WO2015012718A1 - Система мониторинга параметров жизнедеятельности - Google Patents

Система мониторинга параметров жизнедеятельности Download PDF

Info

Publication number
WO2015012718A1
WO2015012718A1 PCT/RU2013/000714 RU2013000714W WO2015012718A1 WO 2015012718 A1 WO2015012718 A1 WO 2015012718A1 RU 2013000714 W RU2013000714 W RU 2013000714W WO 2015012718 A1 WO2015012718 A1 WO 2015012718A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
data
server
results
parties
measurement results
Prior art date
Application number
PCT/RU2013/000714
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Арсений Александрович ЛЕБЕДЕВ
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "ГлобалЛаб"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "ГлобалЛаб" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "ГлобалЛаб"
Priority to GBGB1317011.3A priority Critical patent/GB201317011D0/en
Publication of WO2015012718A1 publication Critical patent/WO2015012718A1/ru

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/64—Hybrid switching systems
    • H04L12/6418—Hybrid transport
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F7/00—Methods or arrangements for processing data by operating upon the order or content of the data handled
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/42—Loop networks
    • H04L12/423—Loop networks with centralised control, e.g. polling

Definitions

  • the invention relates to information-analytical systems intended for monitoring, analysis and prediction of spheres of life.
  • the invention can relate to environmental systems for collecting information, diagnosing the state of the atmosphere in an industrial region, and is intended for use in a system of atmospheric protection measures for promptly identifying sources of air pollution with a current regulatory and unauthorized level of emissions of harmful substances.
  • the invention relates to the field of control and measuring ecological systems and can be used in the design of emergency and environmental monitoring systems of the environment of the region.
  • the invention relates to techniques for transport or fire monitoring or flood monitoring. State of the art
  • the known system (Tutevich VN Telemechanics. - M.: Energoizdat, 1973, p.14, 15) contains control points, the outputs of which are connected via the same communication radio channels to the corresponding inputs of the central control center.
  • a disadvantage of the known system is limited scope by controlling a certain type of parameters and using a limited type of communication channels.
  • RU 2079891 contains control points for industrial effluents of enterprises, radio communication channels, a central control center, the first group of sensors for environmental environmental monitoring, radio communications for sensors of the second group with the equipment of the city telephone network, equipment of the city (regional) telephone network .
  • the disadvantage is the limited availability of information on the state of the atmosphere on the highways of the region, detailed control of emission sources, and the lack of modeling of atmospheric pollution processes, which allows us to solve the inverse problem (to determine the contribution of individual enterprises to regional pollution).
  • the disadvantage of the prototype is the low efficiency of obtaining objective information about the environmental situation in the industrial region due to the lack of prediction of air pollution.
  • the objective of the invention is to increase the efficiency of obtaining objective information about the environmental situation in the industrial region and to provide forecasting of atmospheric air pollution in the industrial region.
  • a system for monitoring temperatures of extended objects containing temperature sensors, a means of collecting data from an extended object, a data transmission means, a computer for assessing and collecting information located remotely relative to the extended object and intended for receiving and evaluating data is adopted.
  • a network hub for monitoring temperatures of extended objects containing temperature sensors, a means of collecting data from an extended object, a data transmission means, a computer for assessing and collecting information located remotely relative to the extended object and intended for receiving and evaluating data is adopted.
  • a network hub temperature sensors, each of which is located in a separate protective case and equipped with an integrated interface, are additionally introduced to the temperatures of extended objects, interconnected by a flexible cable and form m thermocouple with 5 n m number of temperature sensors in each.
  • This system is a system for monitoring vital signs in a geographically localized zone with the function of authorized third-party access to monitoring results, and which contains means for recording parameters in the form of sensors, mobile devices or personal computers equipped with the functions of measuring individual environmental or vital signs and sending the results of one-time or current measurements to a server represented by a real or virtual computer ized machine or cluster of computerized machines, and capable
  • the present invention is aimed at achieving a technical result, which consists in increasing the efficiency of obtaining objective information about the environmental situation in a localized region and making it possible for third parties to access the measurements obtained to increase the likelihood of predicting the situation in this region.
