CN102659003B - 物联网监控系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种物联网监控系统，用于实现实时视频监控及设备状态监控，包括设备端，所述设备端包括图像摄取单元、图像编码单元、状态采集单元以及数据发送单元；所述图像摄取单元，用于拍摄图像；所述图像编码单元，用于将拍摄的图像编码为图像帧；所述状态采集单元，用于获取设备状态数据并将所述设备状态数据添加到对应时刻的图像帧中；所述数据发送单元，用于通过网络发送所述添加设备状态数据的图像帧。本发明还提供一种对应的方法。本发明通过将设备状态数据添加到对应的图像帧中并随图像帧一起发送，从而实现了监控视频和设备状态的完全同步。

Description

物联网监控系统及方法

技术领域

本发明涉及监控领域，更具体地说，涉及一种同时进行视频监控和设备状态监控的物联网监控系统及方法。

背景技术

电梯是一种以电动机为动力的垂直升降机，装有箱状吊舱，用于多层建筑载人或载运货物。现代社会中，电梯已经成为不可缺少的运输设备。电梯的存在使得高层建筑的交通更为便利。据中国电梯协会提供的信息显示，全国在用电梯总保有量已超过100万台，成为世界上电梯总保有量最多的国家。而且，随着我国城市化进程进入快速发展期，每年都将有近20万台新增电梯投入使用。而物联网是基于互联网的一种物与物、物与人的一种通信技术，随着社会的发展物联网技术也越来越多的应用到了电梯管理系统中,用以提高电梯运行的可靠性。

在电梯系统中，实时监控视频和电梯实时状态信息(包含楼层、电梯门的开关状态、运行方向等)，能够为各级用户提供较为直观、清晰、准确、稳定的电梯运行状态监视,为设备维修和故障诊断提供多方面的可能性。

目前的电梯系统中，电梯的实时监控视频和电梯的实时状态通常由不同协议来传输，比如电梯实时状态信息通常采用TCP协议周期性采集来传输，而电梯实时监控视频由于数据量大，多数采用UDP协议来传输。由于采用不同协议传输，在网络上的客户端(监控端)看到的电梯实时状态和电梯实时监控视频很容易出现不同步。

此外，也有采用相同的协议传输实时监控视频和电梯实时状态信息，并在数据包上加入时间戳信息。然而，由于网络延迟和阻塞的存在，要保持电梯实时状态和电梯实时监控视频同步也非常困难。

另外一种解决方法是加大电梯的实时状态数据的发送频率，这种方法的缺点是由于实时状态数据的数据量很小，协议中的头和其他控制字段的带来的开销比较明显，数据流量会急剧增加。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对上述设备监控视频与设备状态数据无法同步或同步成本较高的问题，提供一种物联网监控系统及方法。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是，提供一种物联网监控系统，用于实现实时视频监控及设备状态监控，包括设备端，所述设备端包括图像摄取单元、图像编码单元、状态采集单元以及数据发送单元；所述图像摄取单元，用于拍摄图像；所述图像编码单元，用于将拍摄的图像编码为图像帧；所述状态采集单元，用于获取设备状态数据并将所述设备状态数据添加到对应时刻的图像帧中；所述数据发送单元，用于通过网络发送所述添加设备状态数据的图像帧；该系统还包括监控端，所述监控端包括数据接收单元、状态分离单元、视频播放单元以及状态显示单元；所述数据接收单元，用于通过网络接收来自设备端的图像帧；所述状态分离单元，用于从所述图像帧中分离获得设备状态数据；所述视频播放单元，用于播放分离设备状态数据后的图像帧；所述状态显示单元，用于显示分离获得的设备状态数据。

