CN109495533A - 一种智能物联网管理系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了用于物联网管理的方法，包括：从第一感知设备接收第一感知数据，并将符合第一类数据传输协议的第一感知数据转换为符合第三类数据传输协议的第一感知数据，其中所述第一感知数据与预设的环境模型中的第一子模型相关联；从第二感知设备接收第二感知数据，并将符合第二类数据传输协议的第二感知数据转换为符合第三类数据传输协议的第二感知数据，其中所述第二感知数据与所述预设的环境模型中的第二子模型相关联，其中所述第二类数据传输协议与所述第一类数据传输协议是不同的；基于第一感知数据、第二感知数据以及预设的环境模型，生成用于在所述预设的环境模型中更新所述第一子模型和所述第二子模型的状态的显示数据。

Description

一种智能物联网管理系统及方法
技术领域
本公开涉及物联网管理系统。具体地，涉及一种基于来自不同感知设备的数据和预设的环境模型生成显示数据的方法、服务器和系统。
背景技术
随着工业厂区的建设规模不断增大，设备数量越来越多，监管系统(基于位置服务(LBS)、视频监控(CCTV)、工厂监控平台(FAB monitoring client，FMC)、厂区动环监控等系统)的种类繁多，管理人员对厂区管理的要求也越来越高。传统各个监管系统页面简单、内容单一、层次复杂并且相对独立，无法满足管理人员对厂区的“集中监控、统一管理”需求。因此，开发一套以工业虚拟仿真技术为工具，以多设备物联接口服务为数据来源，能够全面展示厂区各方面运行状态的三维可视化管理平台已成为厂区监控管理的发展趋势。
发明内容
针对以上问题，本公开提出了一种智能物联网管理系统及方法。在本公开中可以将虚拟现实、通信、计算机、信息和现代管理等技术相结合，将生产过程的控制、运行与管理作为一个整体，以实现工厂的优化运行、控制与管理。
根据本公开的一方面，提出了一种用于物联网管理的方法，包括：从一个或多个第一感知设备接收符合第一类数据传输协议的第一感知数据，并将符合第一类数据传输协议的第一感知数据转换为符合第三类数据传输协议的第一感知数据，其中所述第一感知数据与预设的环境模型中的第一子模型相关联；从一个或多个第二感知设备接收符合第二类数据传输协议的第二感知数据，并将符合第二类数据传输协议的第二感知数据转换为符合第三类数据传输协议的第二感知数据，其中所述第二感知数据与所述预设的环境模型中的第二子模型相关联，其中所述第二类数据传输协议与所述第一类数据传输协议是不同的；基于符合第三类数据传输协议的第一感知数据、符合第三类数据传输协议的第二感知数据以及所述预设的环境模型，生成用于在所述预设的环境模型中更新所述第一子模型和所述第二子模型的状态的显示数据。
在一个实施例中，该方法进一步包括响应于来自用户的请求，发送所述显示数据。
在一个实施例中，所述第一感知设备是电子定位标签，所述电子定位标签与所述预设的环境模型中的坐标系相关联，并且所述生成用于在所述预设的环境模型中更新所述第一子模型的显示数据包括：根据从所述电子定位标签接收的坐标数据，生成用于在所述预设的环境模型中对应的坐标上显示指示所述电子定位标签的标记的显示数据。
在一个实施例中，所述第二感知设备是用于监控环境状态的状态传感器，所述状态传感器与布置在所述预设的环境模型中的设备模型相关联，并且所述生成用于在所述预设的环境模型中更新所述第二子模型的显示数据包括：根据从所述状态传感器接收的环境状态数据，生成用于在所述预设的环境模型中将所述环境状态数据显示为关联的设备模型的状态数据的显示数据。
在一个实施例中，所述状态传感器包括温度传感器、湿度传感器、摄像机、设备状态传感器。
在一个实施例中，所述方法进一步包括以对称的方式将第一感知数据和第第二感知数据分配给分布式的处理子模块。
在一个实施例中，所述方法进一步包括将第一感知数据和第二感知数据以广播的方式发送给分布式的处理模块；监听第一感知数据和第二感知数据。
在一个实施例中，在所述预设的环境模型中，基于预定的顺序循环地切换查看视角以顺序地生成用于更新多个设备模型中的每一个的状态数据的显示数据。
在一个实施例中，所述方法进一步包括：根据第一感知数据或第二感知数据获得第一判断结果；基于第一判断结果发出告警信号。
在一个实施例中，生成用于在所述预设的环境模型中更新所述第一子模型和所述第二子模型的显示数据包括：当基于第一感知数据发出告警信号时，切换查看视角以显示与第一感知设备相关联的设备模型的参数状态；当基于第二感知数据发出告警信号时，切换查看视角以显示与第二感知设备相关联的设备模型的参数状态。
根据本公开的另一方面，提出了一种用于物联网系统的服务器，包括：适配模块，所述适配模块包括至少第一适配子模块和第二适配子模块，其中，所述第一适配子模块配置成从一个或多个第一感知设备接收符合第一类数据传输协议的第一感知数据，并将符合第一类数据传输协议的第一感知数据转换为符合第三类数据传输协议的第一感知数据，其中所述第一感知数据与预设的环境模型中的第一子模型相关联；所述第二适配子模块配置成从一个或多个第二感知设备接收符合第二类数据传输协议的第二感知数据，并将符合第二类数据传输协议的第二感知数据转换为符合第三类数据传输协议的第二感知数据，其中所述第二感知数据与所述预设的环境模型中的第二子模型相关联，其中所述第一类数据传输协议与所述第二类数据传输协议是不同的；处理模块，配置成基于符合第三类数据传输协议的第一感知数据、符合第三类数据传输协议的第二感知数据以及所述预设的环境模型，生成用于在所述预设的环境模型中更新所述第一子模型和所述第二子模型的状态的显示数据。
根据本公开的另一方面，提出了一种物联网系统，包括：感知设备，所述感知设备包括至少第一感知设备和第二感知设备，所述第一感知设备用于采集符合第一类数据传输协议的第一感知数据，所述第二感知数据用于采集符合第二类数据传输协议第二感知数据；服务器，配置成执行如前所述的方法的步骤；显示终端，配置成接收来自所述服务器的显示数据，并根据所述接收的显示数据显示更新的环境模型。
