CN101304435A - 一种远程监控系统及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种远程监控系统及其方法。通过介于用户端及现场应用端之间增加的应用处理模块，实现了用户端与现场应用端的互动。除了能够对监控前端各模块的模式进行配置和调整之外，还能通过应用处理模块作为中继实现现场应用端的实时联系和/或控制，并能实现用户端与现场应用端之间的信息资料的交互和存储。极大地提高了远程监控系统的实时性和有效性，并拓展了远程监控系统的功能。
Description
技术领域
本发明涉及远程监控领域。
背景技术
近年来，随着越来越多的电子设备和网络在家庭、企业中得到使用以及数字信息和媒体的发展，远程连通性也得以迅速发展。然而，尽管目前的远程监控系统可以实现远程视频监控，但其主要是实现从监控前端到用户端的单方向的信息传递，例如：消息，视频，音频，多媒体等，而从用户端到监控前端方向的信息传递局限于对监控信息获取相关的控制，如调整摄像头方向，系统参数配置等，而缺少对监控现场的实时联系及控制。
除此之外，现有的远程监控系统大多是基于Internet实现远程信息的互通，其构架方式决定了网络延时的不可控性，实时性较差。其不但功能单一、缺乏信息的双向互通，也难以满足远程实时监控目标的需求。
发明内容
本发明有感于此，首创提出了一种能够双向提供信息并能实时控制的远程监控机制。并且，针对现有Internet网路的不可控性，本发明特别提出了一种基于3G通信技术的能够双向提供信息并能实时控制的远程监控机制。其包含相应的方法及系统，利用该机制能够对监控现场实时进行有目标的信息通信和控制，真正意义上实现了用户端与现场应用端的互动，并且当基于3G通信技术进行构架时，从实时性，实用性方面全面提升监控的有效性，并拓展了远程监控的功能。
为了实现上述目的，本发明提供一种远程监控系统，其包括：监控前端，用于监控信息的获取并通过通信网络将监控信息传递到用户端；通信网络，用于监控前端和用户端之间的信息交换及管理；用户端，用于监控信息的接收及使用；以及应用处理模块，用于将用户端的信息或指令转换为现场应用端可接受的形式或格式，并将转换后的信息或指令提供给所述现场应用端，以提供实时联系及控制。
为了实现上述目的，本发明还提供一种用户端对现场应用端进行远程监控的方法，所述用户端与现场应用端之间通过通信网络交互信息，其中：
用户端发出控制现场应用端的信息或指令；
将所述信息或指令进行转换为现场应用端可接受的形式或格式，以提供实时联系及控制。
为了实现上述目的，本发明还提供一种远程监控系统中的监控前端，远程监控系统还包括通信网络，与通过通信网络和监控前端之间通信的用户端，其中：
所述监控前端获取监控信息并通过通信网络将监控信息传递到用户端；所述监控前端还包括应用处理模块，用于将用户端的信息或指令转换为现场应用端可接受的形式或格式，以提供实时联系和/或控制。
与现有技术相比，本发明除了能够对监控前端各模块的模式进行配置和调整之外，还能对现场应用端进行实时联系和控制，并能实现用户端与现场应用端之间的信息实时交互。本发明可以广泛应用于安防监控领域，为用户端及现场提供实时的联系和控制。结合家庭网络，智能家居，工业自动控制等领域的发展会有广阔的应用前景。
附图说明
下面将参照附图对本发明的具体实施方案进行更详细的说明，其中：
图1为远程监控系统的示意架构图；
图2为应用处理模块的优选架构图；
图3为远程监控流程示意图；
图4为应用处理模块的另一优选架构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚，以下结合附图以及实施例对本发明的远程监控机制的优选方案进行详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅是用以解释本发明的远程监控机制的发明构思，并不用于限定本发明。
图1为本发明的远程监控系统的示意架构图。如图1所示，本发明的远程监控系统100主要由监控前端110、通信网络120、用户端130组成。监控前端110完成监控信息的获取并通过通信网络将监控信息传递到用户端。通信网络120用于完成监控前端110和用户端130之间的信息交换及可能的管理。用户端130完成监控信息的接收及使用，其可对监控前端的各模块的工作模式进行配置和调整。此外，本发明的远程监控系统100中还具有一应用处理模块140，用于实现对现场应用端150的实时联系和控制。
