CN111031043A - 一种基于复合型烟雾感知器的物联网管理系统及方法 - Google Patents

一种基于复合型烟雾感知器的物联网管理系统及方法 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种基于复合型烟雾感知器的物联网管理系统及方法，所述物联网管理系统由复合型烟雾感知器、边缘网关和监控云平台三部分组成：所述复合型烟雾感知器由敏感元件、处理单元、存储单元、通信单元、射频单元和时钟同步单元组成；所述边缘网关将复合型烟雾感知器上传的信息进行收集并上传至监控云平台，并将监控云平台下发的指令发送到复合型烟雾感知器；所述监控云平台对边缘网关上传的信息进行实时监控，并形成指令下行至边缘网关。其优点表现在：通过复合型烟雾感知器将目标场景内的各项数据指标信息化，通过物联网的手段，对建筑内进行大范围的实时状态监控，通过物联网的方式提高消防安全水平。

Description

一种基于复合型烟雾感知器的物联网管理系统及方法
技术领域
本申请涉及物联网技术领域，尤其是涉及一种基于复合型烟雾感知器的物联网管理系统。
背景技术
物联网是通信网和互联网的拓展应用和网络延伸，利用感知技术与智能装备对物理世界进行感知识别，通过网络传输互联，进行计算、处理和知识挖掘，实现人与物、物与物信息交互和无缝链接，达到对物理世界实时控制、精确管理和科学决策目的。
网关是物联网中的重要组成部分。网关通过在网络层上实现互联将两个或多个高层协议不同的网络连接在一起，并且通过存储功能成为了数据交互的中转站，是物联网实现万物互联的重要基础。
在传统的烟雾感知器中，通常分为以下两类：(一)独立式非联网，此类烟雾感知器的价格低廉、安装简单，但是不具备联网报警功能。(二)有线连接烟感，此类烟雾感知器具有报警功能，但是信息化程度不高，并且在安装时需要重新布置线路，成本较高。
发明内容
本申请提供一种基于复合型烟雾感知器的物联网管理系统及方法。
本申请采用下述技术方案：
一种基于复合型烟雾感知器的物联网管理系统，所述物联网管理系统由复合型烟雾感知器、边缘网关和监控云平台组成，一个监控云平台与两个或两个以上边缘网关连接，每个边缘网关与两个或两个以上复合型烟雾感知器连接；
所述复合型烟雾感知器由敏感元件、处理单元、存储单元、通信单元和时钟同步单元组成；所述敏感元件采集数据；所述处理单元对所述敏感元件采集的数据进行预处理以形成格式化的数据，并存入存储单元内，所述处理单元在一个数据周期结束后将数据取出通过通信单元将数据发送至边缘网关，所述处理单元在接受到监控云平台指令后，实时调用敏感元件采集的数据并上传；所述通信单元向边缘网关发送信息并且接受来自边缘网关的控制信息；所述时钟同步单元将信息发送的具体时间进行标注和校准；
所述边缘网关由通信单元和存储单元组成，所述边缘网关将复合型烟雾感知器上传的信息进行收集并上传至监控云平台，并将监控云平台下发的指令发送到复合型烟雾感知器；
所述监控云平台由通信单元、处理单元和存储单元组成，所述监控云平台对边缘网关上传的信息进行实时监控，并形成指令下行至边缘网关。
进一步地，所述物联网管理系统的数据通道包括复合型烟雾感知器周期上传至监管云平台的主数据通道以及实时上传至监管云平台的实时数据通道。
进一步地，所述敏感元件对烟雾浓度、湿度和温度进行数据采集，所述敏感元件由烟雾浓度敏感元件、湿度敏感元件和红外敏感元件组成。
进一步地，所述存储单元为非易失性存储器，将每次外部写入、主动监测、故障以及报警记录进行存储。
进一步地，所述通信单元采用TCP/IP的方式，并使用域名及IP建立Socket连接将数据发送至边缘网关。
进一步地，所述复合型烟雾感知器还包括射频单元，所述射频单元将需要发送的信息转化为电磁波与边缘网关进行通信。
进一步地，所述时间同步单元对数据标定时间锚点，以确认数据产生的具体时间，采用UTC标准时间，统一为4字节的Unix时间戳格式，时间戳是自1970年1月1日00:00:00GMT以来的秒数。
一种基于复合型烟雾感知器的物联网管理方法，所述物联网管理方法包括以下步骤：
步骤S0，提供所述的物联网管理系统；
步骤S1，通过复合型烟雾感知器的处理单元对敏感元件采集的数据进行预处理，以形成格式化的数据，并存入存储单元中；
步骤S2，使用复合型烟雾感知器将数据通过主数据通道周期性地发送至边缘网关；当异常发生时，将数据通过实时数据通道立刻发送至边缘网关；
步骤S3，使用边缘网关中的通信单元将复合型烟雾感知器上传的数据通过主数据通道发送监控云平台；当异常发生时，将数据通过实时数据通道上传至监控云平台。