在一个实施例中，根据所述接收的显示数据显示更新的环境模型包括以虚拟现实的方式显示更新的环境模型。
利用本公开提供的智能物联网管理系统能够以工业仿真、虚拟现实技术为基础，从实际使用需求出发，结合HTML5技术进行二次开发，将虚拟现实、通信、计算机、信息和现代管理等技术相结合，将生产过程的控制、运行与管理作为一个整体，以实现工厂的优化运行、控制与管理。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在没有做出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。以下附图并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制，重点在于示出本公开的主旨。
图1是根据本公开的实施例的一种智能物联网管理系统100的示意图；
图2A示出了根据本公开的实施例的一种服务器的示意图；
图2B示出了根据本公开的实施例的一种处理模块的示意图；
图3示出了根据本公开的服务器的一种架构的示意图；
图4示出了一种用于本公开的智能物联网管理系统的方法；
图5示出了基于本公开的服务器架构的数据处理和传输的流程；
图6A示出了根据本公开的一个实施例的物联网场景可视化呈现示意图；
图6B示出了根据本公开的一个实施例的物联网场景可视化呈现示意图；
图7示出了根据本公开的一个实施例的物联网场景可视化呈现示意图；
图8示出了根据本公开的一个实施例的物联网场景可视化呈现示意图；以及
图9示出了根据本公开的一个实施例的物联网场景可视化呈现示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显而易见地，所描述的实施例仅仅是本公开的部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，也属于本公开保护的范围。
本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。
虽然本申请对根据本申请的实施例的系统中的某些模块做出了各种引用，然而，任何数量的不同模块可以被使用并运行在用户终端和/或服务器上。所述模块仅是说明性的，并且所述系统和方法的不同方面可以使用不同模块。
本申请中使用了流程图用来说明根据本申请的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或下面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各种步骤。同时，也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。
物联网(Internet of Things)指的是将无处不在(Ubiquitous)的末端设备(Devices)和设施(Facilities)，包括具备“内在智能”的传感器、移动终端、工业系统、楼控系统、家庭智能设施、视频监控系统等、和“外在使能”(Enabled)的，如贴上RFID的各种资产(Assets)、携带无线终端的个人与车辆等等“智能化物件或动物”或“智能尘埃”(Mote)，通过各种无线和/或有线的长距离和/或短距离通讯网络实现互联互通(M2M)、应用大集成(Grand Integration)、以及基于云计算的SaaS营运等模式，在内网(Intranet)、专网(Extranet)、和/或互联网(Internet)环境下，采用适当的信息安全保障机制，提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面(集中展示的CockpitDashboard)等管理和服务功能，实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。
下文中将以工厂作为示例描述本申请公开的智能物联网管理系统。然而，根据本公开的智能物联网管理系统的应用场景并不限制于此。根据本公开的智能物联网管理系统还可以应用于医院、学校、家庭、写字楼、体育馆等其他场景。
图1是根据本公开的实施例的一种智能物联网管理系统100的示意图。智能物联网管理系统100包括感知设备110、网络120、服务器130、数据库140以及显示设备150。在下文中，智能物联网管理系统100也可以简称为系统100。
感知设备110包括一个或多个感知子设备110a-110n。感知子设备110a-110n可以用以接收来自周围环境的数据，例如，感知子设备110a-110n可以包含红外传感器、体感传感器、脑电波传感器、速度传感器、加速度传感器、定位设备(全球定位系统(GPS)设备、全球导航卫星系统(GLONASS)设备、北斗导航系统设备、伽利略定位系统(Galileo)设备、准天顶卫星系统(QAZZ)设备、基站定位设备、Wi-Fi定位设备、UWB(Ultra Wideband)定位设备等)等检测用户状态、位置信息的传感器。感知子设备110a-110n还可以是用于采集图像/视频数据的摄像机、采集音频数据的麦克风、洁净度传感器、气压传感器、烟雾探测器等检测周围环境状态的传感器或设备。感知子设备110a-110n还可以是用于检测运行设备状态的机械式传感器、电阻式传感器、电感式传感器、压电式传感器、磁电式传感器、半导体敏感元件等。上述传感器可以是独立的，也可以是多个传感器集成的。在另一个示例中，感知子设备110a-110n可以用以读取预存在存储器中的数据。例如，感知子设备110a-110n可以是二维码/条形码读取器、RFID读卡器等。在另一个示例中，感知子设备110a-110n可以是智能终端。例如，感知子设备110a-110n可以是智能手机、平板电脑、笔记本电脑、个人数码助理(personal digital assistance，PDA)、智能可穿戴设备(如智能眼镜、智能手表、智能手环、智能指环、智能头盔)等。在另一个示例中，感知设备可以是输入设备如鼠标、键盘等。感知子设备110a-110n可以是一个实现以上一种或多种输入方式的独立硬件单元。上述一个或多个感知子设备110a-110n可以是分别安装于系统100的不同位置或由用户佩戴或携带的。
