CN112462633B - 一种智能设备集成指挥监控系统、方法和介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种智能设备集成指挥监控系统、方法和介质。其中所述智能设备集成指挥监控系统包括前台系统、中台系统和后台系统，前台系统被配置为通过终端向用户展示系统的状态、接收用户输入的指令、并完成对智能设备的控制，具体包括：指挥模块、监视模块和控制模块；中台系统被配置为对系统中的数据进行处理、传输、调度、存储，支撑前台系统与用户的交互，并与后台系统配合来完成数据持久化、安全认证及适配，具体包括：计算模块、数据总线模块、数据标准化模块和数据持久化模块；以及后台系统被配置为联接系统与终端，监视和管理系统，并屏蔽系统的安全威胁，具体包括：系统监管模块、安全认证模块、智能设备适配模块和通信适配模块。

Description

一种智能设备集成指挥监控系统、方法和介质

技术领域

本发明涉及设备监控领域，尤其是涉及一种智能设备集成指挥监控系统、方法和介质。

背景技术

当前，基于智能计算芯片、电机驱动、高容量电池等技术发展而来的智能设备正在迅速发展，大到在可自主完成探测任务的无人机，小到可通过无线通信远程操控的微型搜救机器人，都在各自的领域扮演着愈发重要的角色，大幅提高了工作效率及安全性。

在实现上述智能设备的过程中，普遍基于各自行业领域相对较成熟的技术手段，完成单一产品的定义、研制、试验、生产，最终满足用户的使用需求。其中，基于通用或专用计算平台的软件在其中承担着重要作用，一方面完成对单体设备的感知与控制；另一方面，通过无线通信手段，实现与后台模块中心、指挥调度中心的信息交互，进行设备的功能扩展。

各个智能设备中和位于后台对智能设备进行支撑的系统，从技术架构、通信方式、运行维护机制等方面均具有各自的特点，无法利用一套统一的软件系统进行指挥监控，以满足某些使用场景中需要协同多个、多种智能设备共同完成某一项复杂任务的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能设备集成指挥监控方案，以解决现有技术中存在的上述技术问题，以实现将不同种类、数量的智能设备进行快速集成，以满足用户所需的复杂任务需求。

本发明第一方面提供了一种智能设备集成指挥监控系统，所述智能设备集成指挥监控系统包括前台系统、中台系统和后台系统，其中：所述前台系统，被配置为通过终端向用户展示所述智能设备集成指挥监控系统的状态、接收所述用户输入的指令、并完成对所述智能设备的控制，具体包括：指挥模块、监视模块和控制模块；所述中台系统，被配置为对所述智能设备集成指挥监控系统中的数据进行处理、传输、调度、存储，支撑所述前台系统与所述用户的交互，并与所述后台系统配合来完成数据持久化、安全认证及适配，具体包括：计算模块、数据总线模块、数据标准化模块和数据持久化模块；以及所述后台系统，被配置为联接所述智能设备集成指挥监控系统与所述终端，监视和管理所述智能设备集成指挥监控系统，并屏蔽所述智能设备集成指挥监控系统的安全威胁，具体包括：系统监管模块、安全认证模块、智能设备适配模块和通信适配模块。

根据本发明第一方面提供的系统，其中：所述指挥模块被配置为接收所述用户输入的任务规划，监视所述智能设备集成指挥监控系统的任务进展，并进行调度处置和任务评估；所述监视模块被配置为接收来自其它模块的数据，在所述智能设备集成指挥监控系统运行期间显示所述任务进展和所述终端的工作状态；以及所述控制模块被配置为接收所述用户的指令性输入，并向所述终端提供任务指令。

根据本发明第一方面提供的系统，其中：所述计算模块被配置为接收所述智能设备集成指挥监控系统的原始数据，形成用于展示的数据结果，并接收所述前台系统提供的任务，形成任务指令并发送给所述终端；所述数据总线模块被配置为向各个模块提供数据接收发送接口以保证系统通信数据的可靠传输；所述数据标准化模块被配置为利用负载均衡技术手段进行水平扩展以适配所述智能设备集成指挥监控系统中的所述数据；以及所述数据持久化模块被配置为分类存储所述智能设备集成指挥监控系统中的所述数据以重复利用所述数据。

