CN117742973A - 一种无人值守态势智能感知系统及其实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种无人值守态势智能感知系统及其实现方法，所述系统包括多个边缘感知节点、多个边缘计算单元和至少1个智能管理单元；边缘计算单元与多个边缘感知节点相连接，智能管理单元与多个边缘计算单元相连接；其中，边缘感知节点能够对指定区域的环境信息进行综合探测采集，并将环境信息和/或节点状态信息发送至边缘计算单元；边缘计算单元能够依据环境信息和/或节点状态信息，获得边缘融合信息并发送至智能管理单元；智能管理单元能够对全部边缘计算单元的边缘融合信息进行计算，获得指定区域与边缘感知节点、边缘计算单元的规划配置结果。本申请能够实现对边缘计算节点的统一管理和任务协同，为无人值守态势感知需求提供高效技术支撑。
Description
技术领域
本发明涉及智能感知技术领域，尤其涉及一种无人值守态势智能感知系统及其实现方法。
背景技术
为高效实现目标区域的环境监测与感知，在部分边防站、野外以及重要作战区域等无人值守场所部署全天候工作态势感知系统的需求空前高涨。无人值守环境态势感知系统通过多样化传感器如声音、振动等来实时获取环境中的信息并结合数据处理和分析技术，实现对无人值守环境感知、监测、分析等态势评估功能。态势感知系统集成多样化采集、多种协议通信、融合预处理算法等模块，具有数据冗杂多样、实时性要求高、任务与资源高动态匹配等特点。然而，当前研究缺少针对态势感知系统节点内、节点间及系统间的多层智能管理与任务调度架构和平台设计，为推进无人值守环境态势感知系统进一步实现的高可靠稳定运行、快实时智能分析、强精准决策预警目标，亟需基于智能管理架构的无人值守环境态势感知系统，以便适应不同规模及复杂度场景。
发明内容
本发明意在提供一种无人值守态势智能感知系统及其实现方法、管理架构、电子设备、存储介质，以解决现有技术中存在的不足，本发明要解决的技术问题通过以下技术方案来实现。
第一方面，提出一种无人值守态势智能感知系统，包括多个边缘感知节点、多个边缘计算单元和至少1个智能管理单元；所述边缘计算单元与多个所述边缘感知节点相连接，所述智能管理单元与多个所述边缘计算单元相连接；其中，
所述边缘感知节点能够对指定区域的环境信息进行综合探测采集，并将所述环境信息和/或节点状态信息发送至所述边缘计算单元；
所述边缘计算单元能够依据所述环境信息和/或所述节点状态信息，获得边缘融合信息并发送至所述智能管理单元；
所述智能管理单元能够对全部所述边缘计算单元的所述边缘融合信息进行计算，获得所述指定区域与所述边缘感知节点、所述边缘计算单元的规划配置结果。
进一步地，所述边缘感知节点至少包括综合探测模块、状态采集模块、无线通信模块；其中，
所述综合探测模块能够感知环境信息，至少包括声音探测单元、生化探测单元和振动控制单元；
所述状态采集模块能够对当前节点状态进行采集和监控；
所述无线通信模块能够依据传输通信距离和实时性要求，控制当前节点与所述边缘计算单元之间的通信传输模式。
进一步地，所述边缘计算单元至少包括数据管理模块和节点管理模块；其中，
所述数据管理模块能够对所述边缘计算单元的状态进行监测，并对所述边缘感知节点发送的所述环境信息和/或所述节点状态信息进行处理和存储；
所述节点管理模块能够依据控制指令管理所述边缘感知节点。
进一步地，所述智能管理单元至少包括智能计算模块、逻辑控制模块、监控模块和通信接口模块；其中，
所述智能计算模块能够通过效率优化算法，获得所述指定区域与所述边缘感知节点、所述边缘计算单元的规划配置结果；
所述逻辑控制模块能够依据所述规划配置结果，对所述边缘感知节点和所述边缘计算单元进行智能管理和规划调度；
所述监控模块能够获取全部所述边缘感知节点和所述边缘计算单元的健康状态和任务处理状态；
所述通信接口模块包括以太网通信接口、串行通信接口、卫星通信接口中的1种或多种。
进一步地，所述边缘感知节点的所述状态采集模块采集的状态数据包括电源状态、温度状态和电路异常状态中的1种或多种；和/或，所述边缘计算单元的所述节点管理模块能够包括对综合探测采集功能和状态采集功能中的1种或多种进行开闭控制；和/或，所述边缘计算单元的所述数据管理模块对所述环境信息和/或所述节点状态信息进行处理包括数据清洗、数据压缩和数据封装中的1种或多种。