以工厂为例，可以将不同的感知子设备110a-110n根据功能进行分类。例如，用于检测用户状态、位置信息的传感器构成的定位感知设备、用于监控环境状态的状态感知设备。其中定位感知设备可以包括电子定位标签。状态感知设备可以包括用于拍摄周围环境的摄像机、用于监控人员进出的门禁、用于监控设备状态的设备状态传感器以及用于监控厂区内动力设备及环境变量的动环系统传感器(如温湿度传感器)等。
网络120用于在系统100的各部分之间接收并传送信息。网络120可以是单个网络，也可以是多个不同网络的组合。例如，网络120可能是一个局域网(local area network,LAN)、广域网(wide area network,WAN)、公用网络、私人网络、专有网络、公共交换电话网(public switched telephone network,PSTN)、互联网、无线网络、虚拟网络或者上述网络的任何组合。网络120也可以包括多个网络接入点，例如，如路由器/交换机与基站等在内的有线或无线接入点，通过这些接入点，任何数据源可以接入网络120并通过网络120发送信息。例如，网络120可以是工业以太网、移动通信网络。网络120的接入方式可以是有线或无线的。有线接入可以通过光纤或电缆等形式而实现。无线接入可以通过蓝牙、无线局域网(wireless local area network,WLAN)、Wi-Fi、WiMax、近距离无线通信(near fieldcommunication,NFC)、ZigBee、移动网络(2G、3G、4G、5G网络等)、窄带物联网(Narrow BandInternet of Things)NB-IOT或其他连接方式而实现。
服务器130用于基于来自感知子设备110a-110n的感知数据以及预设的环境模型，生成用于在环境模型中更新状态数据的显示数据。
服务器130可以是一个服务器硬件设备，或一个服务器群组。一个服务器群组内的各个服务器可以通过有线的或无线的网络进行连接。一个服务器群组可以是集中式的，例如数据中心。一个服务器群组也可以是分布式的，例如一个分布式系统。服务器130可以用于收集感知设备110所采集的信息，并基于数据库140对输入的信息进行分析及处理，生成输出内容并转化为图像及声音/文本信号传递给显示设备150。如图1所示，数据库140可以是独立的，直接与网络110相连。服务器130，或系统100中其他部分可以通过网络120直接访问数据库140。
在一个实施例中，服务器130可以包括中心服务器和一个或多个后备服务器，其中后备服务器与中心服务器的配置相同。当中心服务器承担的用户终端超过了最大负载时，会主动地将后续用户终端分配到后备服务器。后备服务器拥有中心服务器同样的功能。对分别承担的用户终端具有一致性。
在另一实施例中，服务器130可以将数据处理程序与Web服务器和其他文件服务器分离。例如，服务器130包括静态文件服务器和Web服务器，其中静态文件服务器用于处理静态文件(三维数据、图片数据等)，Web服务器用于处理网页资源。因此，可以利用服务器集群来响应用户终端的获取请求，极大地减轻中心服务器的压力。
在另一实施例中，服务器130可以包括由一个或多个服务器以对称的方式组成的服务器集合。在这个服务器集合中包括中央服务器和后备服务器。其中每台服务器都具有等价的地位。每台服务器都可以单独处理来自感知设备的数据而无需服务器集合中的其他服务器的辅助。通将服务期集合接收的请求被均匀分配到对称结构中的某一台服务器上实现均衡负载，其中分配到请求的服务器可以独立地处理并回应请求。其中均衡负载算法可以包括依序轮询调度(Round Robin)算法、加权轮询调度算法、流量比例(Traffic)、使用者端(User)、应用类别(Application)、联机数量(Session)、服务类别(Service)、自动分配(Auto Mode)等。
均衡负载能够平均分配客户请求到服务器列阵，籍此提供快速获取重要数据，解决大量并发访问服务问题。群集技术可以用最低的成本获得接近于大型主机的性能。
在另一实施例中，服务器130可以是云计算平台，可以用于通过网络来提供动态易扩展的虚拟化的资源。云计算平台可以提供可用的、便捷的、按需的网络访问，进入可配置的计算资源共享池(资源包括网络、服务器、存储、应用软件、服务)。例如，在每个物理服务器节点(如X86服务器)通过虚拟存储设备(Virtual Storage Appliance,VSA)管理节点内的存储设备(如硬盘驱动器HDD、固态硬盘SSD等)，并与其他节点中的VSA一起来构建一个集群的分布式存储，虚拟服务器(Hypervisor)位于应用层与基础架构层之间，能够抽象并池化计算、网络和存储资源，并拥有控制平面的功能，在多台服务器设备中具备计算、网络、存储和服务器虚拟化等资源，能够快速可弹性地提供云计算服务。
数据库140用于存储用于在智能物联网管理系统100中的用于计算机处理和/或通信使用的各种数据文件。例如，数据库140可以存储感知设备110采集的环境数据、服务器130对上述环境数据进行分析与处理过程中产生的中间数据和/或最后得到的结果、根据上述环境数据生成的输出数据等。数据库140可以使用各种存储设备，例如，硬盘、固态存储设备、光盘等。在一些实施例中，数据库140还可以存储服务器130所利用的其他数据。例如，服务器130在对上述环境数据进行分析与处理时需要使用的公式或规则、进行判断时所依据的判据或阈值等。