  • the specified technical result is achieved by the fact that the monitoring system of vital signs in a geographically localized zone with the function of authorized access of third parties to the monitoring results, containing means for recording parameters in the form of sensors, mobile devices or personal computers equipped with the functions of measuring individual environmental parameters or vital signs and sending the results of one-time or current measurements to a server represented by a real or virtual computerized 5 machine or cluster of computerized machines and configured to implement the functions of waiting for incoming connections from registration tools parameters, receiving and storing these results in a database to ensure access by third parties to the res upon measurement requests, it is equipped with a message dispatching unit provided by the application or an external service for receiving and storing requests from third parties for subscribing to measurement data, receiving data in the request volume and transferring data from the server database to third parties using the WebSocket protocol or using the LongPolling technique, the server being configured to implement an additional function for aggregation of measurement results and
  • the present invention is illustrated by a specific example of execution, which, however, is not the only possible, but clearly demonstrates the possibility of achieving the desired technical result.
  • FIG. 1 shows a block diagram of a monitoring system
  • FIG. 2 real-time data transfer protocol from the provider to the server.
  • a monitoring system vital signs in a geographically localized zone with function of authorized access of third parties to the monitoring results (Fig. 1).
  • This system contains means for recording parameters in the form of sensors 1, mobile devices 2 (telephones) or personal computers 3 equipped with the functions of measuring individual environmental parameters or vital signs that have the ability to send single or current results (constant in time or periodically in time) of single or current measurements to server 4.
  • This server 4 is represented by a real or virtual computerized machine or a cluster of computerized machines. This server is configured to implement the functions of waiting for incoming connections from the means of registering parameters, receiving and storing these results in database 5 to provide third parties with access to measurement results upon their request. In addition, the server 4 is also configured to implement an additional function for aggregation of measurement results from the preparation of ready-made forms for presenting data not only at any time, but also for some time intervals. This allows the user to receive visual information in the form of graphs or in a different form, which shows the state or changes of a parameter over a certain period of time.
  • the system includes a message dispatching unit 6, represented by an application or an external service for receiving and storing from third parties 7 requests for subscribing to measurement data, receiving data in the request volume and transferring data from the server database to third parties using the WebSocket protocol or using the " LongPolling. "
  • a message dispatching unit 6 represented by an application or an external service for receiving and storing from third parties 7 requests for subscribing to measurement data, receiving data in the request volume and transferring data from the server database to third parties using the WebSocket protocol or using the " LongPolling.
  • And server 4 is also configured to implement an additional function of transmitting messages to the dispatching unit in the form of aggregated measurement results for their subsequent transmission in the amount of requests to web applications running in a third-party web browser to view the measurement results in real time.
  • devices can be connected to each other both over cable networks and over radio channels using transceivers.
  • the block diagram of the system does not change.
  • the system is designed to broadcast in a web browser real-time data collected by a large number of geographically distributed digital sensors and mobile devices.
  • the data can be any environmental parameters (for example, air temperature, CO2 content, ultraviolet level, light exposure).
  • the system has the following important advantages: real-time data transmission during the experiment, providing access to data to a large number of clients with minimal broadcast latency, minimal requirements for data consumer software, low requirements for the server component responsible for data aggregation, and reliable and simple packet data transfer protocol.
  • a data provider represented by a digital sensor, a mobile device (mobile phone, tablet) or a personal computer.
  • the supplier performs 2 main functions:
  • Server 4 represented by a real or virtual machine or a cluster of machines running a standard web server (Apache, Tomcat, nginx, etc.). The server performs 5 main functions:
  • a message manager provided by an application or external service (such as Pusher.com) that performs the following basic functions:
  • FIG. 1 shows the general architecture of the system, on which the arrows indicate the main data streams.
  • An important feature is that data is transmitted to consumers and to the storage (database 5) at the same time. Thus, consumers do not request 20 data from the server, which in turn selects them from the storage (database 5), but receives them in push mode.
  • the following is an algorithm for the general case of transferring the results of certain measurements from a supplier to a consumer (third party).
