CN108986391A - 值班远程智能辅助系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了值班远程智能辅助系统，包括：环境监测模块，包括基站和多个位于值班室监测区域内的环境监测节点，所述环境监测节点包括用于采集值班室环境数据的传感器；语音识别模块，用于监测收到文件和来电时的声响，在监测到所述声响时输出第一报警指令；数据处理模块，与所述基站连接以接收所述值班室环境数据，并对所述值班室环境数据进行分析，在所述值班室环境数据超过对应的设定阈值时输出第二报警指令；报警模块，与语音识别模块、数据处理模块均连接，用于接收并执行所述第一报警指令、第二报警指令。

Description

值班远程智能辅助系统
技术领域
本发明涉及辅助系统领域，具体涉及值班远程智能辅助系统。
背景技术
相关技术中，政府、企业和学校等单位的一些重要岗位都要设置值班部位，当收到文件或者电话时要求在一定时间内回复。但是，值班人员因处理一些事务，不可能24小时全时保持在位。此时就需要有一种值班远程辅助系统。
发明内容
针对上述问题，本发明提供值班远程智能辅助系统。
本发明的目的采用以下技术方案来实现：
提供了值班远程智能辅助系统，包括：
环境监测模块，包括基站和多个位于值班室监测区域内的环境监测节点，所述环境监测节点包括用于采集值班室环境数据的传感器；
语音识别模块，用于监测收到文件和来电时的声响，在监测到所述声响时输出第一报警指令；
数据处理模块，与所述基站连接以接收所述值班室环境数据，并对所述值班室环境数据进行分析，在所述值班室环境数据超过对应的设定阈值时输出第二报警指令；
报警模块，与语音识别模块、数据处理模块均连接，用于接收并执行所述第一报警指令、第二报警指令。
优选地，所述数据处理模块包括分析单元、存储单元、显示单元；所述存储单元、显示单元均与分析单元连接，其中所述存储单元设有用于存储所述设定阈值的数据库。
优选地，所述用于采集值班室环境数据的传感器包括：烟雾传感器、温度传感器和/或湿度传感器。
本发明的有益效果为：通过无线传感器网络技术进行值班室环境数据的采集，并通过语音识别模块进行收到文件和来电时的声响监测，从而通过数据处理模块和报警模块实现收到文件、接到电话时，对值班人员的远程提醒和报警，并能实时监测值班室环境状态。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是本发明一个示例性实施例的系统结构连接框图；
图2是本发明一个示例性实施例的监测中心的结构示意图。
附图标记：
环境监测模块1、语音识别模块2、数据处理模块3、报警模块4、分析单元10、存储单元20、显示单元30。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
参见图1，本实施例提供了值班远程智能辅助系统，包括：
环境监测模块1，包括基站和多个位于值班室监测区域内的环境监测节点，所述环境监测节点包括用于采集值班室环境数据的传感器；
语音识别模块2，用于监测收到文件和来电时的声响，在监测到所述声响时输出第一报警指令；
数据处理模块3，与所述基站连接以接收所述值班室环境数据，并对所述值班室环境数据进行分析，在所述值班室环境数据超过对应的设定阈值时输出第二报警指令；
报警模块4，与语音识别模块2、数据处理模块3均连接，用于接收并执行所述第一报警指令、第二报警指令。
在一种能够实现的方式中，如图2所示，所述数据处理模块3包括分析单元10、存储单元20、显示单元30；所述存储单元20、显示单元30均与分析单元10连接，其中所述存储单元20设有用于存储所述设定阈值的数据库。所述分析单元10从存储单元20中获取对应的设定阈值，并根据对应的设定阈值对所述值班室环境数据进行比较分析，在所述值班室环境数据超过对应的设定阈值时输出第二报警指令；所述显示单元30被配置为显示所述值班室环境数据。
其中，所述用于采集值班室环境数据的传感器包括：烟雾传感器、温度传感器和/或湿度传感器。在一种能够实现的方式中，每个传感器节点设置烟雾传感器、温度传感器和湿度传感器中的任意一种传感器。在另一种能够实现的方式中，每个传感器节点设置有烟雾传感器、温度传感器和湿度传感器。