第二方面，提出一种无人值守态势智能感知系统实现方法，包括：
边缘感知节点对指定区域的环境信息进行综合探测采集，并将所述环境信息和/或节点状态信息发送至边缘计算单元；
所述边缘计算单元依据所述环境信息和/或所述节点状态信息，获得边缘融合信息并发送至智能管理单元；
所述智能管理单元对全部所述边缘计算单元的所述边缘融合信息进行计算，获得所述指定区域与所述边缘感知节点、所述边缘计算单元的规划配置结果。
第三方面，提出一种无人值守态势智能感知系统管理架构，所述无人值守态势智能感知系统管理架构基于智能监测分层模型和相应监测数据进行构建，包括管理服务层、业务逻辑层和硬件抽象层；其中，
所述管理服务层能够实现协议识别、任务调度以及消息处理管理；
所述业务逻辑层能够实现边缘感知节点模式匹配、异常信息告警上报以及节点监控管理，并将采集数据进行处理后服务于管理决策；
所述硬件抽象层能够对综合探测、电源、接口以及存储模块进行状态采集与控制管理，以及提供通信接口和管理接口。
进一步地所述智能监测分层模型包括对应用层监测、系统层监测、硬件层监测；其中，
所述应用层监测能够对业务处理响应以及任务执行状态进行监测；
所述系统层监测能够对硬件响应超时、读写错误以及IO访问状态进行监测；
所述硬件层监测能够依据不同硬件的温度、功耗以及电源工作状态进行检测。
第四方面，提出一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并且可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器在执行所述计算机程序时，实现如第二方面所述方法的步骤。
第五方面，提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第二方面所述方法的步骤。
本发明实施例包括以下优点：
本发明实施例提供的无人值守态势智能感知系统包括多个边缘感知节点、多个边缘计算单元和至少1个智能管理单元；边缘计算单元与多个边缘感知节点相连接，智能管理单元与多个边缘计算单元相连接；其中，边缘感知节点能够对指定区域的环境信息进行综合探测采集，并将环境信息和/或节点状态信息发送至边缘计算单元；边缘计算单元能够依据环境信息和/或节点状态信息，获得边缘融合信息并发送至智能管理单元；智能管理单元能够对全部边缘计算单元的边缘融合信息进行计算，获得指定区域与边缘感知节点、边缘计算单元的规划配置结果。本申请能够实现对边缘计算节点的统一管理和任务协同，为无人值守态势感知需求提供高效技术支撑。
附图说明
图1是本申请实施例的一种无人值守态势智能感知系统结构示意图；
图2是本申请实施例的一种无人值守态势智能感知系统应用场景示意图；
图3是本申请实施例的一种无人值守态势智能感知系统实现方法流程示意图；
图4是本申请实施例的一种无人值守态势智能感知系统管理架构示意图；
图5是本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
如背景技术所述，目前，为高效实现目标区域的环境监测与感知，部分边防站，野外以及重要作战区域等无人值守场所部署全天候工作态势感知系统的需求空前高涨。无人值守环境态势感知系统通过多样化传感器如声音、振动等来实时获取环境中的信息，并结合数据处理和分析技术，实现对无人值守环境感知、监测、分析等态势评估功能。态势感知系统集成多样化采集、多种协议通信、融合预处理算法等模块，具有数据冗杂多样、实时性要求高、任务与资源高动态匹配等特点。
中国专利“一种复杂环境的智能无人感知识别方法”（公开号：CN115456052A），针对环境感知存在以下识别环境单一、仅实现一种环境与目标的感知、无法确保复杂环境下识别的精度等缺点，提供一种复杂环境的智能无人感知识别方法，实现复杂环境下的准确识别。基于感知设备组以及识别模组实现，通过感知设备组获取多路识别结果数据；对多路识别结果数据分别进行特征提取得到多路特征数据；将每路特征数据与预设的感知识别目标的实际特征数据进行比对，得到多路比对结果；将多路比对结果进行加权融合，得到最终的感知识别结果。该专利侧重点为多路感知设备特征数据比对和融合探测识别，无法对系统的各模组进行智能管理与任务规划调度。
