CN105208086A - 基于物联网架构的分布式智能监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于物联网架构的分布式智能监控系统，通过将被监控设备划分为智能设备与非智能设备，针对智能设备采用智能接口将智能设备数据传送到传感网络进行处理，对非智能设备采用传感设备进行智能识别，通过传感设备将非智能设备得数据传送至传感网络，通过这两种方式实现被监控设备的数据识别；在传感网络部分，通过分布式与并行处理得方式对数据进行整合存储以及计算任务，提高数据处理效率；在应用层部分，通过对不同格式数据进行统一处理及识别，并经告警模块实现对被监控设备状态的监控，并进行被监控设备风险判断与故障预告。

Description

基于物联网架构的分布式智能监控系统

技术领域

本发明属于通信领域，具体涉及一种基于物联网的监控系统。

背景技术

“物联网”被看作信息领域一次重大的发展和变革机遇，它是由美国麻省理工学院Auto-研究中心(Auto-IDLabs)于1999年最早提出得，它最初得定义是把所有的物品通过GPS、红外传感等多种信息传感设备，按照约定得通信协议与互联网结合起来，以实现智能识别和智能管理。从物联网内涵、外延来看，物联网是在互联网的基础上发展起来的，是互联网和通信网得网络延伸和应用拓展，是通过感知手段与智能设备对我们周围的物理世界进行感知并识别，运用物联网、互联网等网络传输媒介传输，再进行周密计算、加工处理和深度挖掘，从而达到无核武、人和物之间进行信息交换和链接的目的，提升人对物理世界实时控制、精确管理和资源优化配置能力，从而实现生产生活的科学智能决策。

物联网是21世纪的研究热点领域，传感器网络作为其四大关键技术之一重要性可见。如今，由传感器网络得到的传感信息只是被管理者独有，传感网络之外的用户无法使用已有的传感资源，限制了传感网络的开放性，造成资源浪费。因而，信息处理成为不可逆转的发展趋势。信息处理是指不同部门、不同层次信息系统之间，信息产品和信息的交流与共用，就是把信息这一种越趋明显的资源在互联网时代中与其他人共同分享，以便更加合理地实现资源配置，节约社会成本，创造更多社会得财富。信息处理是提高信息资源利用率，也是避免在信息采集、信息管理和信息存贮上重复浪费的一个重要手段。

物联网是在互联网的基础上发展起来，和传统的互联网相比，物联网有其明显的特征。其中一个最重要的特征就是物联网上布置了不计其数的、各式各样的传感器装置，他们构成了物联网强大的信息采集来源，而每一种类型得传感器能够获得不同的信息格式以及内容，因而获得的数据量十分惊人。根据物联网的网络架构，物联网可以分为三层：收集信息的感知层、传输信息的网络层、后期处理信息并运用的应用层。感知层为最底层，应用层为最高层，从上至下，底层模块为上层模块服务。感知层的作用不言而喻，如果没有感知层准确的获取传感信息，其上的所有模块都不能发挥效力。感知层可以看做是人的皮肤神经末梢和眼耳鼻喉，它是物联网的识别体和采集信息的主要途径。纷繁的传感器以及信息传输节点传感器网管构成了感知层，感知层的设备包括像温度传感器、二氧化碳浓度传感器、二维码标签、湿度传感器、读写器和标签、GPS、摄像头等等。正因为如此感知层通过传感器收集到的传感信息内容仍然是相互封闭，彼此孤立的，传感信息只被管理者拥有，无法使其他用户发现传感信息。简而言之，虽然很多地方有传感器网络，但却无从将传感信息开放出去，造成严重的资源浪费。当务之急，在物联网的环境下，如何将海量传感信息以有效的方式组织起来，如何实现传感信息的共享成为急需解决的问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种基于物联网架构的分布式智能监控系统，通过一种有效的方式统一传感信息的对外表示方式，并采用一种发布资源的机制，从而实现访问者能够迅速地发现服务，并监控所需服务。

