CN111355807A - 一种电子围栏系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电子围栏系统,包括若干终端采集器、边缘计算网络和运维服务器,所述边缘计算网络包括若干终端服务器,每个终端服务器与所述运维服务器、对应的终端采集器通信连接,且每个终端服务器之间相互通信连接,以使得每个终端服务器之间资源共享、参数共享。本发明解决了现有技术中电子围栏系统存在的计算时延大、负载不均衡、以及通信不可靠稳定的问题,能满足低时延、高可靠的电子围栏系统需求。
Description
技术领域
本发明涉及电子围栏技术领域技术领域,尤其涉及一种电子围栏系统。
背景技术
电子围栏系统设备是专门针对公安及安全行业应用而研制的高性能无线产品,可以对城区出入口、骨干道路及重点区域布控,实现对快速移动的手机端的IMSI、IMEI/ESN/MAC、时间、地点等信息及车辆信息进行采集,并将采集到的信息安全传送到后台管理中心,并结合摄像头采集到的车辆信息进行人车匹配。同时可以通过多个热点进行伴随分析、碰撞分析确定人员车辆关系,从而实现“重点人车预警”、“重点人乘坐车辆预警”、“重点车内人员查询”等功能。还可以根据实际工作需要定制多种应用场景,给安全工作带来更准确、更方便的手段。
电子围栏前端设备通过触发手机进行位置区更新,在位置更新的信令中获取用户的IMSI手机特征码信息,还包括手机归属地、手机型号、点位GPS和时间等辅助信息。采集的信息加密后通过无线或有线的方式传送到后台系统。
现有技术中电子围栏系统设备的系统架构如图1所示。前端采集端包括多个摄像头采集端和热点采样端,用于采集目标用户的图像和无线WiFi信息,终端服务器和接口/运维服务器完成数据分析,并提供必要服务给外部网络端口。例如,公安网可以访问接口/运维服务器,查询终端和目标用户的实时信息,实现重要路口、骨干道路及重点区域的实时监测。
上述电子围栏系统仍存在一些不足之处,主要表现在以下几个方面:
1、时延问题:前端采集端(包括摄像头和热点)的计算量大,尤其是在机场、车站等人流量密集的区域,需要识别的人群/车辆信息、手机WiFi的数量极多,服务器难以及时处理实时数据分析;
2、负载不均衡:人流量密集区域的服务器长期处于高负荷状态,而且难以及时提供计算能力,而部分区域流量较少,服务器长期空闲,计算资源没有被充分利用;
3、通信可靠性问题:在人流量密集区域,通信流量大,很可能出现通信拥塞问题,导致采集器/终端服务器的数据没有及时传输到接口/运维服务器,或者无法及时响应接口/运维服务器的查询任务,严重影响紧急信息的有效传递。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种电子围栏系统,旨在解决现有技术中电子围栏系统存在的计算时延大、负载不均衡、以及通信不可靠稳定的问题。
为了达到上述目的,本发明提出一种电子围栏系统,包括若干终端采集器、边缘计算网络和运维服务器,所述边缘计算网络包括若干终端服务器,每个终端服务器与所述运维服务器、对应的终端采集器通信连接,且每个终端服务器之间相互通信连接,以使得每个终端服务器之间资源共享、参数共享。
本发明进一步的技术方案是,所述边缘计算网络配置有供各个终端服务器资源共享的全局共享表格,所述全局共享表格用于保存和维护各个终端服务器当前的计算任务和可用资源。
本发明进一步的技术方案是,所述各个终端服务器当前的计算任务和可用资源至少包括待处理数据信息、数据分析算法、存储空间、计算负载、空闲CPU计算能力、对外端口中的一种或几种。
本发明进一步的技术方案是,所述终端服务器用于独立维护所述终端服务器的全局信息表,根据维护后的全局信息表生成全局共享表格,并将所述全局共享表格分享给所述边缘计算网络中的其他终端服务器。
本发明进一步的技术方案是,所述终端服务器还用于:
在当前终端服务器在覆盖范围内发现目标用户后,将所述目标用户的识别参数实时分享给所述边缘计算网络中的其他终端服务器;
