CN110610321A - 基于物联网和事件分类处理机制的智能辅助控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及辅助监控领域，其公开了一种基于物联网和事件分类处理机制的智能辅助控制系统，解决传统技术中的智能辅助控制系统存在的事件处理机制模糊、系统结构离散的问题。该智能辅助控制系统采用具备通信能力的系统组件，将各层级设备普遍作为节点，根据事件类型和严重程度分类处理，边缘侧发起，就近区域代理服务器确定参与设备层级与配合范围，建立设备到设备的通信会话，或在平行专属逻辑网络上建立跨网络信息通道，调整资源分配和控制权限多子系统联动。

Description

基于物联网和事件分类处理机制的智能辅助控制系统

技术领域

本发明涉及辅助监控领域，具体涉及一种基于物联网和事件分类处理机制的智能辅助控制系统。

背景技术

智能辅助控制系统通常包含图像监视及安全警卫、火灾报警、消防、照明、采暖通风、环境监测等多种功能。目前已实施项目普遍存在智能辅助控制系统事件处理机制模糊、系统结构离散的问题。如图1所示，所有终端层信息必须经过对应自己的子系统智能单元分析转换上送至应用层，由站端主机计算下达控制联动指令。无论是子系统智能单元还是站端主机，在面对大量基础数据时，受限于计算处理能力，均采取“先内后外、筛选侧重”的策略，事实上造成各子系统之间信息交互少，传输解析困难，站端主机对复杂事件控制联动薄弱。智能辅助控制系统主机与调度主站不能实时获取中下层设备状态，无法查看运行工况及事件处理过程，也无法有效支撑“运维一体、调控一体”的深层次需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提出一种基于物联网和事件分类处理机制的智能辅助控制系统，解决传统技术中的智能辅助控制系统存在的事件处理机制模糊、系统结构离散的问题。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：

基于物联网和事件分类处理机制的智能辅助控制系统，包括：均作为物联网节点的终端层的传感器和控制器，中间层的子系统智能单元以及应用层的站端主机和调度端主站；

各节点设备依据事件分类处理机制召唤目标对象，组建自适应无线通信网架，实现彼此间的信息传输和联动控制；

每个节点都可以是事件处理的发起者或执行者，根据事件类型和严重程度确定参与设备的层级与配合范围；

所述站端主机设置有专家库，用于参与重要安全事件处理智能决策，及时向公安、消防、环保等部门发出报警信息；

所述调度端主站支持随时调阅中下层信息，授权修改控制策略，必要时对重要安全事件直接下达控制联动指令。

作为进一步优化，所述智能辅助控制系统采用ZigBee技术和5G技术作为物联组网通信手段，系统设备中设置有无线射频芯片，集成信号调制解调、射频发射、信号接收和电平转换等功能，实现设备到设备的通信。

作为进一步优化，所述物联网组网通信在部署时，通过网络切片技术将某个区域物理网络切分成多个虚拟网络，按时延、带宽、安全性、可靠性的不同划分服务需求，各子系统共享网络设备，在平行专属逻辑网络中交互信息。

作为进一步优化，所述终端层与中间层之间设置有代理服务器，负责就近区域信息服务，所述智能辅助控制系统利用就近区域信息服务系统通过综合考虑各节点连接状态、负载情况以及物理距离，将相关信息发送最近的代理服务器，所述最近的代理服务器通过计算确定参与设备层级与配合范围，建立设备到设备的通信会话，或在平行专属逻辑网络上建立跨网络信息通道，调整资源分配和控制权限多子系统联动。

作为进一步优化，所述智能辅助控制系统采用事件分类处理机制进行决策控制，将事件分为三个类别：

第一类事件：严重级，智能辅助控制系统的站端主机启动专家库智能决策系统，分析现场工况，甄选匹配最优预案前置处理，并向公安、消防、环保部门发出警报，向调度主站告警直传，上送事件简报及处置方案，子系统智能单元按任务需求临时构建虚拟网络，跨越平常逻辑层级调动所需终端设备；调度人员调阅现场实时数据影像，调整优化专家库智能决策处置方案，紧急时中断智能辅助控制系统站端主机现场权限，向中间层子系统智能单元直接下达联动控制指令；