显示设备150可以基于服务器生成的输入内容可视化地呈现感知设备110采集的环境数据的图像。上述图像可以是二维或三维的，可以包括文字、图片、视频等。在一个示例中，显示设备150还可以输出声音信号(如警报提醒)。在一个实施例中，显示设备150可以在显示屏幕上显示可视化的图像。例如，显示设备150可以是智能终端(如计算机、笔记本电脑、智能手机等)。并且，上述智能终端可以搭载不同的操作系统(如Windows、OS、Android、iOS、Windows Mobile等)。用户可以通过如浏览器等用户界面以网页格式使用智能物联网管理系统的各项功能。在另一实施例中，显示设备150可以是虚拟现实显示设备、全息图像显示设备、增强现实显示设备等。
利用本公开提供的智能物联网管理系统能够将复杂的物联网中来自不同感知设备的数据发送到统一的服务器进行处理。这可以辅助用户进行态势/环境判定、规划、探测、验证、诊断，对安全管理及其重要程度进行完整的评估分析以及决策。此外，通过对物联网环境以及来自不同感知设备的进行建模，用户可以直观地对物联网环境中的不同对象进行统一监控，省去了在传统模式在必须使用不同的系统分别获取信息的麻烦。
图2A示出了根据本公开的实施例的一种服务器的示意图。服务器130包括输入/输出模块131、适配模块132、处理模块133以及开发模块134。
输入/输出模块131用于从网络120接收信息和数据，并将处理模块133、开发模块134生成的数据通过网络120对外发送。输入/输出模块131接收和发送的信息可以存储任何集成在本公开中描述的系统100中或独立于系统100外的存储设备中。在一个实施例中，输入/输出模块131使用HTML5跨平台技术将输出数据发送给不同的终端设备。
适配模块132用于与感知设备110进行数据通信，并将来自一个或多个感知子设备110a-110n的基于一个或多个不同的数据通信协议的感知数据转换为特定的数据类型(如json数据)。适配模块132可以包括一个或多个适配子模块132a-132k。其中上述一个或多个适配子模块132a-132k中的每一个是基于上述一个或多个不同的数据通信协议中的一种数据通信协议。
适配模块132可以运用socket通讯技术采用UDP协议与门禁子系统进行通讯、运用socket通讯技术采用TCP协议与人员定位子系统进行通讯。下文中将参考图3详细描述适配模块132与感知设备110之间的数据通讯方式。
处理模块133用于对来自不同感知子设备的数据进行分析处理。例如，处理模块133可以利用大数据采集、大数据清晰、大数据标准化、大数据结构化的方式对接收的数据进行大数据分析。在另一个实例中，处理模块133还可以利用机器学习、深度学习的方式，基于接收的数据形成安全生产监管与处理解决方案。
开发模块134用于对物联网场景进行建模，并利用来自各感知子设备的数据提供可视化地呈现。例如，可以以二维/三维的形式将物联网的应用场景以及各感知设备采集的数据呈现给用户。
开发模块134可以基于常用的三维模型开发平台对物联网的应用场景进行搭建，并生成相应的环境模型。例如，根据本公开中作为示例的工厂情景，用户可以利用开发模块134并结合CAD图纸与现场测量对工厂的厂房、设备、围栏等固定设施进行三维建模，并可以将建立好的工厂模型存储在存储器中用于之后重复调用。开发模块134允许用户对环境模型进行编辑。
在另一实施例中，开发模块可以将三维可视化模型、纹理贴图、脚本逻辑定义等压缩在一个整体数据包内，并且对一个或多个模型的三维仿真数据进行加密保护以提高数据的安全性。
在一个实施例中，处理模块133可以基于来自适配子模块132a-132k中的每一个的数据以及由开发模块134生成的预设的环境模型，生成用于在环境模型中更新状态数据的显示数据。
在一个实施例中，来自感知子设备110a-110n的每一个的感知数据与环境模型中的一个子模型相关联。例如，来自电子定位标签的数据与环境模型的坐标系相关联。又例如，来自状态传感器的感知数据与环境模型中对应的设备模型相关联。如将来自摄像机A的图像数据与在环境模型中位于对应于摄像机A实际位置的摄像机模型相关联、将来自温湿度传感器的数据与环境模型中与温湿度传感器的实际位置对应的空间(如机房A)相关联、将来自设备传感器的数据与环境模型中对应设备的模型相关联，等等。
图2B示出了根据本公开的实施例的一种处理模块的示意图。处理模块可以包括监听模块1331、巡检模块1332、告警模块1333。
监听模块1331用于获取设备实时状态数据。在根据本公开的智能物联网管理系统中，数据在服务器集合之间通过广播的方式传播数据消息。通过监听模块可以获取设备实时状态数据。
巡检模块1332用于对厂区进行巡检。巡检方式可以是手动/自动巡检。手动巡检方式是响应于用户从用户终端发出的指令，以自由漫游的方式在用户终端上呈现各感知子设备获取的感知数据信息。自动巡检方式是依照预定的线路依次在用户终端上显示各感知子设备获取的信息(如设备状态信息)，该程序可以是循环执行的。
告警模块1333用于向用户发出告警提示。例如，根据服务器将感知设备获取的信息(如温湿度、洁净度、设备运行状态等)与预定的告警区间进行比较，当获取的数据落入告警区间时(如超过某一特定的阈值)，告警模块可以向用户终端发出告警提示。例如，系统可以自动将用户终端上显示的模型切换到报警设备的最佳查看视角，并自动弹出当前告警设备的参数状态窗口。
利用本公开提供的智能物联网管理系统能够实施地监控物联网中各对象的状态，并作出实时响应和主动控制。通过信息流通渠道的改进加强了信息收集、整理和研究工作，为预测物联网环境未来发展状况提供全面、及时、可靠的消息，并可以预先分析目标偏离的可能性并采取各项预防性措施，实现统一处理和管理。