其中，监控前端110可进一步包括信息获取模块112，信息处理模块114，信息管理模块116，信息传输模块118。信息获取模块112用于完成视频，音频，报警等现场监控信号的采集，信息处理模块114用于完成对监控信息的必要处理如视频压缩编码等，信息管理模块116用于完成信息的存储，解释等，信息传输模块118用于完成监控前端与通信网络120之间的信息传递。
当应用处理模块140处于监控前端110中时，信息管理模块116还可以具有一信息分发子模块(未图示)，用于完成信息或指令的分发。其将传递给监控前端的信息或指令进行区分并转发，以将相应的信息分别发送至对应的模块112、114、116、118或应用处理模块140。例如，监控前端收到调整信息获取模块112(如摄像头)的方向的指令Ia，以及控制现场应用端150向用户端130传送多媒体文件的指令Ib等。信息分发子模块则于收到这些指令后，将指令Ia发送至信息获取模块112、将指令Ib发送至应用处理模块140。经由该信息分发子模块，能够避免信息或指令的混乱，确保信息或指令能够及时、准确的抵达，从而为各功能模块的工作提供更为便利的保障。此外，当用户端130向监控前端110发出信息或指令时，其可同时将信息或指令进行标识，如添加至少一个标识符或标识字段，以便信息分发子模块能够方便的按照信息或指令的标识进行分发操作。
通信网络120优选的为移动通信网络(如3G通信网路)，并可基于CS(电路交换)的通信信道，或基于PS(分组交换)的通信信道，通信网络120可进一步包括为实现信息传递所需的设备，及相关管理的模块(未图示)。
现场应用端150是监控前端110监控的对象的集合，也可以是管理、控制具体监控对象的模块，例如可以是家庭网络或智能家居中的诸如电视机、DVD、计算机等家庭娱乐设备或诸如冰箱、洗衣机、热水器等家居设备的一个或多个的集合，也可以是工业自动控制中的控制中心或具体实施操作的机器等。优选的，现场应用端150通过无线方式与监控前端110和/或应用处理模块140进行联系和通信。
图2为本发明应用处理模块的优选架构图。如图2所示，应用处理模块140可以包括应用管理子模块142和应用传输子模块144。其中应用管理子模块142用于完成用户端130及现场应用端150之间的信息解释及格式转换，例如可为一嵌入式CPU，通过固件的形式完成用户端指令的解释，信息格式的转换。应用传输子模块144提供监控前端110和现场应用端150之间通信所需的物理接口(未图示)。该物理接口可为一个或多个，并可通过有线和/或无线的方式实现监控前端110和现场应用端150之间的通信，例如可以是IP，USB，电话线，电力线，同轴线等有线接口。优选的，本发明中以支持WLAN，蓝牙，Zigbee，无线USB，红外等的无线接口构建应用传输子模块144的物理接口。
本发明提供的应用处理模块140介于用户端130与现场应用端150之间，通过应用处理模块可以完成(授权)用户端通过该通信网络对监控现场的一个或多个应用端的控制及数据交互。
应当理解的是，应用处理模块可以体现为软件或硬件。当以硬件形式构建时，其可以整合为一体，也可以依据其具体功能构建为多个功能模块的组合，如图2即为多模块构建的一种示例。
此外，本发明的应用处理模块140不仅限于存在于监控前端110中，也可存在于用户端130或通信网络120中。当用户端130发出信息或指令后，先由应用处理模块140进行指令的解释或信息格式的转换等，然后由监控前端110发送给现场应用端150，从而实现其实时联系和控制的目的，并且，通过这两种构建方式也能减少监控前端110本身的信息处理负荷或硬件成本。
下面结合应用实例及附图进一步说明本发明的实现方式及优势。
<第一实施例>
图3为本发明的远程监控流程示意图。
如图3所示，以一用于自动化车间的远程监控机制为例，其中用户端130为手机，监控通信网络120是基于CS(电路交换)的3G无线通信信道，现场应用端是自动化车间或其设备控制中心。
现场应用端150于步骤300中检测到现场的异常情况，如火警、或某个设备工作异常等进行报警。
步骤302中，现场应用端150通过通信网络120向用户端130报警(呼叫)。
