一種高效率低誤報警率的遠程監控系統及方法

2023-12-03 02:16:31 4

專利名稱：一種高效率低誤報警率的遠程監控系統及方法
技術領域：
本發明涉及遠程監控領域，尤其涉及具有高效率低誤報警率的遠程監控系統及方法。
背景技術：
隨著通信技術的發展及人們生活水平的提高，人們對於其感興趣區域信息的實時査詢需 求在不斷增加，當房屋主人工作或旅遊在外時，他希望通過手機或個人電腦實時得到房間內 諸如溫度、溼度、空氣清新度等指數，還可以監測家庭的各種家用電器的狀態，並可以根據 自己的需要對家用電器的工作狀態進行控制，更重要的是，現代對家庭安防智能實現的需求 在急速增長，比如針對火災、他人非法入侵等預警情況的出現，需要監控系統能實時有效的 對警情做出分析並及時向警務部門和住所主人發出蕾報信號。
隨著民用需求的增多，監控技術也由以前的工程監控為主逐歩發展為現在的民用監控為 主。監控技術正日益滲透到人們的生活當中，但是現有的無線遠程監控技術都是將一個或者 多個攝像機安裝在監控地點，而攝像機通過光纖、同軸電纜、電話線或者網際網路直接與固定
的監控終端連接，用戶通過固定的某個PC才能觀看到監控地點的情況，難以滿足用戶隨時
隨地監控的要求。而且現有的遠程監控裝置安裝複雜、不便於擴展與維修、成本較高。 目前國外己有很多基於傳感器節點收集信息實現對住所或倉庫等進行遠程監控的系統，
如美國專利US20030214401，但是這些己有系統需要對全部傳感器節點數據及圖像和音頻信 號始終進行監控和分析，來發現監控地點可能會發生的異常情況，這樣當監控終端的數量比 較多時，整體系統對信息處理的負荷就會嚴重增加，系統的工作效率低、處理速度慢，相應 地監控的實時性較差，美國專利US20030214400中，通過使監控端採樣和傳輸以不同的頻率 進行、而對突發事件的傳輸速度進行特別設置，使得該監控系統較之同樣規模傳統系統以相 對少的數據處理代價而獲得高效的監控效果，但它霈要每個用戶分別維護一個參數控制器用 於對速率進行調整控制，這樣當終端監控端比較多時，系統的複雜度明顯升髙另外，已有 此類遠程監控系統對是否有預警情況發生的判決是根據對傳感器數據分析來確定，存在較高
的誤報警率。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種高效率低誤報謇率的遠程監控系統及其方法，使 得該系統不僅具有髙效率低誤報瞀率的特性，而且使得系統安裝更加方便，成本更加低廉。
為解決上述技術問題，本發明所採取的技術方案一種髙效率低誤報警率的遠程監控系統， 包括終端監控單元、用戶終端以及連接於二者之間的主控單元；其中，終端監控單元採集監 控現場的數據信息發送給主控單元；主控單元對接收到的數據信息進行處理，根據終端監控 單元的請求啟動專家系統對終端監控單元的現場信息採集進行控制，對接收到的監控現場信 息進行綜合分析，並根據發生的警情實時向用戶終端發送報警信號。
所述終端監控單元包括數據採集模塊、數據處理模塊、終端控制模塊及監控信號收發模 塊；其中，數據採集模塊採集監控現場信息；監控信號收發模塊將經數據處理模塊處理後的 監控現場信息發送給主控單元同時接收主控單元發出的控制信號終端控制模塊通過與主控 單元的專家系統通信來對其他模塊進行控制。
所述數據採集模塊包括傳感器節點、攝像頭和音頻記錄器；其中，傳感器節點採集監控 現場的數據信息，攝像頭和音頻記錄器用於在異常情況下記錄監控現場的圖像信息和音頻信 息。