图3示出了根据本公开的服务器的一种架构的示意图。如图3所示，来自不同感知子设备的数据分别经由适配器过滤，并将数据推送给中央服务器。中央服务器对接收的来自不同应用模块的数据进行处理，并将处理后的数据基于WebSocket协议推送给不同的终端设备，其中处理后的数据可以使Json格式的数据。采用如图3所示的分层方式进行处理数据、分析数据、响应命令、主动反馈，达到模块解耦和，数据分离，易部署的功能。
本申请公开的智能物联网管理系统中的服务器采用JAVA语言作为开发语言。服务器框架包括用于连接Redis数据库和Socket的SpringBoot框架，Redis数据库用于底层通讯与数据抓取，Socket用于上层的双向长链接。中间件可以是tomcat9服务器。其中SpringBoot框架具有开发维护便捷、扩展能力强的优势；Redis数据库可以基于大数据存储查询，具有获取数据速度更快的优势，并具备断电恢复功能；Socket技术是基于底层通讯技术，其数据传输效率比HTTP请求更为高效。
例如，与门禁子系统进行数据通讯时，对应的适配子模块的操作步骤可以包括：
·使用socket通讯技术采用UDP协议进行数据连接，解析字节流数据，处理成json数据；
·创建webapi接口，返回门禁json数据。
又例如，与定位子系统进行数据通讯时，对应的适配子模块的操作步骤可以包括：
·使用socket通讯技术采用TCP协议进行数据连接，接收传输过来的字节流信息；
·处理解析字节流，转化为json对象，创建webapi，返回json对象。
当定位子系统用于人员定位时，服务器通过直连人员信息数据库(sqlserver)获取人员信息，其操作步骤可以包括：
·使用ADO EF技术连接读取人员信息数据库(sqlserver)，获取数据库表信息；
·处理人员信息类型，开放不同接口webapi，传输json数据给用户终端。
又例如，与动环子系统进行数据通讯时，对应的适配子模块的操作步骤可以包括：
·使用socket通讯技术连接读取信息，解析字节流数据；
·处理字节流数据为json对象，开放对应webapi接口，返回json数据。
又例如，与设备状态子系统进行数据通讯时，对应的适配子模块的操作步骤可以包括：
·导出数据库文件成json格式文件，读取文件获取信息。
当设备状态子系统向服务器发出告警时，对应的适配子模块的操作步骤可以包括：
·使用socket通讯技术采用TCP协议进行数据连接，接收传输过来的字节流信息；
·处理解析字节流，转化为json对象，创建webapi，返回json对象。
利用本公开提供的智能物联网管理系统能够将多传感器信息源的数据加以联合、相关及组合，已获得更为精确的信息估计，从而实现对物联网环境实时、完整评价的处理过程。
图4示出了一种用于本公开的智能物联网管理系统的方法。如图4所示，过程400包括：
步骤410：从一个或多个第一感知设备接收符合第一类数据传输协议的第一感知数据，并将符合第一类数据传输协议的第一感知数据转换为符合第三类数据传输协议的第一感知数据，其中所述第一感知数据与预设的环境模型中的第一子模型相关联。
步骤420：从一个或多个第二感知设备接收符合第二类数据传输协议的第二感知数据，并将符合第二类数据传输协议的第二感知数据转换为符合第三类数据传输协议的第二感知数据，其中所述第二感知数据与所述预设的环境模型中的第二子模型相关联，其中所述第二类数据传输协议与所述第一类数据传输协议是不同的。
步骤430：基于符合第三类数据传输协议的第一感知数据、符合第三类数据传输协议的第二感知数据以及所述预设的环境模型，生成用于在所述预设的环境模型中更新所述第一子模型和所述第二子模型的状态的显示数据。
可选地，过程400还包括步骤440：响应于来自用户的请求，发送所述显示数据到相应的用户终端。
根据本公开的智能物联网管理系统可以实现至少以下可视化效果。
·厂区三维虚拟可视化功能，如视角控制、导航图显示、信息显示等；
·人员定位追溯功能，如人员位置实时显示、区域范围报警提示等；
·实时监控嵌入功能，如监控区域显示、监控画中画显示等；
·FMC设备状态展示功能，如设备实时显示、设备故障报警提示等；
·门禁状态展示功能，如门禁状态实时显示、门禁关联监控画面切换等；
·张力围栏数据可视化功能，如张力围栏布局显示、张力围栏报警提示等；
·工厂各区域温度、湿度、洁净度可视化功能，如机房温度湿度数据显示、机房温度湿度报警等。
在一个实施例中，所述第一感知设备是电子定位标签，所述电子定位标签与所述预设的环境模型中的坐标系相关联，并且所述生成包括更新的所述第一子模型和/或更新的所述第二子模型的所述预设的环境模型的显示数据包括：
根据从所述电子定位标签接收的坐标数据，生成包括所述预设的环境模型和用于在所述预设的环境模型中对应的坐标上显示指示所述电子定位标签的标记的显示数据。
具体地，来自电子定位标签的数据与环境模型的坐标系相关联。根据从所述电子定位标签接收的坐标数据，生成包括所述预设的环境模型和用于在所述预设的环境模型中对应的坐标上显示指示所述电子定位标签的标记的显示数据。
在另一实施例中，所述第二感知设备是用于监控环境状态的状态传感器，所述状态传感器与布置在所述预设的环境模型中的设备模型相关联，并且所述生成包括更新的所述第一子模型和/或更新的所述第二子模型的所述预设的环境模型的显示数据包括：
根据从所述状态传感器接收的环境状态数据，生成包括所述预设的环境模型和用于在所述预设的环境模型中将所述环境状态数据显示为关联的设备模型的状态数据的显示数据。
具体地，来自状态传感器的感知数据与环境模型中对应的设备模型相关联。如将来自摄像机A的图像数据与在环境模型中位于对应于摄像机A实际位置的摄像机模型相关联、将来自温湿度传感器的数据与环境模型中与温湿度传感器的实际位置对应的空间(如机房A)相关联、将来自设备传感器的数据与环境模型中对应设备的模型相关联，等等。根据从所述状态传感器接收的环境状态数据，生成用于在所述预设的环境模型中将所述环境状态数据显示为关联的设备模型的状态数据的显示数据。例如，将摄像机A拍摄的图像数据显示为对应的摄像机模型显示的图像数据。用户可以在用户界面上通过选择对应的摄像机模型调取摄像机A拍摄的图像。类似的，用户可以在用户界面上查看设备状态信息、温湿度信息等。