当所述目标用户离开所述当前终端服务器的覆盖范围时,所述当前终端服务器根据所述目标用户的移动轨迹,通知可能覆盖所述目标用户的其他终端服务器,以及时启动新一轮目标检测,并将数据分析算法的模型和参数发送到所述其他终端服务器,以使得每个终端服务器参数共享。
本发明进一步的技术方案是,所述识别参数至少包括所述目标用户的身份信息、智能终端的IMSI/IMEI/ESN/MAC、时间信息、地点信息、或车辆信息中的一种或几种。
本发明进一步的技术方案是,所述边缘计算网络中若干终端服务器与所述运维服务器配置多个网络通信链路,每个终端服务器通过所述全局共享表格共享各个终端服务器的网络信息。
本发明进一步的技术方案是,所述终端采集器包括摄像头采集器,和/或wifi热点采集器。
本发明电子围栏系统的有益效果是:本发明电子围栏系统通过上述技术方案,包括若干终端采集器、边缘计算网络和运维服务器,其中,所述边缘计算网络包括若干终端服务器,每个终端服务器与所述运维服务器、对应的终端采集器通信连接,且每个终端服务器之间相互通信连接,以使得每个终端服务器之间资源共享、参数共享,解决了现有技术中电子围栏系统存在的计算时延大、负载不均衡、以及通信不可靠稳定的问题,能满足低时延、高可靠的电子围栏系统需求。
附图说明
图1是现有技术中电子围栏系统设备的系统架构图;
图2是本发明电子围栏系统较佳实施例的系统架构图;
图3是边缘计算网络的结构示意图。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。
具体实施方式
应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
为解决现有技术中电子围栏系统存在的计算时延大、负载不均衡、以及通信不可靠稳定的问题,本发明提出一种新的电子围栏系统,用于共享各个终端服务器的任务和资源,并设计了相应的数据计算和通信方法,通过资源共享、参数共享、多路通信的三种方法,满足低时延、高可靠的电子围栏系统需求。
具体的,请参照图2和图3,图2是本发明电子围栏系统较佳实施例的系统架构图,图3是边缘计算网络的结构示意图。
本实施例中,该电子围栏系统包括若干终端采集器、边缘计算网络和运维服务器。
其中,所述边缘计算网络包括若干终端服务器,每个终端服务器与所述运维服务器、对应的终端采集器通信连接,且每个终端服务器之间相互通信连接,以使得每个终端服务器之间资源共享、参数共享。其中,所述终端采集器包括摄像头采集器,和/或wifi热点采集器。
具体的,所述边缘计算网络配置有供各个终端服务器资源共享的全局共享表格,所述全局共享表格用于保存和维护各个终端服务器当前的计算任务和可用资源。
所述各个终端服务器当前的计算任务和可用资源至少包括待处理数据信息、数据分析算法、存储空间、计算负载、空闲CPU计算能力、对外端口中的一种或几种。
所述终端服务器用于独立维护所述终端服务器的全局信息表,根据维护后的全局信息表生成全局共享表格,并将所述全局共享表格分享给所述边缘计算网络中的其他终端服务器。
本实施例中,所述终端服务器还用于:在当前终端服务器在覆盖范围内发现目标用户后,将所述目标用户的识别参数实时分享给所述边缘计算网络中的其他终端服务器;当所述目标用户离开所述当前终端服务器的覆盖范围时,所述当前终端服务器根据所述目标用户的移动轨迹,通知可能覆盖所述目标用户的其他终端服务器,以及时启动新一轮目标检测,并将数据分析算法的模型和参数发送到所述其他终端服务器,以使得每个终端服务器参数共享。
其中,所述识别参数至少包括所述目标用户的身份信息、智能终端的IMSI/IMEI/ESN/MAC、时间信息、地点信息、或车辆信息中的一种或几种。
本实施例中,所述边缘计算网络中若干终端服务器与所述运维服务器配置多个网络通信链路,每个终端服务器通过所述全局共享表格共享各个终端服务器的网络信息。
以下结合图2和图3对本发明电子围栏系统及其低时延高可靠的设计方法进行进一步的详细阐述。
(一)电子围栏系统