  • Step 1 The provider authorizes on the server and receives 25 unique session keys, which he uses in the future to transfer data from one experiment.
  • Step 2 The data provider measures a certain environmental parameter with a certain frequency (for example, 10 measurements per second). With a certain frequency (for example, once every 3 seconds), the supplier sends to the server the data packet accumulated since the last sending. At the same time, for each parameter value in the package, the geographical coordinates at which this value was obtained, as well as the measurement time to the second are indicated. Step 3. Having received the next data packet from the provider, the server performs 2 actions in parallel or close to parallel mode:
  • Step 3.1 Saving the received raw data packet to the data warehouse
  • Step 3.2 Calculation of a certain unit on the data received in the data packet
  • the server can split the resulting series of data into clusters and calculate the aggregate for each of them. Cluster breakdown is performed according to the algorithm using QTH-locators and described below.
  • Step 4 The message delivery manager delivers 15 received data as a message to subscribers using the LongPolling WebSockeUinH protocol.
  • Step 5 The data consumer, having previously subscribed to them, receives the data and displays them on a geographical map or in the form of a graph.
  • Step 6 The data provider stops the data transfer.
  • Step 7 The server starts a series of procedures that process and aggregate data in the data warehouse.
  • the protocol is designed to transmit the measurement results of some 25 environmental parameters.
  • the result of one measurement is a floating point number.
  • the protocol is aimed at reliable synchronous transfer between the client and server side of all the measurement results included in the experiment. Transmission synchronism is expressed in the fact that the measurement results are transmitted directly as they accumulate, in portions of arbitrary size.
  • Each session has the following sequence of actions performed by the client side:
  • the mode involves the transmission of data during the measurement process, with a minimum delay.
  • the mode is designed to transfer data from an already completed experiment.
  • the method does not distinguish between these two modes. The difference can only manifest itself in the implementation of the method on the client side.
  • the application informs the server side of the start of the experiment and receives the experiment identifier from the server side.
  • the user is ready to start the experiment. It configures the application to transfer data to the server. • When the data transfer option is enabled, a modal dialog appears that requires a login and password.
  • the user starts the experiment.
  • the application informs the server side about the start of the experiment and receives the experiment identifier in response.
  • the experiment should not be stopped, and an error message should be issued to the user.
  • the application sends the measurement results in batches to the server no more than 1 time per second. In the case of a higher measurement frequency, the application should pack all measurements taken since the last sending, in one package.
  • the server For fast clustering of a large array of measurements and calculation of aggregates for sending to the message manager, the server uses a simple algorithm based on the calculation of QTH-locators for each measurement point.
  • Step 1 For the existing array of geographical coordinates, for each point, the QTH-locator is calculated.
  • the number of locator signs (quadrant size) is proportional to the surface area of the earth, the measurements from which fall into one cluster.
  • Step 2 The array is sorted by the obtained values of the QTH locator.
  • Step 3 For array elements with the same QTH-locator, the aggregate is calculated (arithmetic mean, maximum, minimum, medial value).
  • the method based on the calculation of QTH-locators allows to greatly simplify the calculations aimed at identifying points located close to each other. It also makes it easy to find all points close to each other in the database. Calculation of QTH-locators of quadrants of different levels (with a different number of characters in the code) allows us to identify clusters of points that are in varying degrees of proximity.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

Изобретение относится к информационно-аналитическим системам, предназначенным для мониторинга, анализа и прогнозирования сфер жизнедеятельности. Система мониторинга содержит средства регистрации параметров в виде датчиков, мобильных устройств или персональных компьютеров, оснащенных функциями измерения отдельных параметров окружающей среды или параметров жизнедеятельности и отправку результатов разовых или текущих измерений на сервер, представленный реальной или виртуальной компьютеризированной машиной или кластером компьютеризированных машин, и выполненный с возможностью реализации функций ожидания входящих соединений от средств регистрации параметров, приема и сохранения этих результатов в базе данных для обеспечения доступа третьих лиц к результатам измерений по их запросам. В систему включен блок диспетчеризации сообщений, представленный приложением или внешней службой для приема и хранения от третьих лиц запросов на подписку на данные измерений, приема данных в объеме запроса и передачи данных из базы данных сервера третьим лицам по протоколу WebSocket или с помощью техники «LongPolling». Сервер так же выполнен с возможностью реализации дополнительной функции по агрегации результатов измерений и передачи в блок диспетчеризации сообщений в виде агрегированных результатов измерений для их последующей трансляции в объеме запросов в веб-приложения, работающие в веб-браузере третьих лиц для просмотра результатов измерений в реальном времени.