进一步地，所述步骤S1包括：对所述敏感元件采集的数据做数据量化与拟合处理，然后根据所述敏感元件的类型输出对应的感知数据；并且通过所述时间同步单元盖上时间戳，标定数据产生时间。
进一步地，所述步骤S3包括：首先对复合型烟雾感知器通过主数据通道上传的数据进行存储，然后通过主数据通道将数据周期性地上传至监控云平台；当异常发生时，边缘网关通过实时数据通道接收来自复合型烟雾感知器的实时数据，并将这些数据通过实时数据通道上传至监控云平台。
本申请采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：
本申请提供了一种基于复合型烟雾感知器的物联网管理系统，通过复合型烟雾感知器将目标场景内的各项数据指标信息化，通过物联网的手段，对建筑内进行大范围的实时状态监控，通过物联网的方式提高消防安全水平。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本申请提供的一种基于复合型烟雾感知器的物联网管理系统的网络拓扑图。
图2为本申请提供的一种复合型烟雾感知器的示意图。
图3为本申请提供的一种边缘网关的示意图。
图4为本申请提供的一种监管云平台的示意图。
图5为本申请提供的一种敏感元件的示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
实施例1
为了解决上述现有技术存在的问题，本实施例提供一种基于复合型烟雾感知器的物联网管理系统，以有效地对目标地点进行管理和监控。
所述物联网管理系统的网络拓扑如附图1所示，由复合型烟雾感知器、边缘网关和监控云平台组成，一个监控云平台与两个或两个以上的边缘网关连接，每个边缘网关与两个或两个以上的复合型烟雾感知器连接。
(1)复合型烟雾感知器，由敏感元件、处理单元、存储单元、通信单元、射频单元和时钟同步单元组成。
所述敏感元件对烟雾浓度、湿度和温度等需要监控的信息进行数据采集。所述敏感元件由烟雾浓度敏感元件、湿度敏感元件和红外敏感元件组成；所述烟雾浓度敏感元件通过烟雾颗粒对于光线的影响，监测空气中的烟雾浓度；所述湿度敏感元件通过对湿敏材料电阻的测量，得到环境湿度数据；所述红外敏感元件通过对于环境辐射的测量，获取环境的温度数据。所述敏感元件每8个小时采集各个点位同一时刻的烟雾浓度、湿度和温度等状态信息。
所述处理单元对所述敏感元件采集的数据进行预处理以形成格式化的数据，并存入存储单元内；所述处理单元在一个数据周期(例如24小时)结束后将数据取出通过通信单元及射频单元将数据发送至边缘网关；所述处理单元在接受到监控云平台指令后，实时调用敏感元件采集数据并上传。
所述存储单元对格式化的数据进行存储。所述存储单元采用非易失性存储器，将每次外部写入、主动监测、故障以及报警记录进行存储。
所述通信单元向边缘网关发送信息并且接受来自边缘网关的控制信息；所述通信单元采用TCP/IP的方式，并可使用域名及IP建立Socket连接将数据发送至边缘网关。
所述射频单元将需要发送的信息转化为电磁波与边缘网关进行通信；
所述时钟同步单元将信息发送的具体时间进行标注和校准。所述时间同步单元对数据标定时间锚点，以确认数据产生的具体时间，采用UTC标准时间，统一为4字节的Unix时间戳格式，时间戳是自1970年1月1日00:00:00GMT以来的秒数。
(2)边缘网关，其将各个复合型烟雾感知器上传的数据进行收集并上传至监控云平台，并将监控云平台下发的指令发送到复合型烟雾感知器。所述边缘网关由通信单元和存储单元组成。
(3)监控云平台，其对边缘网关上传的信息进行实时监控，并形成指令下行至边缘网关。所述监控云平台包括通信单元、处理单元和存储单元。
所述物联网管理系统的数据通道包括复合型烟雾感知器周期上传至监管云平台的主数据通道以及实时上传至监管云平台的实时数据通道：一、主数据通道，复合型烟雾感知器的所有设备信息和采集的数据信息通过主数据通道周期性上传至边缘网关，由边缘网关传输至监控云平台；监控云平台的控制命令也通过主数据通道传输至边缘网关，再由边缘网关下行至复合型烟雾感知器，以进行参数配置等功能。二、实时数据通道，复合型烟雾感知器感知到异常的信息立刻通过辅数据通道将数据通过边缘网关上传至监控云平台；当需要获取实时数据时，监控云平台通过实时数据通道下行控制命令，读取复合型烟雾感知器实时采集的数据。
实施例2
一种基于复合型烟雾感知器的物联网管理方法，其包括以下步骤：
步骤S0，提供实施例1的物联网管理系统；
步骤S1，通过复合型烟雾感知器的处理单元对敏感元件采集的数据进行预处理，以形成格式化的数据，并存入存储单元中；
步骤S2，使用复合型烟雾感知器的通信单元和射频单元将数据通过主数据通道周期性地发送至边缘网关；当异常发生时，将数据通过实时数据通道立刻发送至边缘网关。
