ThermoWEB - daljinska kontrola i mjerenje temperature preko WEB-a
Daljinska kontrola i mjerenje temperature preko WEB-a (ThermoWEB) zasniva se na proširenju mjernih i operabilnih mogućnosti upotrebe termovizijske kamere NEC Thermo tracer TH7102WL. Standardno područje očitanja temperature kamere je u samo jednoj centralnoj točki termički dobivene slike objekta. Pomoću programske podrške, razvijene u sklopu ovog projekta, moguće je iz snimljene termografske slike objekta odrediti bilo koju točku unutar slike i za nju dobiti kvantitativni i vremenski ovisan iznos raspodjele temperature. Termovizijskoj kameri dodana je kamera u vidljivom spektralnom području (CCD kamera u boji), što omogućava prihvat slike od mjernog objekta u IR i vidljivom spektralnom području. Sustav kamera za mjerenje upravljan je sa računalom, koje je spojeno bežično ili fizički na internet. Rezultat navedenih poboljšanja je realizacija visokokvalitetnog mrežnog sustava za daljinsko, bezkontakno mjerenje temperature preko weba.
The remote control and measuring of temperature using a WEB (ThermoWEB) is based on the expansion of the measuring and operable usage possibilities of the termovision cameras NEC Thermo tracer TH7102WL. The camera's standard area for reading off temperatures is in only one central point of the obtained thermal picture of the object. By using the additional programming support it is possible to choose any point inside the obtained termografic picture of the object and get the quantitative and temporally dependent value of temperature distribution. A camera that registers the visible spectral area (CCD color camera) has been added a termovision camera, that makes it possible to accept pictures from the measuring object in a IR and visible spectral area. The camera system for measuring is controlled by a computer, which has a wireless or physical connection to the Internet. The result of these improvements is the realization of a high quality network system for remote and contactless measuring of temperature across WEB.
ThermoWEB mjerni sustav (Slika 1.) sastoji se od:
- elektromehaničkih komponenti mjernog sustava,
- programske podrške.
Slika 1. Dijelovi ThermoWEB sustava
Komponente mjernog sustava su :
- termovizijska kamera NEC Thermo tracer TH7102WL (IR kamera) (1), razlučivosti 320x240 pixela,
- video CCD kolor kamera (2), razlučivosti 640x480 pixela, u kućištu (IP54) sa mehaničkim adapterom za montažu na kućište IR kamere i sa mogućnošću namještanja optičke osi u XY vertikalnoj ravnini,
- RS323 sučelje, video izlaz i napajanje IR kamere (3),
- sklop za odabir i prihvat video signala od kamera (4) prema računalu (USB2) (5).
Programsku podršku mjernog sustava čine sljedeće tematske grupe programa:
- glavni izbornik mjernog sustava ThermoWEB,
- ThermoCAM Control, programska podrška za upravljanje i kontrolu sa IR kamerom,
- ThermoWORK, programska podrška za mjerenje,
- programska podrška za udaljeno upravljanje i pregled podataka.
2.2.1 Glavni izbornik
Glavni izbornik mjernog sustava ThermoWEB (Slika 2.) pojavljuje se na zaslonu računala po završetku instalacije programa ThermoWEB, a služi za poziv svih ostalih potprograma koji se koriste u postupku upravljanja i mjerenja sustavom. Ukoliko je računalo sustava spojeno na mrežu, istovremeno sa glavnim izbornikom, pojavljuje se i internet pretraživač koji se spaja na unaprijed definiranu WEB adresu, gdje se nalaze upute za rukovanje ThermoWEB sustavom (HELP) ili neki drugi koristan sadržaj od strane isporučioca programske podrške.
Slika 2. Glavni izbornik
Grupe programa koje je moguće pozvati iz glavnog izbornika ThermoWEB sustava su sljedeće:
- programska podrška za upravljanje IR i video kamerom - ThermoCAM Control,
- programska podrška za mjerenja - ThermoWORK,
- preglednik slika - viewer,
- preglednik video zapisa - AVI player,
- programska podrška za udaljeni pregled podataka.
Programska podrška ThermoCAM Control (Slika 3.) povezuje IR kameru sa računalom preko RS232 sučelja, te omogućuje upravljanje sa svim postojećim ulazno/izlaznim funkcijama i kontrolama IR kamere (~200 različitih postavki), kako slijedi:
- parametrima kamere (datum, vrijeme, temperaturna jedinica, prikaz palete boja , itd.),
- parametrima za kompenzaciju uvjeta u okolini (kalibracija) i postavkama kontrola rada (status),
- načinom rada (Run/Freeze/Auto),
- temperaturnim područjem, mjernim područjem i pragom osjetljivosti,
- spremanjem termografske slike mjerenog objekta na vanjsku memoriju računala (SD kartica) (off-line obrada),
- promjenom fokusa IR kamere,
- izborom paleta boja (engl. color bar) u kojoj se prikazuje slika i prikazom podataka na zaslonu IR kamere,
- ostalim postavkama IR kamere prikazanim na slici 3,
- te postavkama za povezivanje sa računalom pomoću RS232 sučelja (Slika 4.).