所述數據處理模塊包括傳感數據信息處理模塊、圖像處理模塊和音頻信息處理模塊；其 中，傳感數據信息處理模塊用於對傳感器節點採集的數據信息進行異常檢測和處理後將結果 發送給監控信號收發模塊圖像處理模塊和音頻信息處理模塊分別對監控現場的圖像信息和 音頻信息處理後發送給監控信號收發模塊。
所述傳感數據信息處理模塊包括數據信息處理模塊和異常事件檢測模塊；其中，數據信
息處理模塊用於對傳感器節點採集的數據信息進行處理後發送到監控信號收發模塊異常事 件檢測模塊用於對傳感器節點採集的數據信息進行異常事件檢測並將檢測結果發送給監控信 號收發模塊。
所述終端監控單元還包括報警器，用於根據終端控制模塊發送的報警信號予以報警。所述主控單元除包括專家系統模塊之外，還包括主控信號收發模塊、信號處理模塊、數 據存儲模塊和網絡接口模塊；其中，主控信號收發模塊用於和監控信號收發模塊相互通信收 發信息，信號處理模塊將接收到的終端監控單元發送的信號進行處理後發送到數據存儲模塊， 網絡接口模塊用於和用戶終端進行交換數據。
所述用戶終端包括監控地點主人和整務服務臺。
終端監控單元和主控單元通過有線或無線方式通信，主控單元和用戶終端通過電話網或 web方式通信。
一種髙效率低誤報警率的遠程監控方法，包括步驟
(1) 終端監控單元收集監控現場的數據信息並進行分析、處理與發送
(2) 主控單元對接收到的監控現場的數據進行處理，若收到終端監控單元啟動專家系統 的請求則啟動專家系統對終端監控單元的現場信息採集和發送進行控制；
(3) 主控單元的專家系統對收到的現場信息進行分析處理，並根據發生的警情實時向甩 戶終端發送報蟹信號。
其中，所述歩驟(1)具體為
(11) 數據釆集模塊對傳感器節點的數據信息進行收集並發送給數據處理模塊；
(12) 數據處理模塊對接收的傳感器節點的數據信息進行處理和檢測，並將處理和檢測 的結果通過監控信號收發模塊發送給主控單元。
其中，所述步驟(12)具體為
數據信息處理模塊對傳感器節點的數據信息進行處理後通過監控信號收發模塊發送給主 控單元同時，異常事件檢測模塊對傳感器節點的數據信息進行異常事件檢測，並在檢測出 異常數據時通過監控信號收發模塊向主控單元發送啟用專家系統請求。
其中，所述步驟(2)具體為
(21)主控單元如果沒有收到終爝監控單元發來的啟用專家系統請求時，則主控單元直 接將處理過的數據進行存儲；主控單元如果收到終端監控單元發來的啟用專家系統請求時，則執行步驟(22):
(22) 專家系統啟動後向終端監控單元返回啟動確認信息以及供終端監控單元重新設置 其處理信息速率的參數值；
(23) 終端監控單元重新設置其處理信息速率並啟動攝像頭和音頻記錄器。
其中，所述歩驟(3)具體為
(31)專家系統對傳感器節點的數據信息、攝像頭拍攝的圖像信息和音頻記錄器記錄的 音頻信息進行分析；如果確認有預警情況發生，則專家系統實時發送報警通知給用戶終端或/ 和終端監控單元的報警器；如果確認沒有預蟹情況，則專家系統通知終端監控單元無預警情 況，並發出要求終端監控單元初始化其信息處理速率的命令，同時退出運行。
與傳統遠程監控系統相比，由於本發明在監控終端主要利用將多個傳感器節點布設在監 控地點來收集所關心的各種信息，只霈要安裝少量個攝像頭和音頻記錄器，這樣有效解決了 系統安裝困難和價格昂貴的問題，同時由於傳感器自組網的靈活性，使得信息收集易於實現， 同時可以根據需要隨時添加新傳感器節點到監控地點，對無效的傳感器節點也可以隨時進行 更換同樣功能的新的節點，這樣使得系統系統既便於擴展也便於維修。