利用本公开提供的智能物联网管理方法能够将复杂的物联网中来自不同感知设备的数据发送到统一的服务器进行处理。这可以辅助用户进行态势/环境判定、规划、探测、验证、诊断，对安全管理及其重要程度进行完整的评估分析以及决策。此外，通过对物联网环境以及来自不同感知设备的进行建模，用户可以直观地对物联网环境中的不同对象进行统一监控，省去了在传统模式在必须使用不同的系统分别获取信息的麻烦。
图5示出了基于本公开的服务器的架构的数据处理和传输的流程。
在一个实施例中，系统接收来自定位传感器采集的定位数据。如前所述，定位数据可以是基于TCP协议的数据。定位传感器将定位数据推送给对应的适配器。如果定位传感器的电量低于一定阈值，则定位传感器将推送指示电量不足的警报信息(warning)。适配器可以向定位传感器发出取消警报的数据信息。适配器基于预定策略对定位数据进行过滤。
在另一实施例中，系统从适配器发出人员信息的请求。响应于适配器发出的请求，感知子设备返回相应的人员信息。
在一些实施例中，系统从适配器发出设备状态信息的请求。设备响应于适配器发出的请求将设备状态推送至适配器。在一个示例中，适配器将接收的设备状态存储在存储器中。
适配器将来自不同感知设备的符合不同数据传输协议的数据转换为符合特定数据传输协议的数据，并将转换后的数据推送到中央服务器。在一个实例中，适配器可以以预定的间隔将转换后的数据推送到中央服务器。
图5中还示出了中央服务器与用户终端之间的数据传输流程。例如，用户可以通过用户终端向中央服务器发送登入请求，登入请求可以包括用户信息(如用户名、密码等)。响应于用户发送的登入请求，中央服务器将登入结果返回到用户终端。
又例如，用户可以通过用户终端向中央服务器发出环境请求(Query Condition)。中央服务器可以响应于用户发送的环境请求向用户终端推送情景信息。在一个实例中，中央服务器可以经由URL从用户终端下载三维模型。
又例如，响应于用户发送的环境请求，中央服务器可以向用户终端推送感知设备获取的各种信息。
又例如，当感知子设备获取的数据满足预定条件时，中央服务器可以向用户终端推送通知/警告。
图6A示出了根据本公开的一个实施例的物联网场景可视化呈现示意图。如图6A所示，物联网环境(以工厂为例)中的人员包括工程师01～03、操作员01～03、访客01～03。上述人员中的每一个携带有标识个人信息的定位传感器。如前所述，根据服务器接收的来自工程师01～03、操作员01～03、访客01～03携带的定位传感器的定位数据，其中来自定位传感器的定位数据与工厂模型的坐标相关联。根据定位传感器采集的定位数据(如坐标数据)，服务器基于预设的工厂模型生成用于在工厂模型中更新坐标的显示数据。例如，服务器利用来自工程师01携带的定位传感器采集的坐标数据，生成用于在工厂模型指示工程师01的位置的标记(如图6A中的人形标记)。显示设备可以将上述生成的工程师01的标记显示在工厂模型中。
图6B示出了根据本公开的一个实施例的物联网场景可视化呈现示意图。如图6B所示，物联网环境(以工厂为例)中的人员图标包括人员姓名、员工编号、部门信息。上述人员中的每一个携带有标识个人信息的定位传感器。如前所述，服务器基于人员携带的定位传感器采集的定位数据生成用于工厂模型中指示该人员的位置的标记，并显示该人员的人员信息。根据图6B中所示的用户界面，还提供了图标使得用户可以选择希望查看的特定类型的感知设备信息(如温度湿度、监控系统、人员信息、门禁系统、FMC系统)。服务器可以基于用户的请求，向显示设备发送对应于用户请求的显示数据。
根据基于定位传感器的三维呈现的工厂模型，用户可以直观地观察到厂区中人员的位置并对各人员的位置进行追踪。
图7示出了根据本公开的一个实施例的物联网场景可视化呈现示意图。其中实际设备上的设备状态传感器采集的数据与工厂模型中对应的设备的模型相关联。基于设备状态传感器采集的数据，系统可以在用户终端上对应设备的模型处显示实际的设备状态参数(未示出)。如图7所示，当设备发生故障时，系统可以向用户终端发出提示，并在用户终端显示的三维模型中显示具体故障发生的位置(如图7中所示的地图上故障设备热点闪烁)。在一个示例中，系统可以自动切换到报警设备的最佳查看视角并自动弹出当前报警设备的参数状态窗口。
图8示出了根据本公开的一个实施例的物联网场景可视化呈现示意图。用户在用户终端上利用工厂模型观察厂区内的监控信息。工厂模型中包括监控子系统中每个监控设备的模型。用户可以直观地在工厂模型中看到在哪些位置安装有监控设备。此外，每一个实际的监控设备拍摄的图像数据与工厂模型中对应于监控设备实际位置的监控器模型相关联。用户可以通过选择工厂模型中的监控器模型调出对应的实际监控设备拍摄的监控画面。如图8中所示，用户可以通过选择图标(如“一号工厂”、“二号工厂”)切换工厂模型的查看视角，以便选择位于不同位置的监控设备。此外，用户开可以通过选择图标(如“监控一”、“监控二”)以便在同一个视图中存在的多个监控设备中选择希望观看的监控设备的画面。在一个示例中，监控画面可以以画中画的方式显示在三维模型的场景中。在另一个示例中，用户可以通过客户端向监控设备发出指令，控制监控设备以改变其拍摄的角度。
图9示出了根据本公开的一个实施例的物联网场景可视化呈现示意图。用户可以在用户终端上在工厂模型中观察厂区内某区域(如机房)的环境监控信息。如图9所示，在工厂模型中存在多个温湿度计模型，这些温湿度计模型与实际机房中相应位置存在的温湿度传感器采集的数据相关联。通过选择多个温湿度计模型中的一个，用户可以查看与其关联的实际温湿度传感器的当前数据。在一个示例中，基于用户的请求，监控温湿度画面可以以突出方式显示在三维模型的场景中。
