CN111726412A - 一种基于大数据的智能楼宇监控系统 - Google Patents

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CN111726412A CN202010595567.3A CN202010595567A CN111726412A CN 111726412 A CN111726412 A CN 111726412A CN 202010595567 A CN202010595567 A CN 202010595567A CN 111726412 A CN111726412 A CN 111726412A
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陈冰
陈波
郑培余
杨光
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Duolun Technology Co Ltd
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    • G01—MEASURING; TESTING
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Abstract

本发明公开了一种基于大数据的智能楼宇监控系统，该智能楼宇监控系统包括：数据采集终端、通讯基站、云服务器、远程监控终端和用户终端；所述数据采集终端，用于获取楼宇内的环境数据，并转发至所述通讯基站；所述通讯基站汇聚所述数据采集终端采集的环境数据，经压缩处理后转发至云服务器进行存储；所述远程监控终端，用于从所述云服务器中获取所述环境数据，并对所述环境数据进行分析处理，当分析结果显示所述环境数据超过预设的环境安全阈值时，则向所述用户终端发送预警信息。利用本发明提供的智能楼宇监控系统，可实时有效地获取楼宇内的环境数据，并在发现环境数据异常时及时报警，避免酿成更大的安全事故。

Description

一种基于大数据的智能楼宇监控系统
技术领域
本发明涉及智能楼宇监控技术领域，具体涉及一种基于大数据的智能楼宇监控系统。
背景技术
目前，高档住宅日益增多，小区的管理越发复杂，人们越来越重视住宅环境的安全问题，虽然物业会雇佣相关的安保人员进行巡查，但还是存在安防死角的问题，无法及时、快速、全面的获取楼宇内各个位置的信息。
现有的楼宇自动化监测系统对楼宇的环境及安全的监控力度不够，容易造成遗漏的情况发生，无法对火灾等信息进行及时定点排查及处理。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种基于大数据的智能楼宇监控系统。
本发明的目的采用以下技术方案来实现：
一种基于大数据的智能楼宇监控系统，该智能楼宇监控系统包括：数据采集终端、通讯基站、云服务器、远程监控终端和用户终端；
所述数据采集终端，用于获取楼宇内的环境数据，并转发至所述通讯基站；
所述通讯基站汇聚所述数据采集终端采集的环境数据，经压缩处理后转发至云服务器进行存储；
所述远程监控终端，用于从所述云服务器中获取所述环境数据，并对所述环境数据进行分析处理，当分析结果显示所述环境数据超过预设的环境安全阈值时，则向所述用户终端发送预警信息。
在一种可选的实施方式中，所述远程监控终端包括：数据获取模块、数据分析模块、环境安全阈值数据库和预警模块；
所述数据获取模块，用于从所述云服务器中读取所述环境数据；
所述数据分析模块，用于将所述数据获取模块读取的所述环境数据与所述环境安全阈值数据库中存储的对应的环境安全阈值做比较，若所述环境数据超过预设的环境安全阈值时，则向所述用户终端发送预警信息。
在一种可选的实施方式中，所述数据采集终端包括：多个传感器监测节点，多个所述传感器监测节点部署在所述楼宇内的各个角落；所述传感器监测节点用于采集其所在位置的环境数据，并将其转发至所述通讯基站。
在一种可选的实施方式中，所述传感器监测节点包括：视频传感器、一氧化碳传感器、甲醛传感器、温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器、火焰传感器、燃气检测传感器中的一种或者多种。
在一种可选的实施方式中，所述通讯基站部署在监测区域外。
在一种可选的实施方式中，多个传感器监测节点和通讯基站构成一个分簇结构的无线传感器网络。
在一种可选的实施方式中，所述用户终端为：手机、笔记本、平板电脑、台式电脑中的一种或者多种
本发明的有益效果为：利用本发明提供的智能楼宇监控系统，可实时有效地获取楼宇内的环境数据，并在发现环境数据异常时及时报警，避免酿成更大的安全事故。
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是本发明实施例提供的智能楼宇监控系统的框架结构图；
图2是本发明实施例提供的远程监控终端的框架结构图。
附图标记：数据采集终端1、通讯基站2、云服务器3、远程监控终端4、用户终端5、数据获取模块41、数据分析模块42、环境安全阈值数据库43、预警模块44。
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1-2，一种基于大数据的智能楼宇监控系统，该智能楼宇监控系统包括：数据采集终端1、通讯基站2、云服务器3、远程监控终端4和用户终端5；