根据本发明第一方面提供的系统，其中：所述智能设备集成指挥监控系统监管模块被配置为监视和管理所述智能设备集成指挥监控系统的所述各个模块，根据所述用户输入的任务需求，对系统进行整体配置和自动监测；所述安全认证模块被配置为对接入所述智能设备集成指挥监控系统的所述终端和通信端口进行检测，并对所述数据进行加密和/或解密；所述智能设备适配模块被配置为根据所述智能设备集成指挥监控系统监管模块的配置，装载与所述智能设备集成指挥监控系统联接的适配组件，与所述终端进行联动；以及所述通信适配模块被配置为根据所述终端与所述智能设备集成指挥监控系统之间的通信方式，向所述智能设备适配模块提供通信数据。

根据本发明第一方面提供的系统，其中所述智能设备适配模块和所述通信适配模块共同实现所述智能设备集成指挥监控系统与多种无线通信方式的集成和适配，使得所述智能设备集成指挥监控系统具备兼容性，以对所述终端的所述数据进行统一的预处理。

根据本发明第一方面提供的系统，所述智能设备集成指挥监控系统基于统一的模块间接口来升级和维护所述各个模块的独立功能，同时扩展或剪裁所述独立功能以适应所述用户的需求。

本发明第二方面提供了一种智能设备集成指挥监控方法，在执行所述方法中的步骤时，由处理器调用本公开第一方面所述的智能设备集成指挥监控系统中的所述前台系统、所述中台系统和所述后台系统，以实现各个模块中对应的功能。

本发明第三方面提供了一种存储有指令的非暂时性计算机可读介质，当所述指令由处理器执行时，执行根据本发明第二方面的智能设备集成指挥监控方法的步骤。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付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。

图1为根据本发明实施例的智能设备集成指挥监控系统的结构图；

图2为根据本发明实施例的前台系统、中台系统和后台系统的结构图；以及

图3为根据本发明实施例的前台系统、中台系统和后台系统的工作状态流程图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本发明第一方面提供了一种智能设备集成指挥监控系统。智能设备集成指挥监控系统以指挥模块、监视模块、控制模块、计算模块、数据总线模块、数据标准化模块、数据持久化模块、系统监管模块、安全认证模块、智能设备适配模块、通信适配模块组成，基于以通用计算机软硬件技术及产品、系统的业务场景需求及本方案的技术创新点进行构建与实现，按照统一定义的智能设备指挥监控数据接口协议完成模块间的数据交互。

从面向用户的角度，整体上划分为前台、中台、后台三个部分，图1为根据本发明实施例的智能设备集成指挥监控系统的结构图；如图1所示，所述智能设备集成指挥监控系统包括前台系统11、中台系统12和后台系统13。

所述前台系统11被配置为通过终端向用户展示所述智能设备集成指挥监控系统的状态、接收所述用户输入的指令、并完成对所述智能设备的控制，具体包括：指挥模块1101、监视模块1102和控制模块1103。具体地，指挥模块、监视模块、控制模块作为系统的前台，通过显示屏等终端向用户展示系统的整体情况，接收用户输入的指令并通过其它模块完成对智能设备的控制。

所述中台系统12被配置为对所述智能设备集成指挥监控系统中的数据进行处理、传输、调度、存储，支撑所述前台系统与所述用户的交互，并与所述后台系统配合来完成数据持久化、安全认证及适配，具体包括：计算模块1201、数据总线模块1202、数据标准化模块1203和数据持久化模块1204。具体地，计算模块、数据总线模块、数据标准化模块、数据持久化模块作为系统的中台，起到面向数据的计算与处理的核心作用，对数据进行处理、传输、调度、存储，支撑前台与用户交互，与后台配合完成数据持久化、安全认证及适配。

所述后台系统13被配置为联接所述智能设备集成指挥监控系统与所述终端，监视和管理所述智能设备集成指挥监控系统，并屏蔽所述智能设备集成指挥监控系统的安全威胁，具体包括：系统监管模块1301、安全认证模块1302、智能设备适配模块1303和通信适配模块1304。具体地，系统监管模块、安全认证模块、智能设备适配模块和通信适配模块作为系统的后台，起到将系统与实际智能设备联接到一起，调配整体运行的作用，完成与智能设备的互联互通及对系统的监视和管理，并对可能的安全威胁进行屏蔽。