如图2所示,本发明电子围栏系统包括若干终端采集器、边缘计算网络和运维服务器,其中,所述边缘计算网络包括若干终端服务器,与现有电子围栏系统相比,最大的区别在于,本发明中各个终端服务器互相连通,组成一个边缘计算网络。
所述边缘计算网络的内部能分享各个终端服务器的计算资源,包括采集的数据、存储空间、空闲CPU计算能力、对外网络端口等。从而,整个底层终端采集器的计算任务可以在所述边缘计算网络中的任何一个终端服务器上运行,加快计算能力,提升了各个终端服务器的负载均衡能力。
所述边缘计算网络也可以共享目标用户的识别参数,例如目标用户的身份信息、手机终端的IMSI、IMEI/ESN/MAC、时间信息、地点等信息、车辆信息等,便于其他终端服务器快速识别。
此外,利用整个边缘计算网络与远程的接口/运维服务器存在多个网络连接链路。如果某些终端服务器的通信链路发生拥塞时,其他终端服务器仍然能够帮助及时上传数据,提高通信可靠性。
(二)低时延高可靠的设计方法
(1)资源共享(实现低时延计算):
本发明根据电子围栏系统实际部署条件,各个终端服务器之间可以使用高速无线网络(例如5G,WiFi等)或有线网络互相连接,组成所述边缘计算网络,所述边缘计算网络内部支持高速的数据通信和网络互连,如图3所示。
整个边缘计算网络有一个全局共享表格,用于保存和维护各个终端服务器当前的计算任务和可用资源,包括待处理数据信息、数据分析算法、存储空间、计算负载、空闲CPU计算能力、对外端口等,如表1所示。
每个终端服务器均独立维护自己的全局信息表,并根据维护后的全局信息表生成所述全局共享表格,将所述全局共享表格实时共享给所述边缘计算网络终端其他服务器,便于协助其他终端服务器的任务计算功能。从而,前端的终端采集器的计算任务和网络传输能够在任何一个终端服务器上运行,实现低时延计算,并提高了整个边缘计算网络的负载均衡性能。
例如,在任务计算方面,如果第一终端服务器的待处理的数据任务很多,计算速度慢,难以实现低时延快速计算,则查找全局共享表格,寻求空闲资源较多的其他终端服务器。假设第二终端服务器和第三终端服务器的空闲CPU计算能力较多,则可以将第一终端服务器的数据计算任务迁移到第二终端服务器和第三终端服务器。
表1边缘计算网络的全局共享表格
序号 | 项目 | 含义 |
1 | 待处理的数据信息 | 待处理的摄像头和热点数据 |
2 | 数据分析算法 | 用于待处理数据的数据分析算法 |
3 | 存储空间 | 可用存储空间 |
4 | 计算负载 | 待计算的负载任务 |
5 | 空闲CPU计算能力 | 未使用的CPU计算能力 |
6 | 对外端口 | 输入、输出端口 |
(2)参数共享(实现低时延计算):
在本发明的电子围栏系统中,所述终端采集器包括摄像头采集器、和/或wifi热点采集器,分布在不同的地理空间来覆盖整个监控区域。为了提高电子围栏系统的监控能力,本发明设计一种参数共享方法,来充分挖掘所述终端采集器的几何相关性。
在传统方法中,假设某个终端服务器发现了目标用户,锁定目标用户位置,并进行连续跟踪。当目标用户离开当前终端服务器的覆盖范围,其他终端服务器又要重新开始一轮新的目标检测、定位、跟踪。显然,没有在各个终端服务器实现充分的数据共享。
为了解决这个问题,本发明在所述边缘计算网路中完成参数共享。如果一个终端服务器发现了目标用户,则在整个边缘计算网络中共享该目标用户的识别参数,例如目标用户的身份信息、手机终端的IMSI、IMEI/ESN/MAC、时间信息、地点等信息、车辆信息等,便于其他终端服务器快速识别。
当所述目标用户离开当前终端服务器的覆盖范围后,所述边缘计算网络根据所述目标用户的移动轨迹,通知可能覆盖的终端服务,以及时启动新一轮目标检测;同时,将数据分析算法的模型和参数传递到新的终端服务器,便于快速任务计算。
(3)多路通信(实现高可靠通信):
所述终端服务器与远程的接口或运维服务器之间需要维护可靠的数据传输链路,支持终端分析结果的上传,同时支持远程服务器的即时信息查询。在通信层面,这需要在短时间内(例如毫米级别)完成数据传输。考虑到实际通信链路存在的数据拥塞、网络干扰等问题,网络数据难以一直满足高可靠通信需求。