通道建立后用户端130于步骤304中进行视频监控，发现现场发生火警或设备异常。之后于步骤306通过通信网络120发送指令，指示关闭相应区域的电源或给设备进行复位。
用户端130的信息或指令于步骤308中通过通信网络120传送至监控前端110，监控前端110的信息传输模块118于步骤310中接收由用户端130发来的信息或指令。
监控前端110中的信息管理模块116于步骤312中对接收的信息或指令进行必要的存储，解释以及分发等处理，并于步骤314中将与应用处理模块140相关信息发送给应用处理模块140的应用管理子模块142。
应用管理子模块142于步骤316中将用户端130发来的信息或指令转换为现场应用端150可接受的形式或格式，并于步骤318中通过相应的应用传输子模块144(电力线或无线)将断电指令或复位指令发送给现场应用端150(如，相应区域的电源控制模块或设备控制中心)。
现场应用端150于步骤320中接收并实现切断电源或设备复位的控制。
该例中应用管理子模块通过专用软件实现，可实现对特定指令的解释，应用传输子模块可由一个或多个标准通信接口组成，系统升级及扩展方便。而且从中也可以看到，通过本发明的远程监控机制，监控的实时性和有效性得到很大提高，同时人力成本得以降低。
此外，现场应用端150可以向用户端130反馈指令实施的结果。其流程与上述流程逆向。而用户端130本身也可以自主启动实时的视频监控，以观测现场执行指令前后的情况。
另一个例子是一用于家庭的远程监控系统，其用户端为手机，监控通信网络是基于PS(分组交换)的通信信道，监控前端的应用处理模块支持闪联标准，其应用管理子模块完成监控通信网络和家庭网络之间的协议转换及数据管理，应用传输子模块为WLAN通信接口，实现监控前端与家庭网络之间的信息传输；用户可以利用手机进行视频监控，也可以根据现场情况通过应用处理模块与家庭网络中的其他设备(现场应用端)进行信息交互。
<第二实施例>
图4为本发明的应用处理模块的另一优选架构图。如图4所示，应用处理模块400可以包括速率匹配子模块402，优先权设置子模块404，应用管理子模块406，以及应用传输子模块408。其中，应用管理子模块406和应用传输子模块408的功能及原理与本发明第一实施例相同。此外，本发明于第二实施例中在应用处理模块中特别构建了速率匹配子模块402及优先权设置子模块404，以使本发明的优势更加明显。
如上所述，本发明通过利用应用处理模块作为中继，特别是在3G通信技术的基础上利用应用处理模块作为中继，实现了用户端与现场应用端的双向实时联系和控制，其实时性及可控性较现有技术有了很大的提升。
然而可能存在的一个问题是，现场应用端的数据传输速率可能与通信网络的信道数据传输速率不匹配。一方面，当采用大信道容量的通信网络，尤其是采用可以支持电路交换模式下的视频通信的3G通信网路时，通信网络的信道容量及通信的实时性得到很大的提升，但现场应用端可能仍为现有的陈旧设备，其信息的接收或传输速率较为落后，由此当大量信息或指令蜂拥而至时，容易造成信息或指令的拥堵或丢失，进而使远程监控的实时性、有效性大打折扣。另一方面，当现场应用端更新为数据接收或传输能力更强的新式设备或家庭娱乐设施时，现有的通信网络也可能跟不上技术革新的步伐，从而使新式设备或家庭娱乐设施的功能难以全面发挥。
为此，本发明于应用处理模块400中构建了速率匹配子模块402。该速率匹配子模块402用于完成信息或指令双向传输速率的匹配。其将通信网络或监控前端的信息管理模块发送/转发的数据进行速率的转换或调整。基于其应用传输子模块408不同的通信接口，将不同的传输速率转换或调整为与现场应用端的接收能力一致。同时，将现场应用端发送的信息的速率转换或调整为与通信网络的信息接收速率一致。由此不但能避免信息或指令的堵塞或丢失，也能是新式设备的功效得以充分发挥。
此外，可能存在的另一个问题是，关键信息或指令可能不能及时送达用户端(现场应用端)，或者多个信息或指令相互冲突产生执行上的混乱。例如用户端向现场的设备控制中心传送某个信息或文件，并需要提取该设备控制中心的配置信息。此时，远程监控设备会在执行完前一指令后再执行配置信息的提取指令，但当用户端急需提取该配置信息时，这一执行顺序容易造成时机的延误。