Description

СИСТЕМА МОНИТОРИНГА ПАРАМЕТРОВ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Область техники
Изобретение относится к информационно-аналитическим системам, предназначенным для мониторинга, анализа и прогнозирования сфер жизнедеятельности. В частности, изобретение может относиться к экологическим системам сбора информации, диагностике состояния атмосферы промышленного региона и предназначено для использования в системе атмосфероохранных мероприятий для оперативного выявления источников загрязнения атмосферы с текущим нормативно-несанкционированным уровнем выбросов вредных веществ. Изобретение относится к области контрольно- измерительных экологических систем и может быть использовано при конструировании систем аварийного и экологического мониторинга окружающей среды региона. Изобретение относится к технике транспортного или пожарного мониторинга или мониторинга наводнений. Предшествующий уровень техники
В связи с разнообразием сфер применения изобретение рассматривается по уровню техники применительно к области экологического мониторинга.
Известны средства экологического мониторинга, основанные на способах анализа технологий предприятий - загрязнителей окружающей среды и средствах контроля технологических процессов (WO 89/06079, US 3819862, GB 2179480). Недостатками известных устройств являются низкая оперативность контроля, отсутствие моделирования процессов рассеивания и приближенность результатов мониторинга.
Известна система сбора информации о состоянии контролируемых объектов, расположенных рассредоточено, и использующая для сбора информации системы различные средства формирования сообщений. Известная система (Тутевич В.Н. Телемеханика. - М.: Энергоиздат, 1973, с.14, 15) содержит контрольные пункты, выходы которых через одноименные радиоканалы связи соединены с соответствующими входами центрального диспетчерского пункта. Недостатком известной системы является ограниченная область применения за счет контроля определенного вида параметров и использования ограниченного типа каналов связи.
Известная так же система (RU 2079891), которая содержит контрольные пункты промышленных стоков предприятий, радиоканалы связи, центральный диспетчерский пункт, первую группу датчиков экологического контроля состояния среды, средства радиосвязи датчиков второй группы с аппаратурой городской телефонной сети, аппаратуру городской (региональной) телефонной сети. Недостатком является ограниченность поступления информации о состоянии атмосферы на магистралях региона, детального контроля источников выбросов, а также отсутствие моделирования процессов загрязнения атмосферы, позволяющее решить обратную задачу (определить вклад отдельных предприятий в загрязнение региона).
Так же известна система экологического мониторинга атмосферного воздуха промышленного региона (RU 2380729), содержащая первую и вторую группу датчиков экологического контроля состояния среды, средства радиосвязи датчиков второй группы с аппаратурой городской телефонной сети, центральный диспетчерский пункт, быстродействующие газовые датчики экологического контроля состояния атмосферы, систему GPS, мобильную телефонную систему, электротранспортные единицы, метеостанцию, группу датчиков замеров концентраций загрязняющих веществ непосредственно с источников загрязнения, центр моделирования, центр обработки и сравнения данных. Недостатком прототипа является низкая эффективность получения объективной информации об экологической обстановке в промышленном регионе за счет отсутствия прогнозирования загрязнения атмосферного воздуха.
Задачей изобретения является повышение эффективности получения объективной информации об экологической обстановке в промышленном регионе и обеспечение прогнозирования загрязнения атмосферного воздуха промышленного региона.
В качестве прототипа принята система (RU 2459954) мониторинга температур протяженных объектов, содержащая температурные датчики, средство сбора данных, поступающих от протяженного объекта, средство передачи данных, компьютер оценки и сбора информации, расположенный дистанционно относительно протяженного объекта и предназначенный для приема и оценки данных. Согласно изобретению в систему мониторинга температур протяженных объектов дополнительно введены сети Ethernet и Internet, сетевой концентратор, температурные датчики, каждый из которых размещен в отдельном защитном корпусе и снабжен интегрированным в него интерфейсом, соединены между собой гибким кабелем и образуют m термокос с 5 nm количеством температурных датчиков в каждой.