在本发明所述的物联网监控系统中，所述状态采集单元仅将获取的设备状态数据添加到图像帧中的关键帧。

在本发明所述的物联网监控系统中，所述状态采集单元将所述设备状态数据添加于关键帧的尾部。

在本发明所述的物联网监控系统中，所述设备为电梯，所述设备状态数据包括楼层、电梯门的开关状态和/或电梯运行方向。

本发明还提供一种物联网监控方法，用于实现实时视频监控及设备状态监控，该方法包括以下步骤：

(a)设备端采样图像摄取装置拍摄的图像并将所述图像编码为图像帧；

(b)所述设备端获取设备状态数据并将所述设备状态数据添加到对应时刻的图像帧中；

(c)所述设备端通过网络发送所述添加设备状态数据的图像帧；

该方法还包括：

(d)监控端通过网络接收图像帧；

(e)所述监控端从所述图像帧中分离获取设备状态数据；

(f)所述监控端通过图像播放设备播放分离设备状态数据后的图像帧，并同时显示分离获得的设备状态数据。

在本发明所述的物联网监控方法中，所述步骤(b)中，所述设备状态数据仅添加到图像帧中的关键帧。

在本发明所述的物联网监控方法中，所述设备状态数据添加于关键帧的尾部。

在本发明所述的物联网监控方法中，所述设备为电梯，所述设备状态包括楼层、电梯门的开关状态和/或电梯运行方向。

本发明的物联网监控系统及方法，通过将设备状态数据添加到对应的图像帧中并随图像帧一起发送，从而实现了监控视频和设备状态的完全同步。并且，本发明由于将设备状态数据与图像帧共用控制字段，不会额外增加数据流量。

附图说明

图1是本发明物联网监控系统实施例的示意图。

图2是本发明物联网监控系统监控端的实施例的示意图。

图3是本发明物联网监控方法实施例的流程示意图。

图4是本发明物联网监控方法监控端的实施例的流程示意图。

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明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，是本发明物联网监控系统实施例的示意图，该系统用于实现实时视频监控及设备状态监控，上述设备可以是电梯、起重机或其他装置。该系统包括设备端10，且该设备端10包括图像摄取单元11、图像编码单元12、状态采集单元13以及数据发送单元14。在实际应用中，上述设备端10的各个单元可以位于同一物理设备，也可分散于多个物理设备并经由网络或数据线连接。

图像摄取单元11用于拍摄图像，例如该图像摄取单元11可以为朝向被监控设备的摄像头，可拍摄被监控设备的静态图片或动态视频。

图像编码单元12用于将拍摄的图像编码为图像帧，例如可将图像采用视频压缩技术编码为MPEG等格式的图像帧。特别地，编码后的多个图像帧可以组成视频码流，相应地，在每一图像帧中可包含时间戳信息以便解码播放时使用。

状态采集单元13用于获取待监控设备的设备状态数据(例如实时状态数据)并将获取的设备状态数据添加到对应时刻的图像帧中。在具体实现时，上述状态采集单元13可通过传感器等方式获取设备状态数据，也可直接连接到被监控设备的控制器采集相应数据。特别地，上述状态采集单元13可仅将获取的设备状态数据添加到图像帧中的关键帧，该关键帧可不依赖于其他图像帧而独立解码，例如MPEG4中的I帧。此外，上述设备状态数据可添加于关键帧的尾部，从而保持图像帧的完整性。

数据发送单元14用于通过网络发送添加设备状态数据的图像帧。在具体应用中，数据发送单元14可采用TCP协议或UDP协议发送图像帧到监控端。

由于同一时刻的视频图像和设备状态数据采用同一数据帧传递，因此上述视频图像和设备状态数据必然同时到达监控端20，从而实现了实时监控视频与设备实时状态的同步，使监控人员可准确掌握设备的工作状态。

上述物联网监控系统可应用于电梯系统，相应地，图像摄取单元11可安装于电梯轿厢内，而状态采集单元13则可通过相应的传感器获取电梯楼层、电梯门的开关状态和/或电梯运行方向等数据。

在实际应用中，上述系统还可包括监控端20。如图2所示，监控端20包括数据接收单元21、状态分离单元22、视频播放单元23以及状态显示单元24。在实际应用中，上述监控端20的各个单元可以位于同一物理设备，也可分散于多个物理设备并经由网络或数据线连接。