步骤S3，使用边缘网关中的通信单元将复合型烟雾感知器上传的数据通过主数据通道发送监控云平台；当异常发生时，将所述感知数据通过实时数据通道上传至监控云平台。
在上述的基于复合型烟雾感知器的物联网管理方法，所述步骤S1包括：对所述敏感元件采集的数据做数据量化与拟合处理，然后根据所述敏感元件的类型输出对应的感知数据；并且通过所述时间同步单元盖上时间戳，标定数据产生时间。
在上述的复合型烟雾感知器的物联网管理方法中，所述步骤S3包括：首先对复合型烟雾感知器通过主数据通道上传的数据进行存储。然后通过主数据通道将数据周期性地上传至监控云平台。其次当异常发生时，边缘网关通过实时数据通道接收来自复合型烟雾感知器的实时数据，并将这些数据通过实时数据通道上传至监控云平台。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种基于复合型烟雾感知器的物联网管理系统，其特征在于，所述物联网管理系统由复合型烟雾感知器、边缘网关和监控云平台组成，一个监控云平台与两个或两个以上边缘网关连接，每个边缘网关与两个或两个以上复合型烟雾感知器连接；
所述复合型烟雾感知器由敏感元件、处理单元、存储单元、通信单元和时钟同步单元组成；所述敏感元件采集数据；所述处理单元对所述敏感元件采集的数据进行预处理以形成格式化的数据，并存入存储单元内，所述处理单元在一个数据周期结束后将数据取出通过通信单元将数据发送至边缘网关，所述处理单元在接受到监控云平台指令后，实时调用敏感元件采集的数据并上传；所述通信单元向边缘网关发送信息并且接受来自边缘网关的控制信息；所述时钟同步单元将信息发送的具体时间进行标注和校准；
所述边缘网关由通信单元和存储单元组成，所述边缘网关将复合型烟雾感知器上传的信息进行收集并上传至监控云平台，并将监控云平台下发的指令发送到复合型烟雾感知器；
所述监控云平台由通信单元、处理单元和存储单元组成，所述监控云平台对边缘网关上传的信息进行实时监控，并形成指令下行至边缘网关。
2.根据权利要求1所述的物联网管理系统，其特征在于，所述物联网管理系统的数据通道包括复合型烟雾感知器周期上传至监管云平台的主数据通道以及实时上传至监管云平台的实时数据通道。
3.根据权利要求1所述的物联网管理系统，其特征在于，所述敏感元件对烟雾浓度、湿度和温度进行数据采集，所述敏感元件由烟雾浓度敏感元件、湿度敏感元件和红外敏感元件组成。
4.根据权利要求1所述的物联网管理系统，其特征在于，所述存储单元为非易失性存储器，将每次外部写入、主动监测、故障以及报警记录进行存储。
5.根据权利要求1所述的物联网管理系统，其特征在于，所述通信单元采用TCP/IP的方式，并使用域名及IP建立Socket连接将数据发送至边缘网关。
6.根据权利要求1所述的物联网管理系统，其特征在于，所述复合型烟雾感知器还包括射频单元，所述射频单元将需要发送的信息转化为电磁波与边缘网关进行通信。
7.根据权利要求1所述的物联网管理系统，其特征在于，所述时间同步单元对数据标定时间锚点，以确认数据产生的具体时间，采用UTC标准时间，统一为4字节的Unix时间戳格式，时间戳是自1970年1月1日00:00:00GMT以来的秒数。
8.一种基于复合型烟雾感知器的物联网管理方法，其特征在于，所述物联网管理方法包括以下步骤：
步骤S0，提供权利要求1-7任一项所述的物联网管理系统；
步骤S1，通过复合型烟雾感知器的处理单元对敏感元件采集的数据进行预处理，以形成格式化的数据，并存入存储单元中；
步骤S2，使用复合型烟雾感知器将数据通过主数据通道周期性地发送至边缘网关；当异常发生时，将数据通过实时数据通道立刻发送至边缘网关；
步骤S3，使用边缘网关中的通信单元将复合型烟雾感知器上传的数据通过主数据通道发送监控云平台；当异常发生时，将数据通过实时数据通道上传至监控云平台。
9.根据权利要求8所述的物联网管理方法，其特征在于，所述步骤S1包括：对所述敏感元件采集的数据做数据量化与拟合处理，然后根据所述敏感元件的类型输出对应的感知数据；并且通过所述时间同步单元盖上时间戳，标定数据产生时间。
10.根据权利要求8所述的物联网管理方法，其特征在于，所述步骤S3包括：首先对复合型烟雾感知器通过主数据通道上传的数据进行存储，然后通过主数据通道将数据周期性地上传至监控云平台；当异常发生时，边缘网关通过实时数据通道接收来自复合型烟雾感知器的实时数据，并将这些数据通过实时数据通道上传至监控云平台。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200417

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