CN106953921B - 一种云服务器、环境感知装置、系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种云服务器、环境感知装置、系统及其控制方法，属于信息感知和融合处理技术领域。本发明智能环境感知系统包括：云服务器和多个环境感知装置，所述云服务器包括第一信息发送模块、第一信息接收模块、环境感知模型模块以及调整信息发送模块；所述环境感知装置包括第二信息接收模块、环境数据采集模块、装置状态监测模块、中央控制处理模块、第二信息发送模块以及调整信息接收模块。本发明实施例的智能环境感知系统包括云服务器和多个环境感知装置，系统的扩充能力强，根据接收到的环境数据信息和装置状态信息不断调整环境感知模型模块的感知策略，使得环境感知系统运行更高效、更准确，提高系统运行的自动化和智能化水平。

Description

一种云服务器、环境感知装置、系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种云服务器、环境感知装置、系统及其控制方法，属于信息感知和融合处理技术领域。

背景技术

随着实体世界数字化，比如：工业自动化，商业及民用等领域对智能化环境感知的要求越来越高，虽然市场上有些类似产品或系统，但或多或少都存在不足，主要的问题有：

(1)通常的环境感知系统感知的项目比较少，也比较单一，比如主要集中在个别参数，并不能反映整体的环境状况，而且很多的环境参数是相互关联和影响的，单一类型的传感器配置可能会导致感知数据有较大的偏差。

(2)通常的环境感知系统所配置的环境数据传感器都是固定的，不能根据需要即插即用、在线增减，使用上的灵活性不足。

(3)通常的环境感知系统所配置的无线通信方式都是固定的，不能根据需要即插即用、在线增减，使用上的灵活性不足。

(4)通常的环境感知系统不具备系统的扩充能力，限制了应用场景及使用规模的扩展。

(5)所有的数据都集中到云端处理和分析，大大降低了系统的响应速度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种云服务器、环境感知装置、系统及其控制方法，包括云服务器和多个环境感知装置，多个环境感知装置相互配合工作使得系统的扩充能力强，应用场景广泛，根据环境数据信息和装置状态信息不断调整环境感知策略，使得系统运行更高效、更准确，提高系统运行的自动化和智能化水平。

本发明提供技术方案如下：

一方面，本发明提供了一种云服务器，包括：

第一信息发送模块，用于向环境感知装置发送设置参数信息以及ID标识；

第一信息接收模块，用于接收环境感知装置发送的环境数据信息和装置状态信息；

环境感知模型模块，用于根据接收到的所述环境数据信息和装置状态信息生成参数调整信息；

调整信息发送模块，用于向环境感知装置发送所述参数调整信息。

根据本发明的一实施方式，所述环境感知模型模块包括环境感知模型单元、第一存储单元和计算单元，所述环境感知模型单元用于建立环境感知模型；

所述第一存储单元用于存储环境感知模型信息、所述环境数据信息和装置状态信息；

所述计算单元用于根据所述环境感知模型信息、所述环境数据信息和装置状态信息计算所述参数调整信息。

一种环境感知装置，包括：

第二接收模块，用于接收云服务器发送的所述环境感知装置的设置参数信息以及ID标识；

环境数据采集模块，包括一个或多个环境传感器，用于采集多种环境传感数据；

装置状态监测模块，用于向中央控制处理模块发送监测到的装置状态信息；

中央控制处理模块，用于处理所述多种环境传感数据生成环境数据信息；

第二信息发送模块，用于向云服务器发送所述环境数据信息和装置状态信息；

调整信息接收模块，用于接收云服务器发送的所述参数调整信息。

根据本发明的一实施方式，所述中央控制处理模块包括数据处理单元和第二存储单元，所述第二存储单元用于环境传感数据和装置状态信息的临时存储。

根据本发明的另一实施方式，所述中央控制处理模块与信息发送模块的通信方式为UART、SPI以及IIC的一种或多种。

根据本发明的另一实施方式，所述环境传感数据包括但不限于温度、湿度、PM2.5、PM10、一氧化碳、二氧化碳、一氧化氮、二氧化氮、TVOC、醛类、醇类、烃类、噪音、光照、振动、气压、热量及PH值。

