线缆设备的检测更加必要。目前对于线缆的检测一般采用人工进行检测，不仅耗费大量的人力，同时也使得对于线缆的检测效率较低；并且当线缆发生故障时，工作人员不能及时获取线缆的缺陷信息，同时也不能够及时对线缆进行维护和检修。
因此，提出一种线缆缺陷在线检测系统。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种线缆缺陷在线检测系统，用以实现对线缆的检测和对线缆的缺陷信息的获取。
本发明实施例中提供了一种线缆缺陷在线检测系统，包括线缆检测端、后台服务器和监测终端；其中，
所述线缆检测端，设置于线缆通路上，用于对所述线缆进行检测，并将所获取的检测信息向所述后台服务器传输；
所述后台服务器，用于对所述线缆检测端传输的所述检测信息进行分析处理，获取所述线缆的缺陷信息，并将所述缺陷信息向所述监测终端传输；
所述监测终端，用于将所述后台服务器传输的所述缺陷信息向工作人员传输并进行显示。
在一个实施例中，所述线缆检测端，包括若干检测模块、控制模块和第一无线通信模块；
所述若干检测模块，用于对所述线缆通路上的不同位置进行检测，并将获取的检测信息向所述控制模块传输；
所述控制模块，用于接收所述检测模块传输的所述检测信息，并将所述检测信息通过所述第一无线通信模块向所述后台服务器传输。
在一个实施例中，所述检测模块，包括线缆直径检测单元、线缆外层检测单元、线缆温度检测单元或线缆湿度检测单元；其中，
所述线缆直径检测单元，用于检测所述线缆的直径信息；所述线缆外层检测单元，用于检测所述线缆外层的氧化信息；所述线缆温度检测单元，用于检测所述线缆的温度信息；所述线缆湿度检测单元，用于检测所述线缆的湿度信息。
在一个实施例中，所述线缆检测端，还包括计时模块；
所述计时模块，用于按照预设时间周期进行计时，并且当计时结束后，向所述控制模块传输计时结束信号；所述控制模块接收到所述计时模块传输的所述计时结束信号后，向所述检测模块传输检测指令；所述检测模块接收到所述检测指令时，对所述线缆进行检测。
在一个实施例中，所述后台服务器，包括主控模块、存储模块和第二无线通信模块；
所述主控模块，用于通过所述第二无线通信模块接收所述线缆检测端传输的所述检测信息，并将所述检测信息向所述存储模块传输并进行存储；所述存储模块，用于在接收到所述主控模块传输的所述检测信息时，获取当前时间信息，并将所述当前时间信息作为所述检测信息的标签信息；
所述监测终端，包括输入模块、控制器和显示模块；所述输入模块，用于接收所述监测终端的工作人员输入的检测信息获取指令，并将所述检测信息获取指令向所述控制器传输；所述控制器，用于将所述检测信息获取指令向所述后台服务器传输；
所述后台服务器的所述主控模块通过所述第二无线通信模块接收到所述监测终端传输的所述检测信息获取指令时，将所述检测信息获取指令中的时间信息与所述存储模块中的检测信息的标签信息进行比对，当比对一致时，将与所述时间信息相同的所述标签信息对应的所述检测信息通过所述第二无线通信模块向所述监测终端传输；
所述监测终端的所述控制器，还用于将所述后台服务器传输的所述检测信息向所述显示模块传输进行显示。
在一个实施例中，所述输入模块，包括键盘或者话筒；所述显示模块，包括显示器；所述输入模块和所述显示模块，包括触摸显示屏。
在一个实施例中，所述后台服务器，还包括分析模块和维修模块；
所述主控模块，还用于将通过所述第二无线通信模块所述线缆检测端传输的所述检测信息，向所述分析模块传输；
所述分析模块，用于对所述线缆检测端传输的所述检测信息进行分析处理，获取所述线缆的缺陷信息，并将所述缺陷信息向所述主控模块和维修模块传输；所述维修模块，还用于根据所述缺陷信息获取所述缺陷信息对应的维修信息，并将所述维修信息向所述主控模块传输；所述主控模块，用于将所述缺陷信息和所述维修信息通过所述第二无线通信模块向所述监测终端传输；
所述监测终端的控制器将所述后台服务器传输的所述缺陷信息和所述维修信息向所述显示模块传输进行显示。
在一个实施例中，所述第一无线通信模块或者第二无线通信模块，包括WiFi通信模块、ZigBee通信模块以及4G通信模块中的一种或多种；