特別地，本發明由於在主控單元使用專家系統的智能控制，能夠根據監控信息情況、系 統工作狀態等為終端監控單元的信息採樣和發送設置合適的速率值，這樣當終端監控單元比 較多時，能有效降低主控單元的信息處理負荷，進而提髙系統處理效率、增強實時性。同時， 對終端信息處理速率的控制由主控單元統一決策，有效的降低系統的複雜度。另一方面，終 端監控單元採樣和發送速率的改變，有利於在當有異常事件發生時，專家系統能夠獲得更精 確的現場信息，同時專家系統通過智能的分析各類數據信號及現場視頻音頻媒體信息，能夠 以極高的準確率來判斷是否是預警情況發生，這樣能夠有效降低系統的誤報警率。


圖1為本發明的流程圖。
圖2為本發明系統的結構圖。
圖3為圖2中終端監控單元結構圖。
圖4為圖2中主控單元結構圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明的具體實施作一詳細的說明。
參看圖l， 一種高效率低誤報審率遠程監控方法，其步驟為1)終端監控單元收集傳感 器節點信息並進行分析、處理與發送；2)主控單元對接收到的數據進行信息處理，如果收到 啟用專家系統的請求時，則執行步驟3)，如果沒有，則主控單元直接將處理過的數據進行 存儲；3)專家系統啟動後返回確認信息及一個參數值以備終端監控單元重新設置其處理信息 的速率4)終端監控啟動其攝像頭及音頻記錄器為專家系統發送視頻音頻信號5)專家系 統對傳感器信息、視頻音頻信息進行智能分析；6)專家系統發送分析報告，如果確認有預警 情況發生發送報黌通知給用戶終端；如果確認沒有預警情況則通知終端監控單元無預警情況 並發出要求終端監控單元將其信息處理速率初始化為較低值的命令，同時退出運行。
參照圖2、圖4,本發明是一種具有高效率低誤報警率的遠程監控系統，它包括多個終端 監控單元1、 一個主控單元2以及用戶終端。其中終端監控單元和主控單元以有線或無線方 式通信，主控單元和終端用戶通過電話網或web方式通信。終端監控單元負責對監控地點進 行實時監控，並對採集的數據以較低的初始速率採樣、分析並發送，當採集的數據數值超出 —定的閾值時，終端監控單元將向主控單元發出一個啟用專家系統20的請求；主控單元2接 收終端監控單元發出的信號，經過一定的信號處理並進行存儲，當專家系統被終端監控單元 請求啟動時，它首先根據當前系統狀態參數為終端監控單元返回速率參數設置值的信號同時 確認已啟動，它要求終端監控單元以較高的速率採樣/發送數據，並對收到的傳感器數據信息 及圖像和聲音信號進行綜合智能分析處理，來確定是否發生預蒈情況，如果發生預警情況， 專家系統將向用戶終端發送報整信號，否則專家系統將給終端監控單元返回一個表明狀態正 常信號並同時要求終端監控單元將發送數據的速率初始化，同時專家系統將向主控單元報告 分析結果並停止運行。用戶終端包括監控地點主人和榮務服務臺，其中用戶能夠在接收到預 贅信號同時也能能夠對監控信息進行査詢。
上述終端監控單元由數據採集部分、數據處理部分、終端控制模塊部分及終端信號收發 模塊組成，終端控制模塊部分通過與主控單元的專家系統通信來對其他模塊進行狀態控制，
終端信號收發模塊負責對傳感器信息、視頻音頻等信息以有線或無線方式發送同時接收主控 單元發出的控制信號。