一种智能环境感知系统，包括：云服务器和多个环境感知装置，

所述云服务器包括第一信息发送模块，用于向环境感知装置发送设置参数信息以及ID标识；第一信息接收模块，用于接收环境感知装置发送的环境数据信息和装置状态信息；环境感知模型模块，用于根据接收到的所述环境数据信息和装置状态信息生成参数调整信息；以及调整信息发送模块，用于向环境感知装置发送所述参数调整信息；

所述环境感知装置包括第二信息接收模块，用于接收云服务器发送的所述环境感知装置的设置参数信息以及ID标识；环境数据采集模块，包括一个或多个环境传感器，用于采集多种环境传感数据；装置状态监测模块，用于向中央控制处理模块发送监测到的装置状态信息；中央控制处理模块，用于处理所述多种环境传感数据生成环境数据信息；第二信息发送模块，用于向云服务器发送所述环境数据信息和装置状态信息；以及调整信息接收模块，用于接收云服务器发送的所述参数调整信息。

根据本发明的一实施方式，所述多个环境感知装置之间可相互通信，组网方式为MESH或P2P。

根据本发明的另一实施方式，所述多个环境感知装置之间以及多个环境感知装置与云端服务器之间通信方式为蓝牙、WIFI、ZigBee、GPRS、NB-IoT、LoRa、Sigfox及RFID的一种或多种。

另一方面，本发明还提供了一种智能环境感知系统的控制方法，包括：

向环境感知装置发送设置参数信息以及ID标识；

处理环境感知装置采集的多种环境传感数据生成环境数据信息；

获取环境感知装置的装置状态信息；

根据接收到的环境感知装置发送的环境数据信息和装置状态信息生成参数调整信息；

根据所述参数调整信息调整环境感知装置的参数。

本发明的有益效果如下：

本发明实施例的智能环境感知系统包括云服务器和多个环境感知装置，云服务器分别与多个环境感知装置之前通过无线通信，整个智能环境感知系统中环境感知装置的数量可以为两个、三个或者四个，甚至更多，可以根据需要增加或删减，使得环境感知系统的扩充能力强，应用场景及使用规模广泛。本发明实施例智能环境感知系统的云服务器根据接收到的环境数据信息和装置状态信息不断调整环境感知模型模块的感知策略，调整环境感知装置的参数设置，以使环境感知系统运行更高效、更准确，提高系统运行的自动化和智能化水平。本发明实施例智能环境感知系统的环境感知装置配备数据处理功能和相互联网能力，减轻了云服务器的数据处理压力，提高了环境感知系统的运行效率，且具有控制决策功能，提高了环境感知系统的响应速度，能够避免云服务器故障带来的影响，使得环境感知系统更加高效、稳定可靠。

附图说明

图1为本发明的云服务器的一个实施例的结构框图；

图2为本发明的环境感知装置的一个实施例的结构框图；

图3为本发明的智能环境感知系统的一个实施例的结构框图；

图4为本发明的智能环境感知系统的控制方法的一个实施例的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

一方面，如图1所示，本发明实施例提供了一种云服务器1，包括：

第一信息发送模块10，用于向环境感知装置发送设置参数信息以及ID标识；

第一信息接收模块11，用于接收环境感知装置发送的环境数据信息和装置状态信息；

环境感知模型模块12，用于根据接收到的环境数据信息和装置状态信息生成参数调整信息；

调整信息发送模块13，用于向环境感知装置发送参数调整信息。

本发明实施例的云服务器通过第一信息发送模块向环境感知装置发送设置参数和ID标识，其中发送的参数为设置环境感知装置的运行参数，包括设定工作单元、工作模式、工作频率、报警条件、传感器参数等，ID标识为云服务器分配给环境感知装置的唯一标识，用以区分不同的环境感知装置。云服务器定时扫描环境感知装置的运行状态，通过第一信息接收模块接收环境感知装置发送的环境数据信息和装置状态信息，环境感知模型模块根据此次接收到的实时环境数据信息、装置状态信息以及上一次接收到的环境数据信息和装置状态信息生成参数调整信息，其中参数调整信息包括环境感知模型模块自身的参数调整信息和环境感知装置的参数调整信息，并通过调整信息发送模块发送给环境感知装置。本发明实施例的云服务器通过预先设定的环境感知模型设置环境感知装置的参数，在运行过程中实时监测环境感知装置的运行状态，根据接收到的环境数据信息和装置状态信息不断调整环境感知模型模块的感知策略，调整环境感知装置的参数设置，以使其环境感知系统运行更高效、更准确，提高系统运行的自动化和智能化水平。