所述监测终端，包括具有通信功能的智能手机、个人电脑或者掌上电脑中的一种或多种。
在一个实施例中，所述监测终端的输入模块接收工作人员传输的所述检测信息获取指令之前，对工作人员的身份进行验证；验证过程包括：
所述监测终端的控制器接收到工作人员通过输入模块输入的开机指令时，通过所述显示模块向工作人员传输用户登陆验证界面；
工作人员根据所述显示模块显示的所述用户登陆验证界面，通过所述输入模块输入工作人员的账号和密码；所述输入模块，还用于将所述工作人员的账号和密码向所述控制器传输；所述控制器用于根据所述账号在预设的账号信息库中查询与所述账号相同的账号信息，当所述控制器在所述账号信息库中没有查询到与所述账号相同的账号信息时，通过所述显示模块向工作人员传输账号错误的图像界面；当所述控制器在所述账号信息库中查询到与所述账号相同的账号信息时，将所述输入模块传输的所述密码与所述账号信息库中所述账号信息对应的密码信息进行比对，当比对不一致时，通过所述显示模块向工作人员传输密码错误的图像界面；当比对一致时，通过所述显示模块向工作人员传输检测信息获取指令的输入界面；
所述账号信息库存储有所有工作人员的账号信息和密码信息；所述账号信息、密码信息与所述工作人员一一对应。
在一个实施例中，所述后台服务器在对所述线缆检测端传输的所述检测信息进行分析处理的具体步骤如下所示：
步骤S1、按照相同时间间隔、连续N次地提取所述线缆检测端获取的所述检测信息，N大于等于20且小于等于100，并将所述检测信息分别代入公式(1)得到每次获取的检测信息对应的电缆单位长度阻抗值；
其中，Si为第i次获取的检测信息对应的电缆单位长度阻抗值，为电缆的绝缘层的电阻率的系数，ε为绝缘层的温度系数，Ti为第i次获取的检测信息中的温度，r1为所述电缆的内径，r2为所述电缆的外径，π为圆周率，为对x求积分，且被积函数为π*x，被积上限为r2，被积下限为r1，i＝1、2、3……N；
步骤S2、将得到的N次获取的检测信息对应的电缆单位长度阻抗值代入公式(2)判断所述电缆单位长度阻抗值的稳定性；
其中，p为所述电缆单位长度阻抗值的稳定性，S0为预设的标准的电缆单位长度阻抗值，Si2为第i2次获取的检测信息对应的电缆单位长度阻抗值，i2＝1、2、3……N；
当p大于3时，所述电缆不存在异常，结束分析，将电缆正常信号传输给监控终端，当所述p小于等于3时，所述电缆存在异常，进行步骤S3；
步骤S3、提取当前所述线缆检测端获取的检测信息，从所述检测信息中提取N个基础信息指标，且所述N个指标的值均为数值化后的值，形成基础信息向量C；
步骤S4、所述后台服务器中存在一个缺陷数据库，所述缺陷数据库中存在P条出现缺陷的电缆的检测信息数据，每条数据中均含有N个检测信息指标，所述N个检测信息指标与所述线缆检测端获取的检测信息中提取的N个基础信息指标一一对应，将所述P条数据的N个检测信息指标构建缺陷矩阵Q，述矩阵Q含有P行N列，所述P行表示包含P条出现缺陷的电缆的检测信息数据，N列表示每条检测信息数据对应的N个检测信息指标，所述缺陷矩阵Q中任意位置的值表示所述位置的行对应的电缆的检测信息数据在所述位置的列对应的指标处数值化后的值，同时每条数据还标注对应的缺陷信息；
步骤S5、将所述向量C和矩阵Q进行数据标准化处理；
步骤S6、利用公式(3)确定所述缺陷数据库中每条数据的得分；
其中，Ft为所述缺陷数据库中第t条数据的得分，Ci为标准化后的基础信息向量C的第i个值，Di为预设的指标权重向量D的第i个值，Di根据指标的重要程度设置为基于0到1之间的预设值，Qt,i为对缺陷矩阵Q进行数据标准化处理后的的第t行第i列的值，缺陷数据库第t条数据对应的第i个指标标准化后的值，i＝1、2、3……N，t＝2、3、4……P,，计算出所有的Ft，寻找Ft中的最大值，查看所述最大值所对应的该条数据标注的缺陷信息，所述缺陷信息则为当前的缺陷信息，将所述缺陷信息传输给所述监测终端。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明所提供一种线缆缺陷在线检测系统的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供了一种线缆缺陷在线检测系统，如图1所示，包括线缆检测端11、后台服务器12和监测终端13；其中，