所述数据采集终端4，用于获取楼宇内的环境数据，并转发至所述通讯基站2；
所述通讯基站2汇聚所述数据采集终端1采集的环境数据，经压缩处理后转发至云服务器3进行存储；
所述远程监控终端4，用于从所述云服务器3中获取所述环境数据，并对所述环境数据进行分析处理，当分析结果显示所述环境数据超过预设的环境安全阈值时，则向所述用户终端5发送预警信息。
在一种可选的实施方式中，所述远程监控终端4包括：数据获取模块41、数据分析模块42、环境安全阈值数据库43和预警模块44；
所述数据获取模块41，用于从所述云服务器中读取所述环境数据；
所述数据分析模块42，用于将所述数据获取模块41读取的所述环境数据与所述环境安全阈值数据库43中存储的对应的环境安全阈值做比较，若所述环境数据超过预设的环境安全阈值时，则向所述用户终端5发送预警信息。
在一种可选的实施方式中，所述数据采集终端1包括：多个传感器监测节点，多个所述传感器监测节点部署在所述楼宇内的各个角落；所述传感器监测节点用于采集其所在位置的环境数据，并将其转发至所述通讯基站2。
在一种可选的实施方式中，所述传感器监测节点包括：视频传感器、一氧化碳传感器、甲醛传感器、温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器、火焰传感器、燃气检测传感器中的一种或者多种。
在一种可选的实施方式中，所述通讯基站2部署在监测区域外。
在一种可选的实施方式中，多个传感器监测节点和通讯基站2构成一个分簇结构的无线传感器网络。
在一种可选的实施方式中，所述的多个传感器监测节点和通讯基站2构成一个分簇结构的无线传感器网络，具体是：
(1)确定簇首节点
传感器监测节点和通讯基站部署完成后，通讯基站向全网发送竞选簇首指令，传感器监测节点接收到分簇指令后，将携带有自身信息的数据包发送至通讯基站，所述数据包包括：传感器监测监测节点的能量信息、位置信息以及其发送该数据包的时间点；
通讯基站接收到各传感器监测节点发送的数据包后，利用优势函数计算各传感器监测节点能够当选为簇首的优势值，其中，优势函数的表达式为：
Figure BDA0002555987130000031
式中，P(sj)为传感器监测节点sj能够当选为簇首的优势值，
Figure BDA0002555987130000032
为传感器监测节点sj发送自身数据包所需的时间，tth为预设的能够参与竞选簇首的时间阈值，
Figure BDA0002555987130000033
为分段函数，当
Figure BDA0002555987130000034
时，取1，反之，取0；α为路径损耗因子，d(sj，BS)为传感器监测节点sj与通讯基站之间的空间距离，E0(sj)为传感器监测节点sj的初始能量值，E1(sj)为传感器监测节点sj接收以及转发单位数据至通讯基站BS所能消耗的最大能量值，其E1(sj)的大小与其能容纳的最大簇成员节点个数有关，其所能容纳最大簇成员个数越大，代表着其值也就越大；
将得到的各传感器监测节点的优势值进行降序排列，从中选择排列靠前的N个传感器监测节点作为簇首，其中，N为预设的簇首个数。
(2)确定簇成员节点
簇首确定后，当选为簇首的传感器监测节点向其通信范围内的传感器监测节点发送加簇指令，其通信范围内的传感器监测节点接收到来自各簇首的加簇指令后，计算其自身归属于各簇首的隶属度值，从而选择隶属度值最大的簇首加入，成为该簇首的簇成员节点；
其中，传感器监测节点Si归属于簇首Hn的隶属度值可通过下式计算得到：
Figure BDA0002555987130000041
式中，γ(si，Hn)为传感器监测节点Si归属于簇首Hn的隶属度值，d(si，Hn)为传感器监测节点Si与簇首Hn之间的空间距离，d(Hn，BS)为簇首Hn与通讯基站之间的空间距离，E2(si)为传感器监测节点Si传输单位数据至簇首Hn所需消耗的能量值，E3(Hn)为簇首Hn接收以及转发单位数据至通讯基站所需消耗的能量值，β为权重系数，其取值范围是(0，1)。
(3)直至所有传感器监测节点加入到相应的簇首中，最终实现分簇。
有益效果：如果传感器监测节点均与通讯基站进行信息交互，而距离通讯基站较远、本身能量至较低以及消耗能量过多的传感器监测节点会由于过早地能量耗尽而进入死亡状态，从而不利于对楼宇内环境进行监测，基于此，本发明首先计算各传感器监测节点的优势值，从而确定能量相对较大、距离通讯基站相对较近的传感器监测节点作为簇首，从而能够有效避免能量消耗不均衡的问题。再则，在对于簇成员节点加入那个簇首中时，由于可能存在多个传感器监测节点可以加入到两个以上簇首中，面对此种情景，申请人创造性地提出计算各传感器监测节归属到簇首的隶属度值，隶属度值越大，代表着该传感器监测节点加入到该簇首的概率越大，从而使得各传感器监测节点加入到相应的簇首中，最终实现分簇，得到一个能量耗散均衡的分簇结构的无线传感器网络。
在一种可选的实施方式中，所述用户终端5为：手机、笔记本、平板电脑、台式电脑中的一种或者多种
本发明的有益效果为：利用本发明提供的智能楼宇监控系统，可实时有效地获取楼宇内的环境数据，并在发现环境数据异常时及时报警，避免酿成更大的安全事故。
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 (7)