參照圖3，終端監控單元包括 一個或多個傳感器節點ll、 一個攝像頭12和一個音頻記 錄器13,傳感器節點用來採集諸如溫度、溼度、空氣指數和振動指數等環境情況指數等數據 信息，攝像頭和音頻記錄器用來在異常情況下時對監控現場進行拍照並錄音； 一個數據信息 處理模塊16用來接收傳感器信息輸入接口 14的信息，異常事件檢測模塊15實現對傳感器信 息的檢測以判斷是否有異常事件發生，圖像信息處理模塊17用來處理視頻信息、音頻信息處 理模塊18用來處理音頻記錄器輸入的信息 一個終端控制模塊10用來控制數據處理模塊的 信息處理速率、報警器100和攝像頭12及音頻記錄器13的工作狀態等，其中終端控制模塊 10主要與主控單元的專家系統20進行控制信息的交流；監控信號收發模塊19負責對各種傳 感器數據、視頻音頻信號及控制信號進行收發控制，它可以支持有線或無線傳輸方式。
圖3中終端監控單元中的終端控制模塊10主要控制該單元中數據處理模塊對數據處理的 速率，既在正常情況下，終端控制模塊接收到由專家系統發來的要求對採樣和發送速率初始 化的命令時，它將對數據處理模塊的採樣和發送初始為較小的速率，當發生異常事件時， 旦控制單元接收到由專家系統發來的要求重新設置速率的命令時，它將發送一個控制信號給 數據處理單元將它的採樣和傳輸速率重新設置為較大的值。直到異常事件解決後控制將再對 數據處理模塊進行速率初始化。
圖3中監控終端控制模塊10同時控制攝像頭12和音頻記錄器13的工作狀東，當接收到 主控單元專家系統20的請求確認命令時，它將啟動攝像頭12和音頻記錄器13開始對現場環 境進行錄像錄音。
圖3中監控終端控制模塊10負責在預警情況下觸發報螯器100報警。
圖3中終端監控單元中，當收集的數據正常時，它直接通過信號收發模塊將數據信息發 送出去，當收集的數值超過一定閾值時，將發送一個預警並請求啟動專家系統的信號。
主控單元包含專家系統和一個存儲伺服器，當主控單元收到監控終端發來的發現異常數 據及請求啟動專家系統的信息時，主控單元將啟動專家系統進入運行狀態，當專家系統被啟
動後，它首先根據對系統狀態的分析為終端監控單元返回一個確認啟動信號及速率參數設置 值的信號，它要求終端監控單元以較髙的速率採樣並發送數據，同時專家系統對終端監控部 分發來的傳感器數據及圖像和音頻信號進行詳細分析，當確認有預警狀況發生時，專家系統 將產生一個報警信號給終端用戶及警務服務臺，同時向終端監控單元發送一個要求觸發報警 器的信號；當分析結果顯示沒有預贅情況發生時，專家系統將向終端監控單元發送分析結果 並通知它將信息處理速率重新初始化為較低的速率，同時專家系統將退出運行。
參照圖4，主控單元由主控信號收發模塊21、信號處理模塊22、專家系統20、數據存儲 器23、網絡接口模塊24組成，信號處理模塊22負責接收由終端監控單元1發送的信號，存 儲器23按不同終端監控地址對接收數據進行存儲，專家系統20當被啟動後將設置一定的參 數，然後對終端監控單元發送的傳感器信息、視頻音頻信號進行智能分析並發送分析結果或 相應的預警信號。主控信號收發模塊2l支持有線或無線方式傳輸，網絡接口模塊24負責與 終端用戶進行交換數據。
圖4中主控單元當接收數據正常時，它將對接收數據經過一定的轉化後直接通過串行接 口傳送到數據存儲器，當接收到終端監控單元的預警並請求啟動專家系統的信號時，專家系 統20將調入專家系統應用程式並査詢當前工作狀態參數，專家系統20啟動後，它將根據系 統當前工作狀態參數為終端監控設備設置一定的採樣和傳輸速率值並發送。