作为一个举例说明，本发明实施例的云服务器的环境感知模型模块12包括环境感知模型单元120、第一存储单元121和计算单元122，其中环境感知模型单元120用于建立环境感知模型；第一存储单元121用于存储环境感知模型信息、环境数据信息和装置状态信息；计算单元122用于根据环境感知模型信息、环境数据信息和装置状态信息计算参数调整信息。

一种环境感知装置2，如图2所示，包括：

第二信息接收模块20，用于接收云服务器发送的环境感知装置的设置参数信息以及ID标识；

环境数据采集模块21，包括一个或多个环境传感器，用于采集多种环境传感数据；

装置状态监测模块22，用于向中央控制处理模块发送监测到的装置状态信息；

中央控制处理模块23，用于处理多种环境传感数据生成环境数据信息；

第二信息发送模块24，用于向云服务器发送环境数据信息和装置状态信息；

调整信息接收模块25，用于接收云服务器发送的参数调整信息。

本发明实施例的第二信息接收模块还用于接收不同环境感知装置间的通信信息，第二信息发送模块还用于向云服务器发送不同环境感知装置间的通信信息。

本发明实施例的环境感知装置通过第二信息接收模块接收云服务器发送的设置参数信息以及ID标识，设定环境感知装置的运行参数，ID标识存储在中央控制处理模块中。工作过程中，环境感知装置的装置状态监测模块实时监测装置状态，监测环境感知装置运行是否正常，并将装置状态信息发送给云服务器，特别是装置状态异常情况如供电异常、环境传感器异常等情况，默认情况下，云服务器在收到环境感知装置的状态异常情况时，立即发出警告并触发相应的维护及维修流程，而对于某些实时性要求较高的情况，警告也可由中央控制处理模块做出，随后在合适的时候，再与云服务器进行同步。环境感知装置的环境数据采集模块包括一个或多个环境传感器，将采集的环境数据发送给中央控制处理模块，中央控制处理模块负责收集处理来自各环境传感器采集的实时环境数据生成环境数据信息，并将这些环境数据信息与装置状态信息汇总起来，通过与之相连的第二信息发送模块上报给云服务器；同时调整信息接收模块接收从云服务器发送的参数调整信息，中央控制处理模块根据参数调整信息实施对环境感知装置各模块的调节与控制。本发明实施例的环境感知装置配备数据处理功能和相互联网能力，减轻了云服务器的数据处理压力，提高了环境感知系统的运行效率，具有控制决策功能，在异常情况下不需要经历等待数据及状态上报至云服务器，再从云服务器获取控制信息的漫长过程，提高了环境感知系统的响应速度，能够避免云服务器故障带来的影响，使得环境感知系统更加高效、稳定可靠。

作为一个举例说明，本发明实施例的环境感知装置的中央控制处理模块23包括数据处理单元230和第二存储单元231，其中第二存储单元用于环境传感数据和装置状态信息的临时存储。

作为另一个举例说明，本发明实施例的环境感知装置的中央控制处理模块与信息发送模块的通信方式为UART、SPI以及IIC的一种或多种。本发明实施例的环境感知装置的中央控制处理模块与信息发送模块之间的通信采用有线通信方式。

作为另一个举例说明，本发明实施例的环境感知装置感知的环境传感数据包括但不限于温度、湿度、PM2.5、PM10、一氧化碳、二氧化碳、一氧化氮、二氧化氮、TVOC、醛类、醇类、烃类、噪音、光照、振动、气压、热量及PH值。本发明实施例的环境感知装置感知的环境传感数据比较全面，能够整体反应环境状况，并且用户可以根据实际应用的需要自由选择，同时环境传感器支持热插拔，可即插即用。

一种智能环境感知系统100，如图3所示，包括：云服务器1和多个环境感知装置2，

其中云服务器包括第一信息发送模块，用于向环境感知装置发送设置参数信息以及ID标识；第一信息接收模块，用于接收环境感知装置发送的环境数据信息和装置状态信息；环境感知模型模块，用于根据接收到的环境数据信息和装置状态信息生成参数调整信息；以及调整信息发送模块，用于向环境感知装置发送参数调整信息；