中国专利“一种适用于野外无人值守站的多模式数据管理与通信系统”（公开号：CN112349083A），针对无人值守地区监测预警设备通信高可靠、故障自主恢复等目标，设计了一种适用于野外无人值守站的多模式数据管理与通信系统，通过多种通信手段的互相备份以及在各个多模通信单元之间组建MESH网络，在多模通信单元与控制中心间组建星型网络，实现高可靠的数据通信能力，克服了现有RTU技术通信手段单一，容易出现数据终端，系统监测预警功能丧失的缺点；克服了传统通信信号感知算法对通信道质量评估容易出现虚警和漏警，通信模式切换时间过长，影响数据传输即时性和系统可靠性的缺点，通过设计一种基于心跳包数据平滑策略的信道质量快速感知算法和基于双预警门限的通信模式快速切换策略，可以有效提高对通信信道质量感知的灵敏度，并缩短通信模式切换时间。该专利侧重于对系统数据通信及时性和可靠性的提升，不能全面系统得完成无人值守感知系统不同模组层级化管理与调度。
综上所述，传统的无人值守环境态势感知系统，一方面是基于边缘感知节点与网关交换节点来实现特定目标区域的环境感知与通信传输，未对感知节点及系统实现充分状态管理和任务规划，不能充分发挥系统效能；另一方面感知节点、计算单元与控制电源等模块都未采用云边端一体化设计思维进行开发，存在运维难、管理难、协议混乱模块不可复用的问题。为解决上述问题，实现对无人值守环境态势感知系统的多层级综合管理与调度，针对系统数据多样、实时性高、任务与资源高动态匹配等特点，研究一种基于智能管理架构的无人值守环境态势感知系统，具体包括具备智能管理功能的硬件平台、多层智能管理架构、应用层任务规划调度等设计，构建科学合理的多层次智能管理与调度架构，以智能管理单元为核心，实现对边缘计算节点系统以及各个边缘感知节点的统一管理和任务协同，为无人值守环境更高效可靠的态势感知需求提供技术支撑。
实施例一：
如图1所示，为本申请实施例的一种无人值守态势智能感知系统，包括多个边缘感知节点101、多个边缘计算单元102和至少1个智能管理单元103；所述边缘计算单元102与多个所述边缘感知节点101相连接，所述智能管理单元103与多个所述边缘计算单元102相连接；其中，
所述边缘感知节点101能够对指定区域的环境信息进行综合探测采集，并将所述环境信息和/或节点状态信息发送至所述边缘计算单元。
所述边缘计算单元102能够依据所述环境信息和/或所述节点状态信息，获得边缘融合信息并发送至所述智能管理单元。
所述智能管理单元103能够对全部所述边缘计算单元的所述边缘融合信息进行计算，获得所述指定区域与所述边缘感知节点、所述边缘计算单元的规划配置结果。
在一些实施例中，所述边缘感知节点101至少包括综合探测模块111、状态采集模块112、无线通信模块113；其中，
所述综合探测模块111能够感知环境信息，至少包括声音探测单元、生化探测单元和振动控制单元。
所述状态采集模块112能够对当前节点状态进行采集和监控。
所述无线通信模块113能够依据传输通信距离和实时性要求，控制当前节点与所述边缘计算单元之间的通信传输模式。
具体地，边缘感知节点101还包括中心控制模块114、同步定位模块115、电源时钟复位116等通用模块。中心控制模块114由低功耗嵌入式系列芯片及外围相关电路组成。综合探测模块111由环境感知的声音探测单元、生化探测单元、振动控制单元及相应的处理电路和控制电路组成，完成环境信息采集，控制电路可根据要求实现各模块工作模式配置。状态采集模块112完成节点电源状态、温度状态、电路异常状态等采集与监控。同步定位模块115以GPS/北斗兼容模块为核心进行设计。无线通信模块113考虑传输通信距离与实时性要求选用LORA模块。根据工作模式需要，边缘感知节点可根据要求通过控制电路关断综合探测模块与改变通信模式，切换通信增强模式，为协同处理目标提供信息传输链路。
在一些实施例中，所述边缘计算单元102至少包括数据管理模块211和节点管理模块212；其中，
所述数据管理模块211能够对所述边缘计算单元的状态进行监测，并对所述边缘感知节点发送的所述环境信息和/或所述节点状态信息进行处理和存储。
所述节点管理模块212能够依据控制指令管理所述边缘感知节点。