Slika 3. Programska podrška za upravljanje IR kamerom
Slika 4. Postavljanje parametara za RS232 sučelje prema IR kameri
Za upravljanje video kamerom nije predviđen nikakav posebni program, već se koriste upravljački programi proizvođača kamere. Ovim je omogućeno da korisnik, po svom izboru, odabere kameru koja će se koristiti za prikaz slike u vidljivom dijelu spektra. Programska podrška sustava ThermoWEB prihvaća video signal od izabrane kamere preko ulaznog sučelja (USB, PCI card ili PCMCIA) u računalo, nakon instalacije upravljačkih programa za dotičnu kameru. U našem primjeru korišten je CCD kolor modul, proizvođača Logitech, koji je bio stavljen u posebno izrađeno kućište sa nosačem, što je omogućavalo njegovu laku integraciju sa kućištem IR kamere (Slika 1.) i jednostavnost upotrebe u postupku mjerenja. Osim mehaničke mogućnosti pomicanja optičke osi video kamere, pomicanjem kućišta kamere spram kućišta IR kamere, proizvođač isporučuje i programsku podršku (QuickCam) za pomicanje slike unutar vidnog polja video kamere. Navedene opcije olakšavaju postupak namještanja (rektifikacije) optičkih osi spregnutih kamera. Programska podrška, koja se isporučuje uz video kameru Logitech (Slika 5.), omogućuje još i sljedeće postavke, kao što su pomicanje slike (gore, dolje, lijevo i desno), uvećavanje/umanjenje slike, te praćenje centralnog objekta (Face Tracking).
Slika 5. Upravljanje slikom sa video kamere
Mjerenje temperature, u pojedinim točkama mjerenog objekta, obavlja se pomoću programa ThermoWORK (Slika 6.).
Slika 6. Programska podrška za prikaz video signala i temperaturna mjerenja
Ulazni video signali kamera odabiru se u izbornicima Video camera i Infrared camera (Slika 7.). Ovdje se mogu podesiti i sve potrebne postavke video kamere (Slika 8.).
Slika 7. Odabir kamere
Slika 8. Postavke kamere
Trenutna slika sa kamera (prozori 1 i 2, na slici 6.) može se uhvatiti odabirom stavke Capture image iz izbornika Video camera i Infrared camera. Uhvaćene slike prikazuju se na ekranu (prozori 3 i 4, na slici 6.).
Na slici sa IR kamere mogu se dodavati (Slika 9. pod 1) i brisati (Slika 10. pod 1) točke mjerenja temperature. Za svaku pojedinu mjernu točku može se podešavati njezina veličina (od 1 do 961 pixela) i emisivnost (od 0,00 do 1) (Slika 9. pod 2). Maksimalni broj mjernih točaka nije unaprijed brojčano određen, već je prepušten korisniku.
Slika 9. Odabir mjerne točke
Slika 10. Brisanje mjerne točke
Odabirom opcije Current temperatures iz trake sa alatima na desnoj strani, aplikacija će prikazati trenutne temperature u mjernim točkama (Slika 11.). Za periodičko mjerenje temperatura koristi se Display timer. Treba postaviti vremenski interval uzorkovanja (1 do 600 sekundi), te pokrenuti mjerenje odabirom opcije Start. Aplikacija će zatim periodički mjeriti temperature, a izmjerene vrijednosti biti će prikazane u tablici (Slika 12.). Rezultati mjerenja mogu se pohraniti u tekstualnu datoteku ili se mogu grafički prikazati na ekranu (Slika 13.).
Slika 11. Iznos temperature u mjernim točkama
Slika 12. Iznos temperature u mjernim točkama prilikom periodičkog mjerenja
Slika 13. Grafički prikaz izmjerene temperature u pojedinim točkama
Osim slika, pomoću aplikacije ThermoWORK, mogu se pohraniti i video zapisi. Za pohranu videa koriste se opcija Capture video iz trake sa alatima na desnoj strani.
Preglednik slika omogućuje pregled slika (.BMP, .JPG, .GIF formata) (Slika 14.) sa vanjske memorije (SD kartice) IR kamere ili slika spremljenih od strane korisnika u postupku mjerenja sa video ili IR kamere.
Slika 14. Preglednik slika
U sustav ThermoWEB uključen je i preglednik video zapisa u .AVI formatu (Slika 15.).