圖4中主控單元網絡接口模塊24可提供多種網絡的接口，以實現和終端用戶之間的通信。
參照圖2，用戶終端包括監控地點主人和警務服務臺，其中警務服務臺能夠通過電話網 接收到主控單元發出的報警信號，而監控地點主人則既能夠通過電話網(移動或固定電話網) 與主控單元交流，也能夠以web方式訪問主控單元，簡訊方式能夠使用戶實時收到報警信號， 而web方式能夠方便用戶隨時隨地査詢監控信息，如果以web方式査詢，需通過身份認證才 能査詢。
本發明能夠為用戶提供一種具有高效率低誤報警率的遠程監控系統，能夠同時為較多數 量用戶提供監控服務，對監控地點信息異常情況處理實時性好，準確率高，並能及時向相關 榮務部門發送報警通知，用戶還能夠隨時隨地的通過多種網絡實現對監控地點信息的查詢。
權利要求
1、一種高效率低誤報警率的遠程監控系統，其特徵在於包括終端監控單元、用戶終端以及連接於二者之間的主控單元；其中，終端監控單元採集監控現場的數據信息發送給主控單元；主控單元對接收到的數據信息進行處理，根據終端監控單元的請求啟動專家系統對終端監控單元的現場信息採集進行控制，對接收到的監控現場信息進行綜合分析，並根據發生的警情實時向用戶終端發送報警信號。
2、 根據權利要求1所述的高效率低誤報瞀率的遠程監控系統，其特徵在於所述終端監 控單元包括數據採集模塊、數據處理模塊、終端控制模塊及監控信號收發模塊；其中，數據採集模塊採集監控現場信息監控信號收發模塊將經數據處理模塊處理後的監控現 場信息發送給主控單元同時接收主控單元發出的控制信號終端控制模塊通過與主控單元的 專家系統通信來對其他模塊進行控制。
3、 根據權利要求2所述的髙效率低誤報瞀率的遠程監控系統，其特徵在於所述數據採 集模塊包括傳感器節點、攝像頭和音頻記錄器；其中，傳感器節點採集監控現場的數據信息，攝像頭和音頻記錄器用於在異常情況下記錄監控 現場的圖像信息和音頻信息。
4、 根據權利要求2所述的髙效率低誤報蟹率的遠程監控系統，其特徵在於所述數據處 理模塊包括傳感數據信息處理模塊、圖像處理模塊和音頻信息處理模塊其中，傳感數據信息處理模塊用於對傳感器節點採集的數據信息進行異常檢測和處理後將結果 發送給監控信號收發模塊圖像處理模塊和音頻信息處理模塊分別對監控現場的圖像信息和 音頻信息處理後發送給監控信號收發模塊。
5、 根據權利要求4所述的高效率低誤報警率的遠程監控系統，其特徵在於所述傳感數據信息處理模塊包括數據信息處理模塊和異常事件檢測模塊；其中，數據信息處理模塊用於對傳感器節點採集的數據信息進行處理後發送到監控信號收發模 塊；異常事件檢測模塊用於對傳感器節點採集的數據信息進行異常事件檢測並將檢測結果發 送給監控信號收發模塊。
6、根據權利要求2所述的髙效率低誤報榮率的遠程監控系統，其特徵在於所述終端監 控單元還包括報警器，用於根據終端控制模塊發送的報整信號予以報警。
7、 根據權利要求1所述的髙效率低誤報整率的遠程監控系統，其特徵在於所述主控 單元除包括專家系統模塊之外，還包括主控信號收發模塊、信號處理模塊、數據存儲模塊和網絡接口模塊；其中，主控信號收發模塊用於和監控信號收發模塊相互通信收發信息，信號處理模塊將接收到 的終端監控單元發送的信號進行處理後發送到數據存儲模塊，網絡接口模塊用於和用戶終端 進行交換數據。
8、 根據權利要求1所述的高效率低誤報警率的遠程監控系統，其特徵在於所述用戶終端包括監控地點主人和警務服務臺。