具体地，边缘计算单元102还包括中心控制模块213、协处理模块214、无线通信模块215、同步定位模块216、电源时钟复位217等通用模块。其中，为了实现低功耗设计，中心控制模块213与协处理模块214采用兼具PS和PL的低功耗FPGA芯片实现。节点管理模块212围绕低功耗MCU处理器进行设计，对本单元健康状态进行监控，并对感知节点上报健康数据进行判断与备份，并完成异常信息上报与处理。由于子节点传来的所有感知信息均在该边缘计算单元102进行处理后进行上报，因此所述数据管理模块211需要处理的数据量较大，硬件上配置大容量存储实现大量数据存储。无线通信模块215、同步定位模块216的设计与边缘感知节点101相关模块设计类似，不进行赘述。
在一些实施例中，所述智能管理单元103至少包括智能计算模块311、逻辑控制模块312、监控模块313和通信接口模块314；其中，
所述智能计算模块311能够通过效率优化算法，获得所述指定区域与所述边缘感知节点、所述边缘计算单元的规划配置结果；
所述逻辑控制模块312能够依据所述规划配置结果，对所述边缘感知节点和所述边缘计算单元进行智能管理和规划调度；
所述监控模块313能够获取全部所述边缘感知节点和所述边缘计算单元的健康状态和任务处理状态；
所述通信接口模块314包括以太网通信接口、串行通信接口、卫星通信接口中的1种或多种。
具体地，智能管理单元103需要裁决处理所有边缘计算单元传来的关键区域感知信息，并需要根据探测信息与区域智能匹配，通过效率优化算法实现节点模式配置与各虚拟化域的协同处理。
在一些实施例中，所述边缘感知节点的所述状态采集模块采集的状态数据包括电源状态、温度状态和电路异常状态中的1种或多种；和/或，所述边缘计算单元的所述节点管理模块能够包括对综合探测采集功能和状态采集功能中的1种或多种进行开闭控制；和/或，所述边缘计算单元的所述数据管理模块对所述环境信息和/或所述节点状态信息进行处理包括数据清洗、数据压缩和数据封装中的1种或多种。
在具体实现过程中，本申请的无人值守态势智能感知系统以智能管理单元的智能管理调度模块为核心，统一管理域内感知、计算等资源。边缘感知节点的管理控制模块收集和控制本节点硬件层面和系统层面的状态信息，并基于自定义传输协议通过无线传输接口与边缘计算单元进行管理信息、控制信息的通信传输。边缘计算单元将各节点传递的数据进行处理封装后通过自行传输协议提供给智能管理单元智能管理调度模块进行处理。
图2是本实施例的无人值守态势智能感知系统应用示例图，如图2所示，在无人值守监控区域部署了高伪装性智能环境态势感知系统进行区域监测，当非法目标车辆接近区域时，某边缘感知节点优先探测到数据，并将信息传输至边缘计算单元，边缘计算单元通过目标移动预测与域内位置核算申请协同探测，智能管理单元根据预测值进行最优区域划分算法分析后下发节点动态域划分与协同探测指令，完成目标精准探测。若区域内节点故障或电量较低，则配置不同工作模式降低功耗或协同其他节点实现数据备份保障。
本发明实施例提供的无人值守态势智能感知系统包括多个边缘感知节点、多个边缘计算单元和至少1个智能管理单元；边缘计算单元与多个边缘感知节点相连接，智能管理单元与多个边缘计算单元相连接；其中，边缘感知节点能够对指定区域的环境信息进行综合探测采集，并将环境信息和/或节点状态信息发送至边缘计算单元；边缘计算单元能够依据环境信息和/或节点状态信息，获得边缘融合信息并发送至智能管理单元；智能管理单元能够对全部边缘计算单元的边缘融合信息进行计算，获得指定区域与边缘感知节点、边缘计算单元的规划配置结果。本申请能够实现对边缘计算节点的统一管理和任务协同，为无人值守态势感知需求提供高效技术支撑。
实施例二：
基于图1所示的无人值守态势智能感知系统结构示意图，如图3所示，为本申请的一种无人值守态势智能感知系统实现方法流程示意图，所述方法包括：
S301：边缘感知节点对指定区域的环境信息进行综合探测采集，并将所述环境信息和/或节点状态信息发送至边缘计算单元。
S302：所述边缘计算单元依据所述环境信息和/或所述节点状态信息，获得边缘融合信息并发送至智能管理单元。
S303：所述智能管理单元对全部所述边缘计算单元的所述边缘融合信息进行计算，获得所述指定区域与所述边缘感知节点、所述边缘计算单元的规划配置结果。