为了解决这个问题,本发明提出图3所示的边缘计算网络。该边缘计算网络与远程接口或运维服务器存在多个网络通信链路。通过边缘计算网络内部全局共享表格,共享各个终端服务器的网络信息。如果某个终端服务器的通信链路发生拥塞时,其他服务器可以能够帮助及时上传数据,提高通信可靠性。即:通信失败后,多个终端服务器提供多路径数据重传功能。
例如,在网络端口传输方面,如果第一终端服务器的待传输数据很多,难以实现高可靠通信,则查找全局共享表格,寻求空闲资源较多的其他终端服务器。假设第二终端服务器和第三终端服务器的空闲网络端口较多,则可以将第一终端服务器的数据传输任务迁第二移到终端服务器和第三终端服务器。
本发明电子围栏系统的有益效果是:本发明电子围栏系统通过上述技术方案,包括若干终端采集器、边缘计算网络和运维服务器,其中,所述边缘计算网络包括若干终端服务器,每个终端服务器与所述运维服务器、对应的终端采集器通信连接,且每个终端服务器之间相互通信连接,以使得每个终端服务器之间资源共享、参数共享,解决了现有技术中电子围栏系统存在的计算时延大、负载不均衡、以及通信不可靠稳定的问题,能满足低时延、高可靠的电子围栏系统需求。
以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或流程变换,或直接或间接运用在其它相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (8)
1.一种电子围栏系统,其特征在于,包括若干终端采集器、边缘计算网络和运维服务器,所述边缘计算网络包括若干终端服务器,每个终端服务器与所述运维服务器、对应的终端采集器通信连接,且每个终端服务器之间相互通信连接,以使得每个终端服务器之间资源共享、参数共享。
2.根据权利要求1所述的电子围栏系统,其特征在于,所述边缘计算网络配置有供各个终端服务器资源共享的全局共享表格,所述全局共享表格用于保存和维护各个终端服务器当前的计算任务和可用资源。
3.根据权利要求2所述的电子围栏系统,其特征在于,所述各个终端服务器当前的计算任务和可用资源至少包括待处理数据信息、数据分析算法、存储空间、计算负载、空闲CPU计算能力、对外端口中的一种或几种。
4.根据权利要求3所述的电子围栏系统,其特征在于,所述终端服务器用于独立维护所述终端服务器的全局信息表,根据维护后的全局信息表生成全局共享表格,并将所述全局共享表格分享给所述边缘计算网络中的其他终端服务器。
5.根据权利要求4所述的电子围栏系统,其特征在于,所述终端服务器还用于:
在当前终端服务器在覆盖范围内发现目标用户后,将所述目标用户的识别参数实时分享给所述边缘计算网络中的其他终端服务器;
当所述目标用户离开所述当前终端服务器的覆盖范围时,所述当前终端服务器根据所述目标用户的移动轨迹,通知可能覆盖所述目标用户的其他终端服务器,以及时启动新一轮目标检测,并将数据分析算法的模型和参数发送到所述其他终端服务器,以使得每个终端服务器参数共享。
6.根据权利要求5所述的电子围栏系统,其特征在于,所述识别参数至少包括所述目标用户的身份信息、智能终端的IMSI/IMEI/ESN/MAC、时间信息、地点信息、或车辆信息中的一种或几种。
7.根据权利要求6所述的电子围栏系统,其特征在于,所述边缘计算网络中若干终端服务器与所述运维服务器配置多个网络通信链路,每个终端服务器通过所述全局共享表格共享各个终端服务器的网络信息。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的电子围栏系统,其特征在于,所述终端采集器包括摄像头采集器,和/或wifi热点采集器。
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Publications (1)
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