环境感知装置包括第二信息接收模块，用于接收云服务器发送的环境感知装置的设置参数信息以及ID标识；环境数据采集模块，包括一个或多个环境传感器，用于采集多种环境传感数据；装置状态监测模块，用于向中央控制处理模块发送监测到的装置状态信息；中央控制处理模块，用于处理多种环境传感数据生成环境数据信息；第二信息发送模块，用于向云服务器发送环境数据信息和装置状态信息；以及调整信息接收模块，用于接收云服务器发送的所述参数调整信息。

本发明实施例的环境感知装置的第二信息接收模块还用于接收不同环境感知装置间的通信信息，第二信息发送模块还用于向云服务器发送不同环境感知装置间的通信信息。

本发明实施例的智能环境感知系统还包括用户终端，其中用户终端为电脑、平板电脑或手机等，智能环境感知系统的各种数据信息可以WEB、APP及其它任何合适的形式，以数据、表格及图形的界面显示在各终端设备上。

本发明实施例的智能环境感知系统的云端服务器的工作方式分为手动和自动两种模式，其中手动模式是指用户通过用户终端手动调节系统内各环境感知装置的运行参数；自动模式是指云端服务器根据系统自带的或用户自定义的环境感知模型以及实时的环境数据信息、装置状态信息等自动地调节系统内各环境感知装置的运行参数。

本发明实施例的智能环境感知系统包括云服务器和多个环境感知装置，云服务器分别与多个环境感知装置之前通过无线通信，整个智能环境感知系统中环境感知装置的数量可以为两个、三个或者四个，甚至更多，可以根据需要增加或删减，使得环境感知系统的扩充能力强，应用场景及使用规模广泛。本发明实施例智能环境感知系统的云服务器根据接收到的环境数据信息和装置状态信息不断调整环境感知模型模块的感知策略，调整环境感知装置的参数设置，以使环境感知系统运行更高效、更准确，提高系统运行的自动化和智能化水平。本发明实施例智能环境感知系统的环境感知装置配备数据处理功能和相互联网能力，减轻了云服务器的数据处理压力，提高了环境感知系统的运行效率，且具有控制决策功能，提高了环境感知系统的响应速度，能够避免云服务器故障带来的影响，使得环境感知系统更加高效、稳定可靠。

作为一个举例说明，本发明实施例的智能环境感知系统的多个环境感知装置之间可相互通信，组网方式为MESH或P2P。多个环境感知装置通过无线网络进行通信，通过特有的算法进行多个环境感知装置间的协同工作，提高智能环境感知系统的工作效率。

作为另一个举例说明，本发明实施例的智能环境感知系统的多个环境感知装置之间以及多个环境感知装置与云端服务器之间通信方式为蓝牙、WIFI、ZigBee、GPRS、NB-IoT、LoRa、Sigfox及RFID的一种或多种。本发明实施例智能环境感知系统的多个环境感知装置之间以及多个环境感知装置与云端服务器之间通信可兼顾不同的通信方式及数据传送范围，同时不同的通信方式可互为备份，极大地增强了数据的稳定性与可靠性，且能根据需要即插即用、在线增减，使用上更加灵活。

另一方面，如图4所示，本发明实施例还提供了一种智能环境感知系统的控制方法，包括：

步骤101：向环境感知装置发送设置参数信息以及ID标识；

步骤102：处理环境感知装置采集的多种环境传感数据生成环境数据信息；

步骤103：获取环境感知装置的装置状态信息；

步骤104：根据接收到的环境感知装置发送的环境数据信息和装置状态信息生成参数调整信息；

步骤105：根据参数调整信息调整环境感知装置的参数。

本发明实施例的智能环境感知系统的控制方法首先向环境感知装置发送设置参数信息以及ID标识，启动系统，之后处理环境感知装置采集的多种环境传感数据生成环境数据信息，获取环境感知装置的装置状态信息，并根据接收到的环境数据信息和装置状态信息生成参数调整信息，最后根据参数调整信息调整环境感知装置的参数。本发明实施例的智能环境感知系统的控制方法智能方便。