本发明实施例提供的无人值守态势智能感知系统的实现方法，首先由边缘感知节点对指定区域的环境信息进行综合探测采集，并将所述环境信息和/或节点状态信息发送至边缘计算单元；然后由边缘计算单元依据所述环境信息和/或所述节点状态信息，获得边缘融合信息并发送至智能管理单元；最后由智能管理单元对全部所述边缘计算单元的所述边缘融合信息进行计算，获得所述指定区域与所述边缘感知节点、所述边缘计算单元的规划配置结果。本申请能够实现对边缘计算节点的统一管理和任务协同，为无人值守态势感知需求提供高效技术支撑。
实施例三：
基于图1所示的无人值守态势智能感知系统结构示意图，如图4所示，为本申请的一种无人值守态势智能感知系统管理架构，所述无人值守态势智能感知系统管理架构基于智能监测分层模型和相应监测数据进行构建，包括管理服务层、业务逻辑层和硬件抽象层；其中，
所述管理服务层能够实现协议识别、任务调度以及消息处理管理；
所述业务逻辑层能够实现边缘感知节点模式匹配、异常信息告警上报以及节点监控管理，并将采集数据进行处理后服务于管理决策；
所述硬件抽象层能够对综合探测、电源、接口以及存储模块进行状态采集与控制管理，以及提供通信接口和管理接口。
进一步地所述智能监测分层模型包括对应用层监测、系统层监测、硬件层监测；其中，
所述应用层监测能够对业务处理响应以及任务执行状态进行监测；
所述系统层监测能够对硬件响应超时、读写错误以及IO访问状态进行监测；
所述硬件层监测能够依据不同硬件的温度、功耗以及电源工作状态进行检测。
实施例四：
图5是本申请实施例提供的电子设备5的示意图。如图5所示，该实施例的电子设备5包括：处理器501、存储器502以及存储在该存储器502中并且可在处理器501上运行的计算机程序503。处理器501执行计算机程序503时实现上述各个方法实施例中的步骤。或者，处理器501执行计算机程序503时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能。
电子设备5可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等电子设备。电子设备5可以包括但不仅限于处理器501和存储器502。本领域技术人员可以理解，图5仅仅是电子设备5的示例，并不构成对电子设备5的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者不同的部件。
存储器502可以是电子设备5的内部存储单元，例如，电子设备5的硬盘或内存。存储器502也可以是电子设备5的外部存储设备，例如，电子设备5上配备的插接式硬盘，智能存储卡（Smart Media Card，SMC），安全数字（Secure Digital，SD）卡，闪存卡（Flash Card）等。存储器502还可以既包括电子设备5的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器502用于存储计算机程序以及电子设备所需的其它程序和数据。
处理器501可以是中央处理单元（Central Processing Unit，CPU），也可以是其它通用处理器、数字信号处理器（Digital Signal Processor，DSP）、专用集成电路（ApplicationSpecific Integrated Circuit，ASIC）、现场可编程门阵列（Field-Programmable Gate Array，FPGA）或者其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。处理器501从非易失性存储器中读取对应的计算机程序到内存中然后运行，在逻辑层面上形成共享资源访问控制装置。处理器，执行存储器所存放的程序，并具体用于执行以下操作：
边缘感知节点对指定区域的环境信息进行综合探测采集，并将所述环境信息和/或节点状态信息发送至边缘计算单元；
所述边缘计算单元依据所述环境信息和/或所述节点状态信息，获得边缘融合信息并发送至智能管理单元；
所述智能管理单元对全部所述边缘计算单元的所述边缘融合信息进行计算，获得所述指定区域与所述边缘感知节点、所述边缘计算单元的规划配置结果。