Slika 15. Preglednik video zapisa
Programska podrška sustava TermoWEB, pomoću mrežnog priključka (fizičkog ili bežičnog), omogućuje da dislocirano računalo u potpunosti preuzme sve funkcije sustava ThermoWEB ili samo pregled izmjerenih podataka, te slike sa video i infracrvene kamere, u postupku mjerenja.
Sustavom ThermoWEB sa dislociranog računala upravlja se korištenjem programa Remote Desktop, koji je ugrađen u Windows operacijski sustav. Dovoljno je pokrenuti program, te odabrati računalo na kojem je instalirana programska podrška ThermoWEB. Nakon što je uspostavljena veza, korisnik može upravljati svim funkcijama sustava ThermoWEB.
ThermoWEB sustav testiran je i sa nekim drugim programima za daljinsko upravljanje (VNC Viewer_v.4. i AnyPlace Control_v.2.8) i pokazao se potpuno stabilnim, tako da nije nužno koristiti isključivo program Remote Desktop (Microsoft) u postupku spajanja na udaljeno računalo.
Kako povezivanje pomoću programa Remote Desktop zahtijeva veliku mrežnu propusnost u sustav ThermoWEB ugrađena je mogućnost pregleda mjernih podataka, preko http protokola, uz istovremeni prikaz slike sa video i infracrvene kamere. Za pregled podataka dovoljno je u glavni izbornik ThermoWEB sustava upisati IP adresu ThermoWEB poslužitelja (Slika 16.), kako bi se u internet pretraživaču ThermoWEB sustava prikazala traka izbornika za odabir naredbi prema udaljenom računalu (Refresh, Data, Thermo Image i Video Image). Postupak podrazumijeva da je programska podrška ThermoWEB instalirana na oba računala (udaljeno i korisničko računalo).
Slika 16. Pregled podataka
Postupak provođenja mjerenja i rezultati točnosti očitanja temperature, pomoću sustava ThermoWEB, mogu se vidjeti ovdje.
Potencijalni korisnici ThermoWEB sustava su znanstveni instituti i gospodarstveni subjekti, gdje je potrebno samostalno i/ili skupno daljinsko mjerenje i kontrola temperature (termografska inspekcija). Primjeri takvih područja su područja ekologije, građevine, medicine, elektroprijenosa, termalnih mreža, elektrotehnike, računarstva, itd.
Posebno važna primjena ThermoWEB sustava je u području rane detekcije šumskih požara, na posebno zaštićenim područjima, u sklopu distribuiranih mjernih sustava. Temeljem rezultata dobivenih u procesu funkcionalnih ispitivanja sustava ThermoWEB, navedeni sustav uključen je u prijavu za europski projekt LIFE Third Countries 2005-Forest Fire Monitoring on Ecological Grid, kao senzorska jedinica za daljinsku detekciju plamena u IR području. Nosioc projekta je Državna uprava za zaštitu i spašavanje (DUZS), a partneri u projektu su Institut Ruđer Bošković CIR - Zagreb, Fakultet elektrotehnike, strojarstva i brodogradnje - Split, Županija splitsko-dalmatinska - Split i Tehnomobil - Zagreb.
Autori Darko Kolarić i Tibor Skala
Za sve dodatne informacije obratite se na dkolaric@irb.hr.
Algoritam za detekciju vena pomoću termografije
Na 53. međunarodnom simpoziju ELMAR-2011 organizira se specijalana sekcija pod naslovom Medical Thermography as a Green Health Imaging Technology
Najnovije istraživanje koje se provodi korištenjem tehnika termalnog prikaza ilustriraju raznolikost aplikacija za infracrveni termalni prikaz i njihovu uspješnu upotrebu u medicini. Sa eksplozijom infracrvenih termografskih kamera na tržištu za sve vrste aplikacija, područje medicinske ili zdravstvene skrbi i dalje ostaju vrlo specifična sa svojim zahtjevima za dobivanje visoko kvalitetne i dosljedne termograme u domeni prostora i vremena . Prikaz kontrole okoliša, priprema pacijenta ili subjekta , mogućnosti snimanja, osposobljavanje tehničara i obrada slike značajke su koje treba razmotriti kod korištenja infracrvenog toplinskog sustava snimanja. Višedimenzionalno i multispektralno (vidljivi i IR do 14μm), otvara nove tehničke predispozicije za poboljšanje i definiranje novih neinvazivnih i jeftinijih tehnologija prikaza zdravlja (Green Health Imaging Technology).
Extremities Perfusion Stimulation.
Active 3D scanning based 3D thermography system and medical applications.
Rad je financiran u sklopu Projekta primjene informacijske tehnologije, pod nazivom "Daljinska kontrola i mjerenje temperature preko WEBa", od MZOŠ R. Hrvatske.
| 
webmail
Centar za informatiku i računarstvo - CIR 
pretraživanje