Данная система представляет собой систему мониторинга параметров жизнедеятельности в географически локализованной зоне с функцией санкционированного доступа третьих лиц к результатам мониторинга, и которая содержит средства регистрации параметров в виде датчиков, мобильных ю устройств или персональных компьютеров, оснащенных функциями измерения отдельных параметров окружающей среды или параметров жизнедеятельности и отправку результатов разовых или текущих измерений на сервер, представленный реальной или виртуальной компьютеризированной машиной или кластером компьютеризированных машин, и выполненный с возможностью
15 реализации функций ожидания входящих соединений от средств регистрации параметров, приема и сохранения этих результатов в базе данных для обеспечения доступа третьих лиц к результатам измерений по их запросам.
Недостаток данной системы заключается в том, что она представляет собой чисто накопительную систему, не имеющую функции предварительной
20 обработки данных для возможности их систематизации и проведения экспресс- анализа. Кроме того, в данной системе ограничен круг лиц, которые могут проявить интерес к выявленным результатам измерений.
Раскрытие изобретения
25 Настоящее изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в повышении эффективности получения объективной информации об экологической обстановке в локализованном регионе и обеспечении возможности доступа третьих лиц к полученным измерениям для расширения вероятностей прогнозирования обстановки в этом зо регионе.
Указанный технический результат достигается тем, что система мониторинга параметров жизнедеятельности в географически локализованной зоне с функцией санкционированного доступа третьих лиц к результатам мониторинга, содержащая средства регистрации параметров в виде датчиков, мобильных устройств или персональных компьютеров, оснащенных функциями измерения отдельных параметров окружающей среды или параметров жизнедеятельности и отправку результатов разовых или текущих измерений на сервер, представленный реальной или виртуальной компьютеризированной 5 машиной или кластером компьютеризированных машин, и выполненный с возможностью реализации функций ожидания входящих соединений от средств регистрации параметров, приема и сохранения этих результатов в базе данных для обеспечения доступа третьих лиц к результатам измерений по их запросам, снабжена блоком диспетчеризации сообщений, представленным приложением ю или внешней службой для приема и хранения от третьих лиц запросов на подписку на данные измерений, приема данных в объеме запроса и передачи данных из базы данных сервера третьим лицам по протоколу WebSocket или с помощью техники «LongPolling», при этом сервер выполнен с возможностью реализации дополнительной функции по агрегации результатов измерений и
15 передачи в блок диспетчеризации сообщений в виде агрегированных результатов измерений для их последующей трансляции в объеме запросов в веб-приложения, работающие в веб-браузере третьих лиц для просмотра результатов измерений в реальном времени
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с
20 образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.
Настоящее изобретение поясняется конкретным примером исполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата.
25
Описание фигур чертежей
На фиг. 1 представлена блок схема системы мониторинга;
фиг. 2 - протокол передачи данных в реальном времени от поставщика к серверу.
зо
Лучшие варианты осуществления изобретения
Согласно настоящего изобретения рассматривается система мониторинга , параметров жизнедеятельности в географически локализованной зоне с функцией санкционированного доступа третьих лиц к результатам мониторинга (фиг. 1).
Эта система содержит средства регистрации параметров в виде датчиков 1, мобильных устройств 2 (телефоны) или персональных компьютеров 3, оснащенных функциями измерения отдельных параметров окружающей среды или параметров жизнедеятельности имеющие возможность разовой или текущей (постоянной по времени или периодической по времени) отправки результатов разовых или текущих измерений на сервер 4.