本发明的技术方案为：一种基于物联网架构的分布式智能监控系统，包括：感知层、网络层以及应用层；所述感知层包括：被监控设备、传感设备以及传感网络，传感设备采集被监控设备信息数据，并通过传感网络对数据进行整合存储与计算任务，所述数据整合存储以及计算任务均匀分布到传感网络各节点处理；所述网络层将经传感网络节点处理后的数据以预定格式传输到服务系统；所述应用层包括：采集控制模块、终端信息管理模块和数据显示模块，采集控制模块对被监控设备数据的采集进行控制，终端信息管理模块处理被监控设备的信息数据；数据显示模块对被监控设备处理结果进行显示。

进一步地，所述被监控设备包括：智能设备以及非智能设备，所述智能设备通过智能接口协议接入传感网络；所述非智能设备通过附加传感设备进行智能识别，将识别后的传感数据通过传感器传送到传感网络进行处理。

更进一步地，所述传感设备包含唯一可识别交互信息。

进一步地，所述网络层至少采用一种网络传输方式。

进一步地，所述应用层还包括告警模块，通过判断应用层获取的服务系统预定格式数据是否大于或等于设定阈值，若是，则启动告警，否则，不启动告警。

本发明的有益效果：本发明的一种基于物联网架构的分布式智能监控系统，通过将被监控设备划分为智能设备与非智能设备，针对智能设备采用智能接口将智能设备数据传送到传感网络进行处理，对非智能设备采用传感设备进行智能识别，通过传感设备将非智能设备得数据传送至传感网络，通过这两种方式实现被监控设备的数据识别；在传感网络部分，通过分布式与并行处理得方式对数据进行整合存储以及计算任务，提高数据处理效率；在应用层部分，通过设定格式对不同格式数据进行统一处理及识别，并经告警模块实现对被监控设备状态得监控，并进行被监控设备风险与故障预告。

附图说明

图1为本发明的一种基于物联网架构的分布式智能监控系统方案示意图。

图2为本发明提供的分布式与并行结构处理示意图。

图3为本发明提供的应用层示意图。

图4为告警功能管理示意图。

具体实施方式

为便于本领域技术人员理解本发明的技术内容，现结合附图对本发明的方案做进一步阐释。

如图1所示为本发明的方案示意图，本发明的方案为：一种基于物联网架构的分布式智能监控系统，包括：感知层、网络层以及应用层；所述感知层包括：被监控设备、传感设备以及传感网络，传感设备采集被监控设备信息数据，并通过传感网络对数据进行整合存储与计算任务，所述数据整合存储以及计算任务均匀分布到传感网络各节点处理；所述网络层将经传感网络节点处理后的数据以预定格式传输到服务系统；所述应用层包括：采集控制模块、终端信息管理模块和数据显示模块，采集控制模块对被监控设备数据的采集进行控制，终端信息管理模块处理被监控设备的信息数据；数据显示模块对被监控设备处理结果进行显示。

物联网主要由三层体系架构，感知层、网络层以及应用层。

物联网感知层包含被监控设备以及传感网络等，所有被监控设备分为两类：一是智能设备，例如，开关电源、空调、通风系统等，智能设备直接通过智能接口协议接入本申请的监控系统；二是非智能设备，例如，电池、机柜、地线、温度以及湿度等为非智能设备，这里以温度为例，本申请中通过附加温度传感器进行温度的智能识别，将温度传感器识别到的温度数据传送至传感网络进行数据整合存储以及计算任务，因此非智能设备，首先通过附加传感设备进行智能化处理，但不局限于传感设备，还可通过检测仪以及标签等方式对非智能设备进行智能化处理。

来自不同被监控设备的未经处理的原始数据，包括结构化数据和非结构化数据，均存入HDFS，也可通过通信适配和信息适配后转换为标准格式的信息存入Oracle数据库。如图所示为分布式和并行处理模型结构示意图，箭头表示信息传输方向，由图2可知，共包括三层：计算层、存储层以及数据源层；其中存储层主要由Oracle，HBase和HDFS组成，收集到得海量传感数据直接存入HDFS也可经过适配与转换解析出有效信息，实时插入Oracle数据库。Oracle负责存储当前传感器信息并支持简单的检索任务。通过周期性地将Oracle数据库中数据写入HBase和HDFS，解决Oracle数据库对大数据集查询效率低下的问题。HBase和HDFS通过bulk-load方式传输数据。