线缆检测端11，设置于线缆通路上，用于对线缆进行检测，并将所获取的检测信息向后台服务器12传输；
后台服务器12，用于对线缆检测端传输的检测信息进行分析处理，获取线缆的缺陷信息，并将缺陷信息向监测终端13传输；
监测终端11，用于将后台服务器12传输的缺陷信息向工作人员传输并进行显示。
上述系统的工作原理在于：设置于线缆通路上的线缆检测端11，对线缆进行检测，并将所获取的检测信息向后台服务器12传输；后台服务器12对传输的检测信息进行分析处理，获取线缆的缺陷信息，并将缺陷信息向监测终端13传输，监测终端13将缺陷信息向工作人员传输进行显示。
上述系统的有益效果在于：通过线缆检测端，实现了对线缆的检测信息的获取；并且通过后台服务器，实现了对检测信息的分析处理，从而实现了对线缆的缺陷信息的获取，并将缺陷信息向监测终端传输进行显示，以实现向监测终端处的工作人员显示，以便工作人员及时根据缺陷信息对线缆进行检修维护；通过上述系统，实现了对于线缆的缺陷信息的实时检测；解决了传统技术中人工检测的不便，同时也使得对于线缆的检测效率大大提高；并且当检测到线缆发生故障时，能够及时通知工作人员对线缆进行维护和检修。
在一个实施例中，线缆检测端，包括若干检测模块、控制模块和第一无线通信模块；
若干检测模块，用于对线缆通路上的不同位置进行检测，并将获取的检测信息向控制模块传输；
控制模块，用于接收检测模块传输的检测信息，并将检测信息通过第一无线通信模块向后台服务器传输。上述技术方案中通过线缆检测端的若干检测模块，实现了对线缆通路上的不同位置进行检测；并通过控制模块和第一无线通信模块将检测信息向后台服务器传输，从而实现了线缆检测端对线缆的检测功能。
在一个实施例中，检测模块，包括线缆直径检测单元、线缆外层检测单元、线缆温度检测单元或线缆湿度检测单元；其中，
线缆直径检测单元，用于检测线缆的直径信息；线缆外层检测单元，用于检测线缆外层的氧化信息；线缆温度检测单元，用于检测线缆的温度信息；线缆湿度检测单元，用于检测线缆的湿度信息。上述技术方案中通过线缆直径检测单元，实现了对线缆的直径信息的检测；通过线缆外层检测单元，实现了对线缆外层的氧化信息的检测；通过线缆温度检测单元，实现了对线缆的温度信息的检测；通过线缆湿度检测单元，实现了对线缆的湿度信息的检测。
在一个实施例中，线缆检测端，还包括计时模块；
计时模块，用于按照预设时间周期进行计时，并且当计时结束后，向控制模块传输计时结束信号；控制模块接收到计时模块传输的计时结束信号后，向检测模块传输检测指令；检测模块接收到检测指令时，对线缆进行检测。上述技术方案中通过计时模块，实现了控制模块根据预设时间周期控制检测模块对线缆进行检测的功能。
在一个实施例中，后台服务器，包括主控模块、存储模块和第二无线通信模块；
主控模块，用于通过第二无线通信模块接收线缆检测端传输的检测信息，并将检测信息向存储模块传输并进行存储；存储模块，用于在接收到主控模块传输的检测信息时，获取当前时间信息，并将当前时间信息作为检测信息的标签信息；
监测终端，包括输入模块、控制器和显示模块；输入模块，用于接收监测终端的工作人员输入的检测信息获取指令，并将检测信息获取指令向控制器传输；控制器，用于将检测信息获取指令向后台服务器传输；
后台服务器的主控模块通过第二无线通信模块接收到监测终端传输的检测信息获取指令时，将检测信息获取指令中的时间信息与存储模块中的检测信息的标签信息进行比对，当比对一致时，将与时间信息相同的标签信息对应的检测信息通过第二无线通信模块向监测终端传输；
监测终端的控制器，还用于将后台服务器传输的检测信息向显示模块传输进行显示。上述技术方案中通过后台服务器的主控模块、存储模块和第二无线通信模块，实现了对线缆检测端传输的检测信息的存储；当监测终端处的工作人员需要获取某一时间信息的检测信息时，通过监测终端的输入模块将包含该时间信息的检测信息获取指令向控制器传输，控制器将检测信息获取指令向后台服务器传输；后台服务器的主控模块通过第二无线通信模块接收到监测终端传输的检测信息获取指令时，将检测信息获取指令所包含的时间信息与存储模块中的检测信息对应的标签信息进行比对，比对一致时，将与时间信息相同的标签信息对应的检测信息通过第二无线通信模块向监测终端传输进行显示，从而实现了监测终端处的工作人员对存储模块中的检测信息的查询获取。