数据接口协议应对各个模块间的数据交互内容做出约定，包括以下内容：

下面逐个展开描述各个模块的细节，图2为根据本发明实施例的前台系统、中台系统和后台系统的结构图，如图2所示：

指挥模块1101被配置为接收所述用户输入的任务规划，监视所述智能设备集成指挥监控系统的任务进展，并进行调度处置和任务评估。具体地，其指挥模块通常由对任务负责的人员来使用，接收其输入对整体任务进行规划，监视系统任务进展并进行适当的调度处置，并在任务结束后进行整体任务评估。

监视模块1102被配置为接收来自其它模块的数据，在所述智能设备集成指挥监控系统运行期间显示所述任务进展和所述终端的工作状态。具体地，监视模块负责接收其它模块提供的数据，在运行期间显示任务的执行情况、智能设备的工作状态等信息。

控制模块1103被配置为接收所述用户的指令性输入，并向所述终端提供任务指令。具体地，其控制模块负责接收用户对智能设备的指令性输入，与其它模块配合快速向智能设备提供任务指令。

计算模块1201被配置为接收所述智能设备集成指挥监控系统的原始数据，形成用于展示的数据结果，并接收所述前台系统提供的任务，形成任务指令并发送给所述终端。具体地，其计算模块作为数据与业务逻辑的处理中心，接收数据总线模块提供的原始数据信息，进行处理后形成用于展示的数据结果；接收前台提供的任务和指令信息，进行处理后形成给智能设备的任务指令。计算模块通常与系统需要完成的任务紧密相关，可以根据任务需要，利用通用的软件工程技术手段进行功能扩展，并以前台应用数据包的形式向前台提供数据(通常需要前台进行同步的功能扩展；另一方面，可根据任务所需的计算工作量大小，利用负载均衡技术手段进行水平扩展，以承担与系统接入智能设备数据量匹配的计算工作。

数据总线模块1202被配置为向各个模块提供数据接收发送接口以保证系统通信数据的可靠传输。具体地，数据总线模块作为数据分发的主体，向各个模块、模块提供数据接收发送接口，在满足系统模块间的通信需求的同时保证系统通信数据的可靠传输。数据总线模块采用通用并行总线的设计思想，基于以太网技术实现，其总线上传输的数据可以被任意节点发送或接收，可根据数据包的特点，以发布/订阅传输模型或点对点传输模型完成实际传输。数据总线模块实际运行与系统所有计算机之中，为其它模块提供数据分发服务。

数据标准化模块1203被配置为利用负载均衡技术手段进行水平扩展以适配所述智能设备集成指挥监控系统中的所述数据。具体地，数据标准化模块向系统提供适配后数据的统一处理服务，形成标注化数据，以便保证对数据处理的标准化、一致性的同时，降低其它模块、模块的处理负担。数据标准化模块可以利用负载均衡技术手段进行水平扩展。

数据持久化模块1204被配置为分类存储所述智能设备集成指挥监控系统中的所述数据以重复利用所述数据。具体地，数据持久化模块则将数据根据特征进行分类存储，以保证在需要时可对数据进行重复利用。

系统监管模块1301被配置为监视和管理所述智能设备集成指挥监控系统的所述各个模块，根据所述用户输入的任务需求，对系统进行整体配置和自动监测。具体地，系统监管模块实现对系统各个模块、模块的监视和管理，根据用户的业务需求，进行系统的整体配置和自动监测。

安全认证模块1302被配置为对接入所述智能设备集成指挥监控系统的所述终端和通信端口进行检测，并对所述数据进行加密和/或解密。具体地，安全认证模块对接入系统的智能设备、通信端口进行安全检测与过滤，根据白名单放行协议栈、数据流输入输出，并可根据用户的需要实施相应的数据加解密策略。

智能设备适配模块1303被配置为根据所述智能设备集成指挥监控系统监管模块的配置，装载与所述智能设备集成指挥监控系统联接的适配组件，与所述终端进行联动。具体地，智能设备适配模块根据系统监管模块的配置，装载需与系统联接的智能设备的适配组件，从而完成与特定智能设备的联动。