计算层采用MapReduce算法并行处理来自存储层得传感信息，处理结果写入HDFS。

物联网网络层包含多种网络传输模式，例如，IP、E1、无线以及串口等。不同通信网络，例如，VPN、SDN、GPRS、3G、SMS等，在本申请得监控系统实施中涉及到得网络传输方式至少包括一种，一般为多种不同类型网络传输并存，故本申请得网络层具有兼容性，实现对不同类型的网络传输方式进行融合，在进行监控系统业务维护时，则不必关心采用何总网络传输方式。

应用层主要分为各业务模块实现对不同监控对象的监控管理。如图3所示为应用层示意图，主要包括：采集控制模块、终端信息管理模块和数据显示模块，采集控制模块对被监控设备数据采集进行控制；终端信息管理模块处理被监控设备反映出的信息特征；数据显示模块对被监控设备处理结果进行显示，根据处理结果以及显示结果采取相应措施。

应用层还包括告警模块，如图4所示为告警功能管理示意图，通告现场监控单元监测采集到的数据，传送到监控系统，告警处理服务结合告警变量阀值进行判断是否告警，同时告警处理服务进行一系列的告警处理功能进行逻辑上的判断，如告警过滤、告警翻转、告警延时、告警屏蔽、告警拟合等，最后在显示模块进行告警呈现。

告警响应是针对已呈现的告警进行响应处理。当告警产生，系统自动进行告警提示响应，如语音播报、鸣警笛、弹出信息提示框、或通过响应处理服务自动告警信息短信转发给对应负责人。

告警数据查询指在业务台对历史告警或当前告警信息进行查询，根据关键词进行分类统计，并可连接打印设备进行打印。

本发明通过将被监控设备划分为智能设备与非智能设备，针对智能设备采用智能接口将智能设备数据传送到传感网络进行处理，对非智能设备采用传感设备进行智能识别，通过传感设备将非智能设备得数据传送至传感网络，通过这两种方式实现被监控设备的数据识别；在传感网络部分，通过分布式与并行处理得方式对数据进行整合存储以及计算任务，提高数据处理效率；在应用层部分，通过设定格式对不同格式数据进行统一处理及识别，并经告警模块实现对被监控设备状态得监控，并进行被监控设备风险与故障预告。

本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (5)

1.一种基于物联网架构的分布式智能监控系统，包括：感知层、网络层以及应用层；所述感知层包括：被监控设备、传感设备以及传感网络，传感设备采集被监控设备信息数据，并通过传感网络对数据进行整合存储与计算任务，所述数据整合存储以及计算任务均匀分布到传感网络各节点处理；所述网络层将经传感网络节点处理后的数据以预定格式传输到服务系统；所述应用层包括：采集控制模块、终端信息管理模块和数据显示模块，采集控制模块对被监控设备数据的采集进行控制，终端信息管理模块处理被监控设备的信息数据；数据显示模块对被监控设备处理结果进行显示。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网架构的分布式智能监控系统，其特征在于，所述被监控设备包括：智能设备以及非智能设备，所述智能设备通过智能接口协议接入传感网络；所述非智能设备通过附加传感设备进行智能识别，将识别后的传感数据通过传感器传送到传感网络进行处理。

3.根据权利要求2所述的一种基于物联网架构的分布式智能监控系统，其特征在于，所述传感设备包含唯一可识别交互信息。

4.根据权利要求1所述的一种基于物联网架构的分布式智能监控系统，其特征在于，所述网络层至少采用一种网络传输方式。

5.根据权利要求1所述的一种基于物联网架构的分布式智能监控系统，其特征在于，所述应用层还包括告警模块，通过判断应用层获取的服务系统预定格式数据是否大于或等于设定阈值，若是，则启动告警，否则，不启动告警。