上述如本说明书图4所示实施例揭示的无人值守态势智能感知系统实现方法可以应用于处理器501中，或者由处理器501实现。处理器501可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以实现或者执行本说明书实施例中公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本说明书实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
当然，除了软件实现方式之外，本说明书实施例的电子设备并不排除其他实现方式，比如逻辑器件抑或软硬件结合的方式等等，也就是说以下处理流程的执行主体并不限定于各个逻辑单元，也可以是硬件或逻辑器件。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，计算机程序可以存储在计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可以实现上述各个方法实施例的步骤。计算机程序可以包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器（Read-Only Memory，ROM）、随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如，在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
实施例五：
本说明书实施例还提出了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储一个或多个程序，该一个或多个程序包括指令，该指令当被包括多个应用程序的便携式电子设备执行时，能够使该便携式电子设备执行图4所示实施例的无人值守态势智能感知系统实现方法，并具体用于执行以下方法：
边缘感知节点对指定区域的环境信息进行综合探测采集，并将所述环境信息和/或节点状态信息发送至边缘计算单元；
所述边缘计算单元依据所述环境信息和/或所述节点状态信息，获得边缘融合信息并发送至智能管理单元；
所述智能管理单元对全部所述边缘计算单元的所述边缘融合信息进行计算，获得所述指定区域与所述边缘感知节点、所述边缘计算单元的规划配置结果。
总之，以上该仅为本说明书的较佳实施例而已，并非用于限定本说明书的保护范围。凡在本说明书的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书的保护范围之内。
应该指出，上述详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语均具有与本申请所属技术领域的普通技术人员的通常理解所相同的含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位，如旋转90度或处于其他方位，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
在上面详细的说明中，参考了附图，附图形成本文的一部分。在附图中，类似的符号典型地确定类似的部件，除非上下文以其他方式指明。在详细的说明书、附图及权利要求书中所描述的图示说明的实施方案不意味是限制性的。在不脱离本文所呈现的主题的精神或范围下，其他实施方案可以被使用，并且可以作其他改变。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种无人值守态势智能感知系统，其特征在于，包括多个边缘感知节点、多个边缘计算单元和至少1个智能管理单元；所述边缘计算单元与多个所述边缘感知节点相连接，所述智能管理单元与多个所述边缘计算单元相连接；其中，
所述边缘感知节点能够对指定区域的环境信息进行综合探测采集，并将所述环境信息和/或节点状态信息发送至所述边缘计算单元；
所述边缘计算单元能够依据所述环境信息和/或所述节点状态信息，获得边缘融合信息并发送至所述智能管理单元；
所述智能管理单元能够对全部所述边缘计算单元的所述边缘融合信息进行计算，获得所述指定区域与所述边缘感知节点、所述边缘计算单元的规划配置结果。
2.根据权利要求1所述的无人值守态势智能感知系统，其特征在于，所述边缘感知节点至少包括综合探测模块、状态采集模块、无线通信模块；其中，
所述综合探测模块能够感知环境信息，至少包括声音探测单元、生化探测单元和振动控制单元；