1.一种基于大数据的智能楼宇监控系统，其特征在于，包括：数据采集终端、通讯基站、云服务器、远程监控终端和用户终端；
所述数据采集终端，用于获取楼宇内的环境数据，并转发至所述通讯基站；
所述通讯基站汇聚所述数据采集终端采集的环境数据，经压缩处理后转发至云服务器进行存储；
所述远程监控终端，用于从所述云服务器中获取所述环境数据，并对所述环境数据进行分析处理，当分析结果显示所述环境数据超过预设的环境安全阈值时，则向所述用户终端发送预警信息。
2.根据权利要求1所述的智能楼宇监控系统，其特征在于，所述远程监控终端包括：数据获取模块、数据分析模块、环境安全阈值数据库和预警模块；
所述数据获取模块，用于从所述云服务器中读取所述环境数据；
所述数据分析模块，用于将所述数据获取模块读取的所述环境数据与所述环境安全阈值数据库中存储的对应的环境安全阈值做比较，若所述环境数据超过预设的环境安全阈值时，则向所述用户终端发送预警信息。
3.根据权利要求1所述的智能楼宇监控系统，其特征在于，所述数据采集终端包括：多个传感器监测节点，多个所述传感器监测节点部署在所述楼宇内的各个角落；所述传感器监测节点用于采集其所在位置的环境数据，并将其转发至所述通讯基站。
4.根据权利要求3所述的智能楼宇监控系统，其特征在于，所述传感器监测节点包括：视频传感器、一氧化碳传感器、甲醛传感器、温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器、火焰传感器、燃气检测传感器中的一种或者多种。
5.根据权利要求3所述的智能楼宇监控系统，其特征在于，所述通讯基站部署在监测区域外。
6.根据权利要求5所述的智能楼宇监控系统，其特征在于，多个传感器监测节点和通讯基站构成一个分簇结构的无线传感器网络。
7.根据权利要求1所述的智能楼宇监控系统，其特征在于，所述用户终端为：手机、笔记本、平板电脑、台式电脑中的一种或者多种。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112218259A (zh) * 2020-10-10 2021-01-12 北京瑞拓电子技术发展有限公司 一种新型轨道交通综合监控系统
CN113051330A (zh) * 2021-04-13 2021-06-29 福州外语外贸学院 基于大数据的实时环境监控方法、装置及计算机设备

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