为此，本发明构建了优先权设置子模块404。优选的，该优先权设置子模块404构建于应用处理模块400中，但显然，该优先权设置子模块404还可构建于用户端中。该优先权设置子模块404用于设置各指令或信息的优先权等级，以确定各指令或信息的执行顺序，从而避免指令或信息之间的冲突，并保障用户端或现场应用端的关键指令或信息能够及时、优先送达。
例如在上述的例子中，当用户端急需提取配置信息时，其可在发出的提取指令中添加相应的标识符或标识字段。由此，当该提取指令到达优先权设置子模块404时，该优先权设置子模块404依据其标识设定其优选权等级为较高级别，由此，应用处理模块400依据其优先权等级将该具有较高级别的提取指令优先发往现场的设备控制中心。反之，当现场应用端向用户端发送信息或指令时，亦可由该优先权设置子模块404设置各信息或指令的优选权级别。
可选的，该优先权设置子模块404自身配置有优选权设置规则，如用户端优先于现场应用端、指令优先于信息数据、亦或灾情警报(或相关处理指令)优先等各种优先权设置规则。由此在优先权设置子模块404运行之中，即可自身调节各指令或信息的执行顺序，以确保远程监控系统运作的实时性及有效性。
<第三实施例>
第三实施例是本发明远程监控机制的另一应用优势。本发明的远程监控机制除了上述的能够对监控前端各模块的模式进行配置和调整，以及能与现场应用端进行有线，特别是无线实时联系和控制之外，还能通过应用处理模块140作为中继实现用户端130与现场应用端150之间的信息资料的交互和存储。
例如用户端130可将其喜好的音频/视频资料通过通信网络120发送到监控前端110，并由应用处理模块140作为中继进行形式或格式调整后转发至家庭娱乐设备(例如媒体播放器、计算机等)进行保存，以便于回家后欣赏。或者当用户端130处于外地并意欲获取存储在家庭设备里的某一资料时，也可经由应用处理模块140作为中继向现场应用端150调用。
此外，这一信息资料交互的流程也可由现场应用端发起。例如当现场设备控制中心在运行中发现自身的权限等级不够或配置文件缺失时，可以经由应用处理模块140向用户端130(如远程监控中心)索取相应的权限或配置文件。
显而易见，在此描述的本发明可以有许多变化，这种变化不能认为偏离本发明的精神和范围。因此，所有对本领域技术人员显而易见的改变，都包括在本权利要求书的涵盖范围之内。
Claims (32)
1、一种远程监控系统，其特征在于包括：
监控前端，用于监控信息的获取并通过通信网络将监控信息传递到用户端；
通信网络，用于监控前端和用户端之间的信息交换及管理；
用户端，用于监控信息的接收及使用；以及
应用处理模块，用于将用户端的信息或指令转换为现场应用端可接受的形式或格式，以提供实时联系和/或控制。
2、根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述应用处理模块还包括用于将所述信息或指令转换为现场应用端可接受的形式或格式的应用管理子模块；以及
将转换后的信息或指令发送给现场应用端的应用传输子模块。
3、根据权利要求2所述的系统，其特征在于：所述应用传输子模块为一个或多个无线通信接口。
4、根据权利要求2所述的系统，其特征在于：所述应用传输子模块的通信接口为802.11a/b/g，蓝牙，红外，IP，ZigBee，或无线USB中的至少之一。
5、根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述应用处理模块处于监控前端中，以及
所述监控前端还包括信息分发子模块，用于分发所述用户端发送的信息或指令，并将相关信息或指令提供给应用处理模块。
6、根据权利要求5所述的系统，其特征在于：所述信息分发子模块依据信息或指令的标识符或标识字段进行分发操作。
7、根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述应用处理模块处于所述用户端或所述通信网络中。
8、根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述现场应用端实施转换后的信息或指令并给出应答，所述应答经由所述应用处理模块处理后送回所述用户端。
9、根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述用户端与所述现场应用端经由所述应用处理模块进行信息资料、影像资料的交互。