本发明实施例的智能环境感知系统具体工作过程为：系统运行之前，首先进行前期的配置工作：开启云服务器，使其进入扫描状态；再逐个开启多个环境感知装置，每个中央控制处理模块首先对各自的环境感知装置进行自检，确认装置内部各模块的工作状态；之后开始尝试以各种无线的方式接入云服务器，接入之后，每个环境感知装置或内部的各个模块会被云服务器自动分配一个唯一的ID号以及设置装置的运行参数。

系统运行过程中，云服务器定期扫描各环境感知装置的状态情况，同样，每个环境感知装置内部的装置状态监测模块也定期扫描装置内各模块的状态情况，并将这些状态信息上报给云服务器。同时，用户可以在各种终端上实时查看整个系统内所有装置和模块的状态情况。

每个环境感知装置内的环境数据采集模块实时采集的环境数据并发送给中央控制处理模块，中央控制处理模块负责收集和处理环境数据并将生成的环境数据信息与装置状态信息汇总起来，通过与之相连的信息发送模块以无线的方式上报给云服务器。

云服务器接收到各环境感知装置发送的环境数据信息和装置状态信息后，环境感知模型模块结合第二存储单元保存的以往的环境数据信息、和以往的装置状态信息，运用环境感知模型计算下一步的感知策略，发送参数调整信息给各环境感知装置，环境感知装置根据参数调整信息实施对装置内各模块的调节与控制，使智能环境感知系统一直处于准确高效的工作状态。

在云服务器异常情况下或有些应用不能实时接入云端的情况下，环境感知装置配备数据处理功能和相互联网能力，具有本地实时控制决策功能，不需要经历等待数据及状态上报至云服务器，再从云服务器获取控制信息的漫长过程，提高了环境感知系统的响应速度，能够避免云服务器故障带来的影响，使得环境感知系统更加高效、稳定可靠。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种智能环境感知系统，其特征在于，包括：云服务器和多个环境感知装置；

所述云服务器包括

第一信息发送模块，用于向环境感知装置发送设置参数信息以及ID标识；

第一信息接收模块，用于接收环境感知装置发送的环境数据信息和装置状态信息；

环境感知模型模块，用于根据接收到的环境数据信息和装置状态信息生成参数调整信息；

以及调整信息发送模块，用于向环境感知装置发送参数调整信息；

其中，所述环境感知模型模块包括环境感知模型单元、第一存储单元和计算单元；

所述环境感知模型单元用于建立环境感知模型；

所述第一存储单元用于存储环境感知模型信息、环境数据信息和装置状态信息；

所述计算单元用于根据环境感知模型信息、环境数据信息和装置状态信息计算参数调整信息；

所述环境感知装置包括

第二信息接收模块，用于接收云服务器发送的环境感知装置的设置参数信息以及ID标识；

环境数据采集模块，包括一个或多个环境传感器，用于采集多种环境传感数据；

装置状态监测模块，用于向中央控制处理模块发送监测到的装置状态信息；

中央控制处理模块，用于处理多种环境传感数据生成环境数据信息；

第二信息发送模块，用于向云服务器发送环境数据信息和装置状态信息；

以及调整信息接收模块，用于接收云服务器发送的所述参数调整信息；

其中，所述中央控制处理模块包括数据处理单元和第二存储单元，所述第二存储单元用于环境传感数据和装置状态信息的临时存储。

2.根据权利要求1所述的一种智能环境感知系统，其特征在于，所述多个环境感知装置之间可相互通信，组网方式为MESH或P2P。

3.根据权利要求2所述的一种智能环境感知系统，其特征在于，所述多个环境感知装置之间以及多个环境感知装置与云端服务器之间通信方式为蓝牙、WIFI、ZigBee、GPRS、NB-IoT、LoRa、Sigfox及RFID的一种或多种。

4.一种智能环境感知系统的控制方法，其特征在于，包括：

向环境感知装置发送设置参数信息以及ID标识；

处理环境感知装置采集的多种环境传感数据生成环境数据信息；

获取环境感知装置的装置状态信息；

根据接收到的环境感知装置发送的环境数据信息和装置状态信息生成参数调整信息；

根据所述参数调整信息调整环境感知装置的参数。

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