第二类事件：一般级，智能辅助控制系统的中间层子系统智能单元接收到终端信息，利用就近区域信息服务系统综合考虑各节点连接状态、负载情况以及物理距离，将处置策略发至最近的代理服务器；最近的代理服务器完成计算，建立、维持终端设备到设备的通信会话；智能辅助控制系统站端主机实时接收报警信息、全景数据存储，待处置结束后，形成事件简报上报调度主站；

第三类事件：操作级，运行人员在智能辅助控制系统站端主机或调度主站下达控制指令，开关灯具、启停空调、风机或就地验证身份，开启门禁，智能辅助控制系统的站端主机记录发生时间及对象，并在调度主站调阅时以综合报文形式上传。

本发明的有益效果是：

采用具备通信能力的系统组件，将各层级设备普遍作为节点，根据事件类型和严重程度分类处理，边缘侧发起，就近区域代理服务器确定参与设备层级与配合范围，建立设备到设备的通信会话，或在平行专属逻辑网络上建立跨网络信息通道，调整资源分配和控制权限多子系统联动。该智能辅助控制系统中设备分工明晰，响应速度快，分布式系统架构扩展性优良,从而为工业级智能化运行提供支撑。

附图说明

图1为传统技术中的智能辅助控制系统结构示意图；

图2为本发明中的智能辅助控制系统结构示意图；

图3为本发明中智能辅助控制系统的事件分类处理机制示意图。

具体实施方式

本发明旨在提出一种基于物联网和事件分类处理机制的智能辅助控制系统，解决传统技术中的智能辅助控制系统存在的事件处理机制模糊、系统结构离散的问题。

如图2所示，该系统采用具备通信能力的系统组件，创建事件分类处理机制，将终端层传感器、控制器，中间层子系统智能单元，应用层站端主机、调度端主站作为物联网网络节点，各节点设备依据事件分类处理机制召唤目标对象，组建自适应无线通信网架，实现彼此间信息高速传输和联动控制。每个节点都可以是事件处理的发起者或执行者，根据事件类型和严重程度确定参与设备层级与配合范围。站端主机专家库参与重要安全事件处理智能决策，及时向公安、消防、环保等部门发出报警信息。调度主站可以随时调阅中下层信息，授权修改控制策略，必要时对重要安全事件直接下达控制联动指令。

本发明采用ZigBee技术和5G技术作为智能辅助控制系统的物联组网通信手段。物理层面上，系统设备装设无线射频芯片，集成信号调制解调、射频发射、信号接收和电平转换等功能，实现设备到设备通信(D2D)；终端层与中间层之间添加代理服务器，负责就近区域信息服务(CDN)。

智能辅助控制系统依托ZigBee技术和5G技术，网络部署阶段自规划、自配置，动态规划满足系统容量扩展、业务监测与优化结果等需求，新增网络节点即插即用，项目实施快速便捷；网络维护阶段自优化、自愈合，自动检测问题、定位问题和排除故障，现场运维高度智能；通过网络切片技术将某个区域物理网络切分成多个虚拟网络，按时延、带宽、安全性、可靠性的不同划分服务需求，各子系统共享网络设备，在平行专属逻辑网络中交互信息，最大化实现网络设备能力，物理布置统一有序，大大节省部署成本；在靠近物或数据源头的一侧，设置集成网络、计算、存储、应用核心功能的代理服务器，设备到设备通信会话直接在终端之间传输，相关的控制信令如会话的建立、维持、无线资源分配以及鉴权、识别、移动性管理由代理服务器负责，应用程序在边缘侧发起，代理服务器最短时间内完成计算，发出指令；就近区域信息服务系统综合考虑各节点连接状态、负载情况以及物理距离，将相关内容发至最近的代理服务器，实现终端设备就近获取所需信息，提高响应速度；当无线通信基础设施损坏或者网络覆盖盲区，终端可借助D2D会话实现端到端通信甚至接入远方无线网络，损管能力出色。