10、根据权利要求1或5所述的系统，其特征在于：所述应用处理模块还包括速率匹配子模块，用于匹配所述信息或指令的双向的传输速率。
11、根据权利要求1-9之一所述的系统，其特征在于：还包括优先权设置子模块，用于设置所述指令或信息的优先权等级。
12、根据权利要求1-9之一所述的系统，其特征在于：所述应用处理模块为一专用软件或一嵌入式cpu，和/或
所述应用处理模块支持闪联通信标准。
13、根据权利要求1-9之一所述的系统，其特征在于：所述通信网络为移动通信网络，以及所述通信网络的信道连接是基于电路交换的信道连接。
14、一种用户端对现场应用端进行远程监控的方法，所述用户端与现场应用端之间通过通信网络交互信息，其特征在于所述方法包括：
用户端发出控制现场应用端的信息或指令；
将所述信息或指令进行转换为现场应用端可接受的形式或格式，以提供实时联系和/或控制。
15、根据权利要求14所述的方法，其特征在于：所述信息或指令的转换步骤在监控前端中进行，所述监控前端用于接收用户端发出的信息或指令。
16、根据权利要求15所述的方法，其特征在于：所述监控前端还将所述用户端发送的信息或指令进行分发。
17、根据权利要求16所述的方法，其特征在于：所述分发信息的步骤是依据信息或指令的标识符或标识字段进行的。
18、根据权利要求14所述的方法，其特征在于：所述信息或指令的转换步骤是在所述用户端或所述通信网络中进行。
19、根据权利要求14所述的方法，其特征在于：所述现场应用端实施转换后的信息或指令并给出应答，所述应答经转换后送回所述用户端。
20、根据权利要求14所述的方法，其特征在于：所述用户端与所述现场应用端之间进行信息资料、影像资料的交互。
21、根据权利要求14或15所述的方法，其特征在于还包括：将现场应用端及通信网络的传输速率进行双向匹配的步骤。
22、根据权利要求14-20之一所述的方法，其特征在于还包括：设置所述指令或信息的优先权等级的步骤。
23、根据权利要求14-20之一所述的方法，其特征在于：所述通信网络为移动通信网络，以及所述通信网络的信道连接是基于电路交换的信道连接。
24、一种远程监控系统中中继处理信息或指令的应用处理装置，其特征在于包括：
应用管理子模块，用于将所述信息或指令转换为现场应用端可接受的形式或格式；
应用传输子模块，用于将转换后的信息或指令发送给现场应用端；以及
速率匹配子模块，用于匹配所述信息或指令的双向的传输速率；
优先权设置子模块，用于设置所述指令或信息的优先权等级。
25、一种远程监控系统中的监控前端，所述远程监控系统还包括通信网络，以及与通过通信网络和监控前端之间通信的用户端，其特征在于：
所述监控前端获取监控信息并通过通信网络将监控信息传递到用户端；所述监控前端还包括应用处理模块，用于将用户端的信息或指令转换为现场应用端可接受的形式或格式，以提供实时联系和/或控制。
26、根据权利要求25所述的监控前端，其特征在于：所述应用处理模块还包括用于将所述信息或指令转换为现场应用端可接受的形式或格式的应用管理子模块；以及
将转换后的信息或指令发送给现场应用端的应用传输子模块。
27、根据权利要求25或26所述的监控前端，其特征在于：所述应用处理模块还包括用于匹配所述信息或指令的双向的传输速率的速率匹配子模块；以及
用于设置所述指令或信息的优先权等级的优先权设置子模块。
28、根据权利要求25所述的监控前端，其特征在于：所述应用传输子模块为一个或多个无线通信接口。
29、根据权利要求25所述的监控前端，其特征在于：所述应用传输子模块的通信接口为802.11a/b/g，蓝牙，红外，IP，ZigBee，或无线USB中的至少之一。
30、根据权利要求25所述的监控前端，其特征在于：所述监控前端还包括信息分发子模块，用于分发所述用户端发送的信息或指令，并将相关信息或指令提供给应用处理模块。
31、根据权利要求30所述的监控前端，其特征在于：所述信息分发子模块是依据信息或指令的标识符或标识字段进行分发操作的。
32、根据权利要求25所述的监控前端，其特征在于：所述现场应用端实施转换后的信息或指令并给出应答，所述应答经由所述应用处理模块处理后送回所述用户端。
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