数据接收单元21用于通过网络接收来自设备端10的图像帧。数据接收单元21以与数据发送单元14相同的协议接收图像帧，例如可采用TCP协议或UDP协议接收图像帧。

状态分离单元22用于从数据接收单元21接收的图像帧中分离获得设备状态数据，例如从关键帧的尾部分离出设备状态数据。

视频播放单元23用于播放分离设备状态数据后的图像帧，从而实现实时监控视频的播放。而状态显示单元24则用于显示分离获得的设备状态数据。

如图3所示，是本发明物联网监控方法实施例的示意图，该方法用于实现实时视频监控及设备状态监控。在本实施例中，该方法包括以下步骤：

步骤S31：设备端采样图像摄取装置拍摄的图像并将采样的图像编码为图像帧，该图像帧可采用MPEG4、H.264等编码格式。在上述图像帧中，可包括时间戳信息。

步骤S32：设备端获取设备状态数据并将设备状态数据添加到对应时刻的图像帧中。该步骤中，设备状态数据可通过传感器或设备控制器获取。特别地，该步骤中可仅将获取的设备状态数据添加到图像帧中的关键帧(该关键帧可不依赖于其他图像帧而独立解码，例如MPEG4中的I帧)。此外，上述设备状态数据可添加于关键帧的尾部，从而保持图像帧的完整性。

步骤S33：设备端通过网络发送添加设备状态数据的图像帧。在具体应用中，设备端可采用TCP协议或UDP协议发送图像帧到监控端。

上述方法可应用于电梯监控，即待监控设备为电梯，相应的设备状态数据包括楼层、电梯门的开关状态和/或电梯运行方向等。

上述物联网监控方法还可包括以下步骤：

步骤S41：监控端通过网络接收设备端发送的图像帧，例如通过TCP协议或UDP协议。

步骤S42：监控端从步骤S41中接收的图像帧中分离获取设备状态数据，例如从关键帧的尾部分离出设备状态数据。

步骤S43：监控端通过图像播放设备播放分离设备状态数据后的图像帧，并同时显示分离获得的设备状态数据。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种物联网监控系统，用于实现实时视频监控及设备状态监控，包括设备端，其特征在于：所述设备端包括图像摄取单元、图像编码单元、状态采集单元以及数据发送单元；所述图像摄取单元，用于拍摄图像；所述图像编码单元，用于将拍摄的图像编码为图像帧；所述状态采集单元，用于获取设备状态数据并将所述设备状态数据添加到对应时刻的图像帧中；所述数据发送单元，用于通过网络发送所述添加设备状态数据的图像帧；该系统还包括监控端，所述监控端包括数据接收单元、状态分离单元、视频播放单元以及状态显示单元；所述数据接收单元，用于通过网络接收来自设备端的图像帧；所述状态分离单元，用于从所述图像帧中分离获得设备状态数据；所述视频播放单元，用于播放分离设备状态数据后的图像帧；所述状态显示单元，用于显示分离获得的设备状态数据。

2.根据权利要求1所述的物联网监控系统，其特征在于：所述状态采集单元仅将获取的设备状态数据添加到图像帧中的关键帧。

3.根据权利要求2所述的物联网监控系统，其特征在于：所述状态采集单元将所述设备状态数据添加于关键帧的尾部。

4.根据权利要求1所述的物联网监控系统，其特征在于：所述设备为电梯，所述设备状态数据包括楼层、电梯门的开关状态和/或电梯运行方向。

5.一种物联网监控方法，用于实现实时视频监控及设备状态监控，其特征在于：该方法包括以下步骤：

(a)设备端采样图像摄取装置拍摄的图像并将所述图像编码为图像帧；

(b)所述设备端获取设备状态数据并将所述设备状态数据添加到对应时刻的图像帧中；

(c)所述设备端通过网络发送所述添加设备状态数据的图像帧；

该方法还包括：

(d)监控端通过网络接收图像帧；

(e)所述监控端从所述图像帧中分离获取设备状态数据；

(f)所述监控端通过图像播放设备播放分离设备状态数据后的图像帧，并同时显示分离获得的设备状态数据。

6.根据权利要求5所述的物联网监控方法，其特征在于：所述步骤(b)中，所述设备状态数据仅添加到图像帧中的关键帧。

7.根据权利要求6所述的物联网监控方法，其特征在于：所述设备状态数据添加于关键帧的尾部。

8.根据权利要求5所述的物联网监控方法，其特征在于：所述设备为电梯，所述设备状态包括楼层、电梯门的开关状态和/或电梯运行方向。