以上概述了提供智能物联网系统所需要的信息的方法的不同方面和/或通过程序实现其他步骤的方法。技术中的程序部分可以被认为是以可执行的代码和/或相关数据的形式而存在的“产品”或“制品”，通过计算机可读的介质所参与或实现的。有形的、永久的储存介质可以包括任何计算机、处理器、或类似设备或相关的模块所用到的内存或存储器。例如，各种半导体存储器、磁带驱动器、磁盘驱动器或者类似任何能够为软件提供存储功能的设备。
所有软件或其中的一部分有时可能会通过网络进行通信，如互联网或其他通信网络。此类通信可以将软件从一个计算机设备或处理器加载到另一个。例如：从物联网系统的一个服务器或主机计算机加载至一个计算机环境的硬件平台，或其他实现系统的计算机环境，或与提供物联网所需要的信息相关的类似功能的系统。因此，另一种能够传递软件元素的介质也可以被用作局部设备之间的物理连接，例如光波、电波、电磁波等，通过电缆、光缆或者空气等实现传播。用来载波的物理介质如电缆、无线连接或光缆等类似设备，也可以被认为是承载软件的介质。在这里的用法除非限制了有形的“储存”介质，其他表示计算机或机器“可读介质”的术语都表示在处理器执行任何指令的过程中参与的介质。
一个计算机可读的介质可能有多种形式，包括有形的存储介质，载波介质或物理传输介质等。稳定的储存介质可以包括：光盘或磁盘，以及其他计算机或类似设备中使用的，能够实现图中所描述的系统组件的存储系统。不稳定的存储介质可以包括动态内存，例如计算机平台的主内存等。有形的传输介质可以包括同轴电缆、铜电缆以及光纤，例如计算机系统内部形成总线的线路。载波传输介质可以传递电信号、电磁信号、声波信号或光波信号等。这些信号可以由无线电频率或红外数据通信的方法所产生。通常的计算机可读介质包括硬盘、软盘、磁带、任何其他磁性介质；CD-ROM、DVD、DVD-ROM、任何其他光学介质；穿孔卡、任何其他包含小孔模式的物理存储介质；RAM、PROM、EPROM、FLASH-EPROM，任何其他存储器片或磁带；传输数据或指令的载波、电缆或传输载波的连接装置、任何其他可以利用计算机读取的程序代码和/或数据。这些计算机可读介质的形式中，会有很多种出现在处理器在执行指令、传递一个或更多结果的过程之中。
本申请中的“模块”指的是存储在硬件、固件中的逻辑或一组软件指令。这里所指的“模块”能够通过软件和/或硬件模块执行，或被存储于任何一种计算机可读的非临时媒介或其他存储设备中。在一些实施例中，一个软件模块可以被编译并连接到一个可执行的程序中。显然，这里的软件模块可以对自身或其他模块传递的信息做出回应，并且/或者可以在检测到某些事件或中断时做出回应。可以在一个计算机可读媒介上提供软件模块，该软件模块可以被设置为在计算设备上(例如处理器220)执行操作。这里的计算机可读媒介可以是光盘、数字光盘、闪存盘、磁盘或任何其他种类的有形媒介。也可以通过数字下载的模式获取软件模块(这里的数字下载也包括存储在压缩包或安装包内的数据，在执行之前需要经过解压或解码操作)。这里的软件模块的代码可以被部分的或全部的储存在执行操作的计算设备的存储设备中，并应用在计算设备的操作之中。软件指令可以被植入在固件中，例如可擦可编程只读存储器(EPROM)。显然，硬件模块可以包含连接在一起的逻辑单元，例如门、触发器，以及/或包含可编程的单元，例如可编程的门阵列或处理器。这里所述的模块或计算设备的功能优选的作为软件模块实施，但是也可以被表示在硬件或固件中。一般情况下，这里所说的模块是逻辑模块，不受其具体的物理形态或存储器的限制。一个模块能够与其他的模块组合在一起，或被分隔成为一系列子模块。
除非另有定义，这里使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本公开所属领域的普通技术人员共同理解的相同含义。还应当理解，诸如在通常字典里定义的那些术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。
上面是对本公开的说明，而不应被认为是对其的限制。尽管描述了本公开的若干示例性实施例，但本领域技术人员将容易地理解，在不背离本公开的新颖教学和优点的前提下可以对示例性实施例进行许多修改。因此，所有这些修改都意图包含在权利要求书所限定的本公开范围内。应当理解，上面是对本公开的说明，而不应被认为是限于所公开的特定实施例，并且对所公开的实施例以及其他实施例的修改意图包含在所附权利要求书的范围内。本公开由权利要求书及其等效物限定。

Claims (22)

1.一种用于物联网管理的方法，包括：
从一个或多个第一感知设备接收符合第一类数据传输协议的第一感知数据，并将符合第一类数据传输协议的第一感知数据转换为符合第三类数据传输协议的第一感知数据，其中所述第一感知数据与预设的环境模型中的第一子模型相关联；
从一个或多个第二感知设备接收符合第二类数据传输协议的第二感知数据，并将符合第二类数据传输协议的第二感知数据转换为符合第三类数据传输协议的第二感知数据，其中所述第二感知数据与所述预设的环境模型中的第二子模型相关联，其中所述第二类数据传输协议与所述第一类数据传输协议是不同的；以及
基于符合第三类数据传输协议的第一感知数据、符合第三类数据传输协议的第二感知数据以及所述预设的环境模型，生成包括更新的所述第一子模型和/或更新的所述第二子模型的所述预设的环境模型的显示数据，其中所述第一子模型用所述第一感知数据更新，所述第二子模型用所述第二感知数据更新。
2.如权利要求1所述的方法，进一步包括：
响应于来自用户终端的请求，发送所述显示数据到相应的用户终端。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述第一感知设备是电子定位标签，所述电子定位标签与所述预设的环境模型中的坐标系相关联，并且所述生成包括更新的所述第一子模型和/或更新的所述第二子模型的所述预设的环境模型的显示数据包括：