在具体实现上，智能辅助控制系统中的照明、采暖通风、环境监测子系统均采用ZigBee技术组网，用于大空间联合照明、联合采暖通风、分布式给排水等场景。此三个子系统动作逻辑简单，多为：发生—启动—停止—返回，终端设备分布广泛，工作环境闭塞，不经常运行。终端层传感器、控制器功耗低，数据量小，采用设备到设备通信会话交互信息，覆盖范围从几十米到三百米不等。事件发生时，传感器向就近代理服务器发起应用申请，按预设响应机制构建虚拟网络，鉴权、识别所辖终端设备身份，发出控制信令，分配无线资源，建立传感器到相关控制器D2D会话，指示控制器打开多组灯光照明，启动风机空调组，启动电缆沟、电缆隧道排水设备同时工作。D2D会话数据传输速率不超过250Kb/s，频率波段2.4GHz，投资较低。因此，采用ZigBee技术克服网络覆盖盲区，尤其适用传输速率不高的场所。

智能辅助控制系统中的图像监视及安全警卫、火灾报警、消防子系统采用5G技术。此三个子系统终端设备通信条件良好，数据传输量大，实时性要求高，网络构建对系统容量扩展、安全性和可靠性要求很高，需要在一定程度实现网络自规划、自配置，故障发生时自动检测、定位和排除。终端层视频监控、电子围栏、火灾探测器经常运行，共享网络设备，按时延、带宽、安全性、可靠性的不同划分服务需求，在平行专属逻辑网络交互信息，通过中间层子系统智能单元上送至站端主机、调度端主站。事态严重或必要时，子系统智能单元可依据联动规则建立跨逻辑网络信息通道，直接调动其它子系统终端设备，按任务需求重新构建虚拟网络，调整资源分配和控制权限。处置过程中若原有路由故障，快速定位隔离，自动沟通备用通道。5G数据传输速率可达10Gb/s，频率波段3400-3600MHz和4800-5000MHz，传输距离几千米。智能辅助控制系统采用5G技术满足实时性、安全性和可靠性多重要求，在安防领域具有良好应用前景。

本发明中的智能辅助控制系统采用事件分类处理机制进行决策控制，将事件分为三个类别，如图3所示：

第一类事件：严重级，包括外物入侵、舱室报警、火灾报警等。事件发生后，智能辅助控制系统站端主机立即启动专家库智能决策系统，分析现场工况，甄选匹配最优预案前置处理，并向公安、消防、环保部门发出警报，向调度主站告警直传，上送事件简报及处置方案，子系统智能单元按任务需求临时构建虚拟网络，跨越平常逻辑层级调动所需终端设备。调度人员调阅现场实时数据影像，调整优化专家库智能决策处置方案，紧急时中断智能辅助控制系统站端主机现场权限，向中间层子系统智能单元直接下达联动控制指令。

第二类事件：一般级，包括温湿度、水浸、气体越限报警。事件发生后，中间层子系统智能单元接收到终端信息，利用就近区域信息服务系统综合考虑各节点连接状态、负载情况以及物理距离，将处置策略发至最近的代理服务器。代理服务器最短时间内完成计算，建立、维持终端设备到设备通信会话。智能辅助控制系统站端主机不负责事件处理，只需实时接收报警信息、全景数据存储，待处置结束后，形成事件简报上报调度主站。事件发生同时终端设备损坏导致无法处置，智能辅助控制系统站端主机即时上报调度主站，申请现场维护。