通信适配模块1304被配置为根据所述终端与所述智能设备集成指挥监控系统之间的通信方式，向所述智能设备适配模块提供通信数据。具体地，通信适配模块则根据智能设备与系统间的通信方式，向智能设备适配模块提供数据通信支撑，配合完成与智能设备的通信。

在一些实施例中，所述智能设备适配模块1303和所述通信适配模块1304共同实现所述智能设备集成指挥监控系统与多种无线通信方式的集成和适配，使得所述智能设备集成指挥监控系统具备兼容性，以对所述终端的所述数据进行统一的预处理。具体地，通过通信适配模块对多种无线通信方式的集成，以及通过智能设备适配模块对智能设备的统一适配，使得系统可对智能设备数据进行统一的预处理，能提供良好的设备兼容性，实现对不同种类的智能设备进行集成。

在一些实施例中，所述智能设备集成指挥监控系统基于统一的模块间接口来升级和维护所述各个模块的独立功能，同时扩展或剪裁所述独立功能以适应所述用户的需求。通过系统架构的设计(模块的职责划分)，可使各个模块从功能角度接触耦合，基于统一的模块间接口进行独立的功能升级维护，对系统功能进行扩展或裁剪以适应应用需求。

图3为根据本发明实施例的前台系统、中台系统和后台系统的工作状态流程图；如图3所示，系统对智能设备的分布式监控流程为：用户明确复杂任务需求，制定系统构建方案，通过指挥模块输入至系统。指挥模块进行方案解析，根据方案生成对系统的配置管理信息，发送给系统监管模块。系统监管模块根据配置管理信息，初始化系统各个模块至就绪状态。安全认证模块将安全认证信息发送至相关模块。通信适配模块接收安全认证信息，开始监听通信链路，各个智能设备启动后，主动与通信适配模块建立数据链接。通信适配模块发布智能设备接入通知，各个模块开始处理智能设备数据。通信适配模块传输智能设备的原始通信数据至智能设备适配模块，进行适配转换。通信适配模块将适配处理后数据包发送至数据标准化模块。数据标准化模块将适配处理后数据包进行数据标准化处理，经数据总线模块分发标准数据。计算模块使用标准数据进行计算得出前台应用数据包，经数据总线模块发送给监视模块。监视模块向用户展示智能设备的任务执行情况，根据系统的任务方案，进行多个智能设备的数据关联展示与告警。指挥模块接收用户的指挥指令，完成对系统的动态调配。控制模块接收用户的控制命令。上述指挥指令：控制命令经数据总线模块：智能设备适配模块：通信适配模块，发送至智能设备。智能设备依据系统输出的控制命令进行相应响应；数据持久化模块持续记录系统中的各项数据。用户识别任务结束(完成或失败)时，通过指挥模块发布系统终止运行指令。指挥模块发送配置管理信息至系统监管模块，系统监管模块关闭系统各个模块。

本发明第二方面提供了一种智能设备集成指挥监控方法，在执行所述方法中的步骤时，由处理器调用第一方面所述的智能设备集成指挥监控系统中的所述前台系统、所述中台系统和所述后台系统，以实现各个模块中对应的功能。

本发明第三方面提供了一种存储有指令的非暂时性计算机可读介质，当所述指令由处理器执行时，执行根据第二方面的智能设备集成指挥监控方法的步骤。

综上，本发明提供的一种智能设备集成指挥监控系统设计方案，可以将不同种类、数量的智能设备进行快速集成，以满足用户所需的复杂任务需求。避免了现有技术中无法利用统一软件系统进行指挥监控，以满足某些使用场景中需要协同多个、多种智能设备共同完成某一项复杂任务的情况。