在一个实施例中，输入模块，包括键盘或者话筒；显示模块，包括显示器；输入模块和显示模块，包括触摸显示屏。上述技术方案中通过多种电子器件实现了输入模块、显示模块的功能。
在一个实施例中，后台服务器，还包括分析模块和维修模块；
主控模块，还用于将通过第二无线通信模块线缆检测端传输的检测信息，向分析模块传输；
分析模块，用于对检测端传输的检测信息进行分析处理，获取线缆的缺陷信息，并将缺陷信息向主控模块和维修模块传输；维修模块，还用于根据缺陷信息获取缺陷信息对应的维修信息，并将维修信息向主控模块传输；主控模块，用于将缺陷信息和维修信息通过第二无线通信模块向监测终端传输；
监测终端的控制器将后台服务器传输的缺陷信息和维修信息向显示模块传输进行显示。上述技术方案中后台服务器的主控模块通过第二无线通信模块接收到传输的检测信息时，通过分析模块实现了对线缆的缺陷信息的获取，并将缺陷信息向维修模块传输，从而实现根据缺陷信息对线缆的维修信息的获取；并通过主控模块、第二无线通信模块向监测终端传输进行显示，从而方便了工作人员根据缺陷信息和维修信息对故障处的线缆进行维护检修处理。
在一个实施例中，第一无线通信模块或者第二无线通信模块，包括WiFi通信模块、ZigBee通信模块以及4G通信模块中的一种或多种；上述技术方案中通过多种通信方式实现了第一无线通信模块、第二无线通信模块的功能
监测终端，包括具有通信功能的智能手机、个人电脑或者掌上电脑中的一种或多种。上述技术方案中通过多种电子设备实现了监测终端的功能。
在一个实施例中，监测终端的输入模块接收工作人员传输的检测信息获取指令之前，对工作人员的身份进行验证；验证过程包括：
监测终端的控制器接收到工作人员通过输入模块输入的开机指令时，通过显示模块向工作人员传输用户登陆验证界面；
工作人员根据显示模块显示的用户登陆验证界面，通过输入模块输入工作人员的账号和密码；输入模块，还用于将工作人员的账号和密码向控制器传输；控制器用于根据账号在预设的账号信息库中查询与账号相同的账号信息，当控制器在账号信息库中没有查询到与账号相同的账号信息时，通过显示模块向工作人员传输账号错误的图像界面；当控制器在账号信息库中查询到与账号相同的账号信息时，将输入模块传输的密码与账号信息库中账号信息对应的密码信息进行比对，当比对不一致时，通过显示模块向工作人员传输密码错误的图像界面；当比对一致时，通过显示模块向工作人员传输检测信息获取指令的输入界面；
账号信息库存储有所有工作人员的账号信息和密码信息；账号信息、密码信息与工作人员一一对应。上述技术方案中监测终端的输入模块接收工作人员传输的检测信息获取指令之前，对工作人员的身份进行验证；监测终端的控制器接收到工作人员的开机指令后，将用户登陆验证界面向工作人员显示；工作人员看到用户登陆验证界面后，将工作人员的账号和密码通过输入模块输入，控制器对输入的账号和密码进行验证；验证过程为：首先根据输入模块输入的账号，在预设的账号信息库中查找是否存在与账号相同的账号信息，实现了对工作人员输入的账号的验证，当没有查找到与账号相同的账号信息时，控制模块通过显示模块向工作人员传输账号错误的图像界面，以提醒工作人员输入的账号错误；当查找到与账号相同的账号信息时，将输入模块传输的密码与账号信息库中账号信息对应的密码信息进行比对，从而实现了对工作人员输入的密码的验证，并且当比对不一致时，控制模块通过显示模块向工作人员传输密码错误的图像界面，以提醒工作人员输入的密码错误；当比对一致时，控制模块通过显示模块向工作人员传输检测信息获取指令的输入界面，以提醒工作人员输入检测信息获取指令，进行后续步骤对于检测信息的获取；从而通过上述技术方案实现了监测终端对工作人员的身份验证，提高了系统运行的安全性。
在一个实施例中，所述后台服务器在对所述线缆检测端传输的所述检测信息进行分析处理的具体步骤如下所示：