第三类事件：操作级，包括门禁、照明、采暖通风等。为正常生产操作，运行人员在智能辅助控制系统站端主机或调度主站下达控制指令，开关灯具、启停空调、风机或就地验证身份，开启门禁。此类事件不发报警信息，智能辅助控制系统站端主机记录发生时间及对象，并在调度主站调阅时以综合报文形式上送。终端设备损坏时，智能辅助控制系统站端主机上报调度主站，申请现场维护。

Claims (5)

1.基于物联网和事件分类处理机制的智能辅助控制系统，其特征在于，

包括：均作为物联网节点的终端层的传感器和控制器，中间层的子系统智能单元以及应用层的站端主机和调度端主站；

各节点设备依据事件分类处理机制召唤目标对象，组建自适应无线通信网架，实现彼此间的信息传输和联动控制；

每个节点都可以是事件处理的发起者或执行者，根据事件类型和严重程度确定参与设备的层级与配合范围；

所述站端主机设置有专家库，用于参与重要安全事件处理智能决策，及时向公安、消防、环保等部门发出报警信息；

所述调度端主站支持随时调阅中下层信息，授权修改控制策略，必要时对重要安全事件直接下达控制联动指令。

2.如权利要求1所述基于物联网和事件分类处理机制的智能辅助控制系统，其特征在于，

所述智能辅助控制系统采用ZigBee技术和5G技术作为物联组网通信手段，系统设备中设置有无线射频芯片，集成信号调制解调、射频发射、信号接收和电平转换等功能，实现设备到设备的通信。

3.如权利要求2所述基于物联网和事件分类处理机制的智能辅助控制系统，其特征在于，

所述物联网组网通信在部署时，通过网络切片技术将某个区域物理网络切分成多个虚拟网络，按时延、带宽、安全性、可靠性的不同划分服务需求，各子系统共享网络设备，在平行专属逻辑网络中交互信息。

4.如权利要求1所述基于物联网和事件分类处理机制的智能辅助控制系统，其特征在于，

所述终端层与中间层之间设置有代理服务器，负责就近区域信息服务，所述智能辅助控制系统利用就近区域信息服务系统通过综合考虑各节点连接状态、负载情况以及物理距离，将相关信息发送最近的代理服务器，所述最近的代理服务器通过计算确定参与设备层级与配合范围，建立设备到设备的通信会话，或在平行专属逻辑网络上建立跨网络信息通道，调整资源分配和控制权限多子系统联动。

5.如权利要求1-4任意一项所述基于物联网和事件分类处理机制的智能辅助控制系统，其特征在于，

所述智能辅助控制系统采用事件分类处理机制进行决策控制，将事件分为三个类别：

第一类事件：严重级，智能辅助控制系统的站端主机启动专家库智能决策系统，分析现场工况，甄选匹配最优预案前置处理，并向公安、消防、环保部门发出警报，向调度主站告警直传，上送事件简报及处置方案，子系统智能单元按任务需求临时构建虚拟网络，跨越平常逻辑层级调动所需终端设备；调度人员调阅现场实时数据影像，调整优化专家库智能决策处置方案，紧急时中断智能辅助控制系统站端主机现场权限，向中间层子系统智能单元直接下达联动控制指令；

第二类事件：一般级，智能辅助控制系统的中间层子系统智能单元接收到终端信息，利用就近区域信息服务系统综合考虑各节点连接状态、负载情况以及物理距离，将处置策略发至最近的代理服务器；最近的代理服务器完成计算，建立、维持终端设备到设备的通信会话；智能辅助控制系统站端主机实时接收报警信息、全景数据存储，待处置结束后，形成事件简报上报调度主站；

第三类事件：操作级，运行人员在智能辅助控制系统站端主机或调度主站下达控制指令，开关灯具、启停空调、风机或就地验证身份，开启门禁，智能辅助控制系统的站端主机记录发生时间及对象，并在调度主站调阅时以综合报文形式上传。