所述状态采集模块能够对当前节点状态进行采集和监控；
所述无线通信模块能够依据传输通信距离和实时性要求，控制当前节点与所述边缘计算单元之间的通信传输模式。
3.根据权利要求2所述的无人值守态势智能感知系统，其特征在于，所述边缘计算单元至少包括数据管理模块和节点管理模块；其中，
所述数据管理模块能够对所述边缘计算单元的状态进行监测，并对所述边缘感知节点发送的所述环境信息和/或所述节点状态信息进行处理和存储；
所述节点管理模块能够依据控制指令管理所述边缘感知节点。
4.根据权利要求3所述的无人值守态势智能感知系统，其特征在于，所述智能管理单元至少包括智能计算模块、逻辑控制模块、监控模块和通信接口模块；其中，
所述智能计算模块能够通过效率优化算法，获得所述指定区域与所述边缘感知节点、所述边缘计算单元的规划配置结果；
所述逻辑控制模块能够依据所述规划配置结果，对所述边缘感知节点和所述边缘计算单元进行智能管理和规划调度；
所述监控模块能够获取全部所述边缘感知节点和所述边缘计算单元的健康状态和任务处理状态；
所述通信接口模块包括以太网通信接口、串行通信接口、卫星通信接口中的1种或多种。
5.根据权利要求4所述的无人值守态势智能感知系统，其特征在于，所述边缘感知节点的所述状态采集模块采集的状态数据包括电源状态、温度状态和电路异常状态中的1种或多种；和/或，所述边缘计算单元的所述节点管理模块能够包括对综合探测采集功能和状态采集功能中的1种或多种进行开闭控制；和/或，所述边缘计算单元的所述数据管理模块对所述环境信息和/或所述节点状态信息进行处理，包括数据清洗、数据压缩和数据封装中的1种或多种。
6.一种无人值守态势智能感知系统实现方法，其特征在于，包括：
边缘感知节点对指定区域的环境信息进行综合探测采集，并将所述环境信息和/或节点状态信息发送至边缘计算单元；
所述边缘计算单元依据所述环境信息和/或所述节点状态信息，获得边缘融合信息并发送至智能管理单元；
所述智能管理单元对全部所述边缘计算单元的所述边缘融合信息进行计算，获得所述指定区域与所述边缘感知节点、所述边缘计算单元的规划配置结果。
7.一种无人值守态势智能感知系统管理架构，其特征在于，所述无人值守态势智能感知系统管理架构基于智能监测分层模型和相应监测数据进行构建，包括管理服务层、业务逻辑层和硬件抽象层；其中，
所述管理服务层能够实现协议识别、任务调度以及消息处理管理；
所述业务逻辑层能够实现边缘感知节点模式匹配、异常信息告警上报以及节点监控管理，并将采集数据进行处理后服务于管理决策；
所述硬件抽象层能够对综合探测、电源、接口以及存储模块进行状态采集与控制管理，以及提供通信接口和管理接口。
8.根据权利要求7所述的无人值守态势智能感知系统管理架构，其特征在于，所述智能监测分层模型包括对应用层监测、系统层监测、硬件层监测；其中，
所述应用层监测能够对业务处理响应以及任务执行状态进行监测；
所述系统层监测能够对硬件响应超时、读写错误以及IO访问状态进行监测；
所述硬件层监测能够依据不同硬件的温度、功耗以及电源工作状态进行检测。
9.一种电子服务器，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并且可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器在执行所述计算机程序时，实现如权利要求6所述的无人值守态势智能感知系统实现方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求6所述的无人值守态势智能感知系统实现方法的步骤。
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|---|---|
| CN117742973A true CN117742973A (zh) | 2024-03-22 |
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- 2024-02-19 CN CN202410182166.3A patent/CN117742973A/zh active Pending
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