9、 根據權利要求1至8任一權利要求所述的髙效率低誤報警率的遠程監控系統，其特徵 在於終端監控單元和主控單元通過有線或無線方式通信，主控單元和用戶終端通過電話網 或web方式通信。
10、 一種高效率低誤報轚率的遠程監控方法，其特徵在於，包括歩驟(1) 終端監控單元收集監控現場的數據信息並進行分析、處理與發送；(2) 主控單元對接收到的監控現場的數據進行處理，若收到終端監控單元啟動專家系統 的請求則啟動專家系統對終端監控單元的現場信息採集和發送進行控制；(3) 主控單元的專家系統對收到的現場信息進行分析處理，並根據發生的警情實時向用 戶終端發送報警信號。
11、 根據權利要求10所述的高效率低誤報警率的遠程監控方法，其特徵在於，所述歩驟 (1)具體為(11) 數據採集模塊對傳感器節點的數據信息進行收集並發送給數據處理模塊；(12) 數據處理模塊對接收的傳感器節點的數據信息進行處理和檢測，並將處理和檢測 的結果通過監控信號收發模塊發送給主控單元。
12、 根據權利要求ll所述的髙效率低誤報整率的遠程監控方法，其特徵在於，所述步驟 (12)具體為數據信息處理模塊對傳感器節點的數據信息進行處理後通過監控信號收發模塊發送給主 控單元；同時，異常事件檢測模塊對傳感器節點的數據信息進行異常事件檢測，並在檢測出異常 數據時通過監控信號收發模塊向主控單元發送啟用專家系統請求。
13、 根據權利要求10所述的髙效率低誤報繫率的遠程監控方法，其特徵在於，所述步驟(2) 具體為(21) 主控單元如果沒有收到終端監控單元發來的啟用專家系統請求時，則主控單元直 接將處理過的數據進行存儲；主控單元如果收到終端監控單元發來的啟用專家系統請求時， 則執行步驟(22);(22) 專家系統啟動後向終端監控單元返回啟動確認信息以及供終端監控單元重新設置 其處理信息速率的參數值；(23) 終端監控單元重新設置其處理信息速率並啟動攝像頭和音頻記錄器。
14、 根據權利要求10所述的髙效率低誤報警率的遠程監控方法，其特徵在於，所述步驟(3) 具體為(31)專家系統對傳感器節點的數據信息、攝像頭拍攝的圖像信息和音頻記錄器記錄的 音頻信息進行分析；如果確認有預警情況發生，則專家系統實時發送報警通知給用戶終端或/和終端監控單元 的報擎器；如果確認沒有預警情況，則專家系統通知終端監控單元無預警情況，並發出要求終端監 控單元初始化其信息處理速率的命令，同時退出運行。
全文摘要
本發明公開了一種高效率低誤報警率的遠程監控系統和方法，該遠程監控系統由多個終端監控單元、一個主控單元和終端用戶組成。其中終端監控單元和主控單元以有線或無線方式通信，主控單元和終端用戶通過各種電話網或web方式通信。專家系統的啟用可返回一個命令信號以控制終端監控單元，命令終端監控單元將數據的採樣/傳輸速率重新設置為較大的值，同時通過專家系統對終端數據信號及圖像音頻信號的詳細分析，能夠以低的錯誤率來確定是否有預警狀況，並可保證當一旦發生危險狀況時主控單元可實時準確的向終端用戶及響應的報警服務臺發出報警信號。本發明可實現對監控地點進行實時準確的遠程監控。
文檔編號G08B25/00GK101178833SQ200610138668
公開日2008年5月14日 申請日期2006年11月10日 優先權日2006年11月10日
發明者向繼東, 李立宏, 王秀峰, 程國棟 申請人:中興通訊股份有限公司