通过通信适配模块对多种无线通信方式的集成，以及智能设备适配模块对智能设备的统一适配，使得系统可对智能设备数据进行统一的预处理，能提供良好的设备兼容性，实现对不同种类的智能设备进行集成。通过计算、数据总线、数据标准化、数据持久化四个模块构成的系统中台，能够将智能设备回传的数据进行统一的处理并对前台以服务的形式提供支持，进行服务能力的水平扩展，使得系统具备良好的扩展性。通过系统架构的设计(模块的职责划分)，可使各个模块从功能角度接触耦合，基于统一的模块间接口进行独立的功能升级维护，对系统功能进行扩展或裁剪以适应应用需求。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种智能设备集成指挥监控系统，其特征在于，所述智能设备集成指挥监控系统包括前台系统、中台系统和后台系统，其中：

所述前台系统，被配置为通过终端向用户展示所述智能设备集成指挥监控系统的状态、接收所述用户输入的指令、并完成对所述智能设备的控制，具体包括：指挥模块、监视模块和控制模块；

所述中台系统，被配置为对所述智能设备集成指挥监控系统中的数据进行处理、传输、调度、存储，支撑所述前台系统与所述用户的交互，并与所述后台系统配合来完成数据持久化、安全认证及适配，具体包括：计算模块、数据总线模块、数据标准化模块和数据持久化模块；以及

所述后台系统，被配置为联接所述智能设备集成指挥监控系统与所述终端，监视和管理所述智能设备集成指挥监控系统，并屏蔽所述智能设备集成指挥监控系统的安全威胁，具体包括：系统监管模块、安全认证模块、智能设备适配模块和通信适配模块；

其中：

所述指挥模块被配置为接收所述用户输入的任务规划，监视所述智能设备集成指挥监控系统的任务进展，并进行调度处置和任务评估；

所述监视模块被配置为接收来自其它模块的数据，在所述智能设备集成指挥监控系统运行期间显示所述任务进展和所述终端的工作状态；以及

所述控制模块被配置为接收所述用户的指令性输入，并向所述终端提供任务指令。

2.根据权利要求1所述的智能设备集成指挥监控系统，其特征在于，其中：

所述计算模块被配置为接收所述智能设备集成指挥监控系统的原始数据，形成用于展示的数据结果，并接收所述前台系统提供的任务，形成任务指令并发送给所述终端；

所述数据总线模块被配置为向各个模块提供数据接收发送接口以保证系统通信数据的可靠传输；

所述数据标准化模块被配置为利用负载均衡技术手段进行水平扩展以适配所述智能设备集成指挥监控系统中的所述数据；以及

所述数据持久化模块被配置为分类存储所述智能设备集成指挥监控系统中的所述数据以重复利用所述数据。

3.根据权利要求2所述的智能设备集成指挥监控系统，其特征在于，其中：

所述智能设备集成指挥监控系统监管模块被配置为监视和管理所述智能设备集成指挥监控系统的所述各个模块，根据所述用户输入的任务需求，对系统进行整体配置和自动监测；

所述安全认证模块被配置为对接入所述智能设备集成指挥监控系统的所述终端和通信端口进行检测，并对所述数据进行加密和/或解密；

所述智能设备适配模块被配置为根据所述智能设备集成指挥监控系统监管模块的配置，装载与所述智能设备集成指挥监控系统联接的适配组件，与所述终端进行联动；以及

所述通信适配模块被配置为根据所述终端与所述智能设备集成指挥监控系统之间的通信方式，向所述智能设备适配模块提供通信数据。

4.根据权利要求3所述的智能设备集成指挥监控系统，其特征在于，所述智能设备适配模块和所述通信适配模块共同实现所述智能设备集成指挥监控系统与多种无线通信方式的集成和适配，使得所述智能设备集成指挥监控系统具备兼容性，以对所述终端的所述数据进行统一的预处理。

5.根据权利要求4所述的智能设备集成指挥监控系统，其特征在于，所述智能设备集成指挥监控系统基于统一的模块间接口来升级和维护所述各个模块的独立功能，同时扩展或剪裁所述独立功能以适应所述用户的需求。

6.一种智能设备集成指挥监控方法，其特征在于，在执行所述方法中的步骤时，由处理器调用权利要求1-5所述的智能设备集成指挥监控系统中的所述前台系统、所述中台系统和所述后台系统，以实现各个模块中对应的功能。

7.一种存储有指令的非暂时性计算机可读介质，当所述指令由处理器执行时，执行根据权利要求6所述的智能设备集成指挥监控方法的步骤。

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