本发明上述实施例通过无线传感器网络技术进行值班室环境数据的采集，并通过语音识别模块2进行收到文件和来电时的声响监测，从而通过数据处理模块3和报警模块4实现收到文件、接到电话时，对值班人员的远程提醒和报警，并能实时监测值班室环境状态。
在一种实施方式中，网络中各环境监测节点的初始能量不相同，其中各环境监测节点的能量分布在[F0,(1+d)F0]范围内，F0为网络中初始能量值最小的环境监测节点的初始能量，(1+d)F0为网络中初始能量值最大的环境监测节点的初始能量；在网络拓扑构建阶段，多个环境监测节点通过节点竞选确定簇头并分簇，簇内的环境监测节点将采集的值班室环境数据传送至对应的簇头；多个簇头通过节点竞选选举出一个辅助节点，每个分簇内的环境监测节点将采集的值班室环境数据发送至对应簇头；当簇头与所述辅助节点距离较近时，簇头将收集的值班室环境数据发送至该辅助节点，簇头与所述基站距离较近时，簇头直接将收集的值班室环境数据发送至该基站，所述辅助节点接收的值班室环境数据量达到其缓存极限时，辅助节点将接收的所有值班室环境数据汇总发送至所述基站。
当所有簇头都直接将值班室环境数据发送至基站时，将因此较大的通信开销和拥塞。本实施例通过设置辅助节点，避免了全部簇头都和基站直接通信而增加能耗。
在一个实施例中，簇头之间通过节点竞选选举出一个辅助节点，包括：
(1)设任意簇头s到基站的链路为Qso，簇头s估计受到链路Qso干扰的环境监测节点集合B(Qso)，从而得到该环境监测节点集合的受干扰环境监测节点个数
(2)每个簇头将受干扰环境监测节点个数信息发送至基站，基站将受干扰环境监测节点个数小于的簇头作为候选节点，构建候选节点列表，基站向各候选节点发送竞选消息；收到竞选消息的各候选节点计算自身的选择概率，并向基站反馈选择概率信息；
(3)基站将选择概率最大的簇头作为辅助节点，并广播消息值所有的簇头；
其中，设定所述选择概率的计算公式为：
式中，Uy表示候选节点y的选择概率，Fy为候选节点y的当前剩余能量，(1+d)F0为网络中初始能量值最大的环境监测节点的初始能量，Py为候选节点y的簇距离，Ry,o为候选节点y到基站的距离；c1、c2为预设的权重系数。
其中，簇头s按照下列公式估计受到链路Qso干扰的环境监测节点集合B(Qso)：
式中，Ls为簇头s的传输功率，s＝1,…,m，m为网络中的簇头数量，αjs为簇头s到环境监测节点x的功率损耗，环境监测节点x为属于簇头s通信范围内的环境监测节点，Lx为该环境监测节点x的噪音功率，Zmin为预设的信噪比阈值。
链路造成的干扰是无线传感器网络中一个值得注意的重要问题。严重的干扰将会导致通信冲突和数据重传，进而降低网络的各种性能表现，如网络吞吐量等。本实施例从链路干扰因素出发，设置了相应的候选节点的筛选条件，将筛选出的候选节点进一步通过选择概率比较确定最终的辅助节点，从而有效避免了可能造成较大干扰的簇头成为辅助节点。
本实施例基于能量、距离因素确定了选择概率的计算公式，使得能量较大、簇距离较大以及距离基站更近的候选节点有更大的概率成为辅助节点，有利于平衡网络能耗，节省能量，进一步延长无线传感器网络的运行周期。
在一个实施例中，基站按照预设周期更新候选节点列表中的各候选节点的选择概率信息，在每一次更新后重新以选择概率最大的候选节点作为辅助节点，从而实现辅助节点的轮换，其中设定选择概率的更新公式为：
式中，Uy e为候选节点y在第e次更新后的选择概率，Uy e-1为候选节点y在第e-1次更新后的选择概率，Fy e为候选节点y在第e次更新时的当前剩余能量，Ay所述候选节点y到目前为止充当辅助节点的次数，Amax为预设次数阈值，u为预设的影响因子，用于表示充当辅助节点次数对选择概率的影响程度。
本实施例提出了辅助节点的轮换机制，其中将能量衰减、充当辅助节点次数对选择概率的影响作为选择概率更新的因子，创新性地设定了选择概率的更新公式。本实施例通过对辅助节点进行定期更新，且每次更新后重新以选择概率最大的候选节点作为辅助节点，避免了总是将同一簇头作为辅助节点，有利于均衡作为候选节点的各簇头的能量消耗，从而有效延长无线传感器网络的运行周期，以提高值班室环境数据采集和传输的可靠性。