根据从所述电子定位标签接收的坐标数据，生成包括所述预设的环境模型和用于在所述预设的环境模型中对应的坐标上显示指示所述电子定位标签的标记的显示数据。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述第二感知设备是用于监控环境状态的状态传感器，所述状态传感器与布置在所述预设的环境模型中的设备模型相关联，并且所述生成包括更新的所述第一子模型和/或更新的所述第二子模型的所述预设的环境模型的显示数据包括：
根据从所述状态传感器接收的环境状态数据，生成包括所述预设的环境模型和用于在所述预设的环境模型中将所述环境状态数据显示为关联的设备模型的状态数据的显示数据。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述状态传感器包括温度传感器、湿度传感器、摄像机、设备状态传感器。
6.如权利要求1所述的方法，进一步包括以对称的方式将第一感知数据和第二感知数据分配给分布式的处理子模块。
7.如权利要求6所述的方法，进一步包括
将第一感知数据和第二感知数据以广播的方式发送给分布式的处理模块；
监听第一感知数据和第二感知数据。
8.如权利要求1所述的方法，进一步包括：
在所述预设的环境模型中，基于预定的顺序循环地切换查看视角以顺序地生成用于更新多个设备模型中的每一个的状态数据的显示数据。
9.如权利要求1所述的方法，进一步包括：
根据第一感知数据或第二感知数据获得第一判断结果；
基于第一判断结果发出告警信号。
10.如权利要求9所述的方法，其中生成用于在所述预设的环境模型中更新所述第一子模型和所述第二子模型的显示数据包括：
当基于第一感知数据发出告警信号时，切换查看视角以显示与第一感知设备相关联的设备模型的参数状态；
当基于第二感知数据发出告警信号时，切换查看视角以显示与第二感知设备相关联的设备模型的参数状态。
11.一种用于物联网系统的服务器，包括：
适配模块，所述适配模块包括至少第一适配子模块和第二适配子模块，其中，
所述第一适配子模块配置成从一个或多个第一感知设备接收符合第一类数据传输协议的第一感知数据，并将符合第一类数据传输协议的第一感知数据转换为符合第三类数据传输协议的第一感知数据，其中所述第一感知数据与预设的环境模型中的第一子模型相关联；
所述第二适配子模块配置成从一个或多个第二感知设备接收符合第二类数据传输协议的第二感知数据，并将符合第二类数据传输协议的第二感知数据转换为符合第三类数据传输协议的第二感知数据，其中所述第二感知数据与所述预设的环境模型中的第二子模型相关联，其中所述第一类数据传输协议与所述第二类数据传输协议是不同的；以及
处理模块，配置成基于符合第三类数据传输协议的第一感知数据、符合第三类数据传输协议的第二感知数据以及所述预设的环境模型，生成包括更新的所述第一子模型和/或更新的所述第二子模型的所述预设的环境模型的显示数据，其中所述第一子模型用所述第一感知数据更新，所述第二子模型用所述第二感知数据更新。
12.如权利要求11所述的服务器，进一步包括：
输出模块，配置成响应于来自用户终端的请求，发送所述显示数据到相应的用户终端。
13.如权利要求11所述的服务器，其中所述第一感知设备是电子定位标签，所述电子定位标签与所述预设的环境模型中的坐标系相关联，并且所述生成包括更新的所述第一子模型和/或更新的所述第二子模型的所述预设的环境模型的显示数据包括：
根据从所述电子定位标签接收的坐标数据，生成包括所述预设的环境模型和用于在所述预设的环境模型中对应的坐标上显示指示所述电子定位标签的标记的显示数据。
14.如权利要求11所述的服务器，其中所述第二感知设备是用于监控环境状态的状态传感器，所述状态传感器与布置在所述预设的环境模型中的设备模型相关联，并且所述生成包括更新的所述第一子模型和/或更新的所述第二子模型的所述预设的环境模型的显示数据包括：
根据从所述状态传感器接收的环境状态数据，生成包括所述预设的环境模型和用于在所述预设的环境模型中将所述环境状态数据显示为关联的设备模型的状态数据的显示数据。
15.如权利要求14所述的方法，其中所述状态传感器包括温度传感器、湿度传感器、摄像机。
16.如权利要求11所述的服务器，所述处理模块进一步配置成：
以对称的方式将第一感知数据和第二感知数据分配给分布式的处理子模块。
17.如权利要求16所述的服务器，所述处理模块进一步包括：
监听模块，配置成获取以广播的方式发送给分布式的处理子模块的第一感知数据和第二感知数据。
18.如权利要求11所述的服务器，所述处理模块进一步配置成：在所述预设的环境模型中，基于预定的顺序循环地切换查看视角以顺序地生成用于更新多个设备模型中的每一个的状态数据的显示数据。
19.如权利要求11所述的服务器，所述处理模块进一步包括：
告警模块，配置成根据第一感知数据或第二感知数据获得第一判断结果，并基于第一判断结果发出告警信号。
20.如权利要求19所述的服务器，其中显示模块进一步配置成，
当基于第一感知数据发出告警信号时，切换查看视角以显示与第一感知设备相关联的设备模型的参数状态；
当基于第二感知数据发出告警信号时，切换查看视角以显示与第二感知设备相关联的设备模型的参数状态。
21.一种物联网系统，包括：
感知设备，所述感知设备包括至少第一感知设备和第二感知设备，所述第一感知设备用于采集符合第一类数据传输协议的第一感知数据，所述第二感知数据用于采集符合第二类数据传输协议第二感知数据；
服务器，配置成执行如权利要求1-9所述的方法的步骤；
显示终端，配置成接收来自所述服务器的显示数据，并根据所述接收的显示数据显示更新的环境模型。
22.如权利要求21所述的物联网系统，其中根据所述接收的显示数据显示更新的环境模型包括以虚拟现实的方式显示更新的环境模型。
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