步骤S1、按照相同时间间隔、连续N次地提取所述线缆检测端获取的所述检测信息，N大于等于20且小于等于100，并将所述检测信息分别代入公式(1)得到每次获取的检测信息对应的电缆单位长度阻抗值；
其中，Si为第i次获取的检测信息对应的电缆单位长度阻抗值，为电缆的绝缘层的电阻率的系数，ε为绝缘层的温度系数，Ti为第i次获取的检测信息中的温度，r1为所述电缆的内径，r2为所述电缆的外径，π为圆周率，为对x求积分，且被积函数为π*x，被积上限为r2，被积下限为r1，i＝1、2、3……N；
步骤S2、将得到的N次获取的检测信息对应的电缆单位长度阻抗值代入公式(2)判断所述电缆单位长度阻抗值的稳定性；
其中，p为所述电缆单位长度阻抗值的稳定性，S0为预设的标准的电缆单位长度阻抗值，Si2为第i2次获取的检测信息对应的电缆单位长度阻抗值，i2＝1、2、3……N；
当p大于3时，所述电缆不存在异常，结束分析，将电缆正常信号传输给监控终端，当所述p小于等于3时，所述电缆存在异常，进行步骤S3；
步骤S3、提取当前所述线缆检测端获取的检测信息，从所述检测信息中提取N个基础信息指标，且所述N个指标的值均为数值化后的值，形成基础信息向量C；
所述N个基础信息指标包含有：所述线缆检测端获取的检测信息所处环境的温度、所述线缆检测端获取的检测信息所处环境的湿度、所述线缆检测端获取的检测信息所处电缆线路的部位、所述电缆的材质、电缆半径、电缆绝缘厚度等指标信息；
所述数值化，为将原本为数值的表示的指标的值不做改变，将原本不是数值的指标的值用数值表示，例如电缆材质可以为AVR、AVRB、AVRS等，则可以用1表示AVR、2表示AVRB、3表示AVRS；
步骤S4、所述后台服务器中存在一个缺陷数据库，所述缺陷数据库中存在P条出现缺陷的电缆的检测信息数据，每条数据中均含有N个检测信息指标，所述N个检测信息指标与所述线缆检测端获取的检测信息中提取的N个基础信息指标一一对应，将所述P条数据的N个检测信息指标构建缺陷矩阵Q，述矩阵Q含有P行N列，所述P行表示包含P条出现缺陷的电缆的检测信息数据，N列表示每条检测信息数据对应的N个检测信息指标，所述缺陷矩阵Q中任意位置的值表示所述位置的行对应的电缆的检测信息数据在所述位置的列对应的指标处数值化后的值，同时每条数据还标注对应的缺陷信息；
步骤S5、将所述向量C和矩阵Q进行数据标准化处理；
利用步骤S5，可以避免各种指标因为单位不同，而导致数值的大小存在很大的差异，同时也不会因为每个指标的度量尺度不同出现差异，从而使得用于计算的数值具有可比性，得到的结果更科学。
步骤S6、利用公式(3)确定所述缺陷数据库中每条数据的得分；
其中，Ft为所述缺陷数据库中第t条数据的得分，Ci为标准化后的基础信息向量C的第i个值，Di为预设的指标权重向量D的第i个值，Di根据指标的重要程度设置为基于0到1之间的预设值，Qt,i为对缺陷矩阵Q进行数据标准化处理后的的第t行第i列的值，缺陷数据库第t条数据对应的第i个指标标准化后的值，i＝1、2、3……N，t＝2、3、4……P,，计算出所有的Ft，寻找Ft中的最大值，查看所述最大值所对应的该条数据标注的缺陷信息，所述缺陷信息则为当前的缺陷信息，将所述缺陷信息传输给所述监测终端。
有益效果：(1)上述技术可以智能的判断所述电缆是否存在缺陷。
(2)利用上述技术可以根据线缆检测端获取的检测信息得到电缆单位长度阻抗值，从而根据电缆单位长度阻抗值来判断是否存在缺陷。
(3)在判断是否出现缺陷时不仅仅考虑当前的数据，而是按照相同的时间间隔连续考虑N次的数据，从而判断所述电缆单位长度阻抗值的稳定性，并根据判断所述电缆单位长度阻抗值的稳定性来判断是否存在缺陷。
(4)在判断过程中，不仅考虑了电缆的自身基本信息，还考虑了环境等因素，从而使得所述结果更能匹配不同环境。
(5)利用步骤S5，可以避免各种指标因为单位不同，而导致数值的大小存在很大的差异，同时也不会因为每个指标的度量尺度不同出现差异，从而使得用于计算的数值具有可比性，得到的结果更科学。
(6)所述过程不需要人工干预，完全能够机器智能处理，大幅度减小工作量。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。