在一个实施例中，基站定期对候选节点列表中的各候选节点进行过滤操作，包括：
(1)判断各候选节点的历史选择概率情况是否满足下列条件，对满足下列条件的候选节点从候选节点列表中删除：
式中，Uy h为候选节点y在第h次更新后的选择概率，v为到目前为止选择概率更新总次数，为簇距离平均值，Ps为簇头s的簇距离；为簇头到基站的平均距离，Rs,o为簇头s到基站的距离；
(2)判断各候选节点充当辅助节点的次数是否达到预设次数阈值，对次数达到预设次数阈值的候选节点从候选节点列表中删除。
本实施例中簇头定期对候选节点列表中的各候选节点进行检测，并基于充当辅助节点的次数和历史选择概率情况设置了相应的检测条件，该检测条件能够筛选出历史选择概率小于网络平均选择概率、充当辅助节点的次数过多的候选节点。
本实施例对不符合检测条件的候选节点进行删除，能够有效节省辅助节点的更新轮换时间，提高辅助节点的筛选效率，进而节省值班远程智能辅助系统的监测成本。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (6)

1.值班远程智能辅助系统，其特征是，包括：
环境监测模块，包括基站和多个位于值班室监测区域内的环境监测节点，所述环境监测节点包括用于采集值班室环境数据的传感器；
语音识别模块，用于监测收到文件和来电时的声响，在监测到所述声响时输出第一报警指令；
数据处理模块，与所述基站连接以接收所述值班室环境数据，并对所述值班室环境数据进行分析，在所述值班室环境数据超过对应的设定阈值时输出第二报警指令；
报警模块，与语音识别模块、数据处理模块均连接，用于接收并执行所述第一报警指令、第二报警指令。
2.根据权利要求1所述的值班远程智能辅助系统，其特征是，所述数据处理模块包括分析单元、存储单元、显示单元；所述存储单元、显示单元均与分析单元连接，其中所述存储单元设有用于存储所述设定阈值的数据库。
3.根据权利要求1所述的值班远程智能辅助系统，其特征是，所述用于采集值班室环境数据的传感器包括：烟雾传感器、温度传感器和/或湿度传感器。
4.根据权利要求1所述的值班远程智能辅助系统，其特征是，网络中各环境监测节点的初始能量不相同，其中各环境监测节点的能量分布在[F0,(1+d)F0]范围内，F0为网络中初始能量值最小的环境监测节点的初始能量，(1+d)F0为网络中初始能量值最大的环境监测节点的初始能量；在网络拓扑构建阶段，多个环境监测节点通过节点竞选确定簇头并分簇，簇内的环境监测节点将采集的值班室环境数据传送至对应的簇头；多个簇头通过节点竞选选举出一个辅助节点，每个分簇内的环境监测节点将采集的值班室环境数据发送至对应簇头；当簇头与所述辅助节点距离较近时，簇头将收集的值班室环境数据发送至该辅助节点，簇头与所述基站距离较近时，簇头直接将收集的值班室环境数据发送至该基站，所述辅助节点接收的值班室环境数据量达到其缓存极限时，辅助节点将接收的所有值班室环境数据汇总发送至所述基站。
5.根据权利要求4所述的值班远程智能辅助系统，其特征是，簇头之间通过节点竞选选举出一个辅助节点，包括：
(1)设任意簇头s到基站的链路为Qso，簇头s估计受到链路Qso干扰的环境监测节点集合B(Qso)，从而得到该环境监测节点集合的受干扰环境监测节点个数
(2)每个簇头将受干扰环境监测节点个数信息发送至基站，基站将受干扰环境监测节点个数小于的簇头作为候选节点，构建候选节点列表，基站向各候选节点发送竞选消息；收到竞选消息的各候选节点计算自身的选择概率，并向基站反馈选择概率信息；
(3)基站将选择概率最大的簇头作为辅助节点，并广播消息值所有的簇头；
其中，设定所述选择概率的计算公式为：
式中，Uy表示候选节点y的选择概率，Fy为候选节点y的当前剩余能量，(1+d)Fo为网络中初始能量值最大的环境监测节点的初始能量，Py为候选节点y的簇距离，Ry,o为候选节点y到基站的距离；c1、c2为预设的权重系数。
6.根据权利要求5所述的值班远程智能辅助系统，其特征是，基站按照预设周期更新候选节点列表中的各候选节点的选择概率信息，在每一次更新后重新以选择概率最大的候选节点作为辅助节点，从而实现辅助节点的轮换。
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