Этот сервер 4 представлен реальной или виртуальной компьютеризированной машиной или кластером компьютеризированных машин. Этот сервер выполнен с возможностью реализации функций ожидания входящих соединений от средств регистрации параметров, приема и сохранения этих результатов в базе данных 5 для обеспечения доступа третьих лиц к результатам измерений по их запросам. Кроме того, сервер 4 так же выполнен с возможностью реализации дополнительной функции по агрегации результатов измерений с подготовки готовых форм представления данных не только в каждый момент времени, но и за некоторые временные интервалы. Это позволяет пользователю получать наглядную информацию в виде графиков или в иной форме, которая демонстрирует состояние или изменения того или иного параметра за определенный промежуток времени.
В систему включен блок 6 диспетчеризации сообщений, представленный приложением или внешней службой для приема и хранения от третьих лиц 7 запросов на подписку на данные измерений, приема данных в объеме запроса и передачи данных из базы данных сервера третьим лицам по протоколу WebSocket или с помощью техники «LongPolling».
А сервер 4 так же выполнен с возможностью реализации дополнительной функции по передаче в блок диспетчеризации сообщений в виде агрегированных результатов измерений для их последующей трансляции в объеме запросов в веб-приложения, работающие в веб-браузере третьих лиц для просмотра результатов измерений в реальном времени.
В данной системе связь аппаратов между собой может быть осуществлена как по кабельным сетям, так и по радиоканалам с использованием приемо-передающих устройств. Блок-схема системы при этом не меняется. б
Система предназначена для трансляции в веб-браузере реальном времени данных, собираемых большим числом географически распределенных цифровых датчиков и мобильных устройств. В качестве данных могут выступать любые параметры окружающей среды (например, температура воздуха, содержание СОг, уровень ультрафиолета, освещенности).
Система обладает следующими важными преимуществами: передача данных в реальном времени, по ходу эксперимента, предоставление доступа к данным большому числу клиентов с минимальной задержкой трансляции, минимальные требования к программному обеспечению потребителей данных, низкие требования к серверному компоненту, отвечающему за агрегацию данных и надежный и простой протокол передачи данных, основанный на принципах пакетной передачи.
Ниже рассматривается конкретное изложение данной системы, состоящей условно из следующих основных компонентов:
· Поставщик данных, представленный цифровым датчиком, мобильным устройством (мобильным телефоном, планшетным компьютером) или персональным компьютером. Поставщик выполняет 2 основных функции:
о Измерение некоторого параметра или параметров окружающей среды
о Отправка результатов измерения на сервер по специальному протоколу
• Сервер 4, представленный реальной или виртуальной машиной или кластером машин, на которой запущен стандартный веб-сервер (Apache, Tomcat, nginx и т.п.). Сервер выполняет 5 основных функции:
о Ожидание входящих соединений от поставщиков данных
о Прием результатов измерений от поставщиков данных
о Сохранение полученных результатов измерений в хранилище данных
о Предварительная агрегация результатов измерений и передача агрегатов диспетчеру сообщений
о Обработка (агрегация) сохраненных в хранилище (базе данных 5) результатов измерений • Диспетчер сообщений, представленный приложением или внешней службой (например, Pusher.com), осуществляющим следующие основные функции:
о Прием и хранение от потребителей запросов на подписку на данные 5 о Прием данных от сервера
о Передача данных подписчикам по протоколу WebSocket или с помощью техники «LongPolling».
• Потребители данных, представленные веб-приложениями, работающими в веб-браузере пользователей, осуществляющих просмотр ю результатов измерений в реальном времени. Потребители данных выполняют 2 основных функции:
о Осуществление подписки на произвольные каналы трансляции результатов измерений
о Осуществление получения данных по подписке
15 о Показ данных в различных режимах: на карте, на графике.
На фиг. 1 представлена общая архитектура системы, на которой стрелками указаны основные потоки данных. Важной особенностью является то, что передача данных потребителям и в хранилище (базу данных 5) осуществляется одновременно. Таким образом, потребители не запрашивают 20 данные с сервера, который в свою очередь выбирает их из хранилища (базы данных 5), а получают их в push-режиме.
Ниже излагается алгоритм общего случая передачи результатов некоторых измерений от поставщика к потребителю (третьему лицу).
Шаг 1. Поставщик производит авторизацию на сервере и получает 25 уникальный ключ сессии, который он использует в дальнейшем для передачи данных одного эксперимента.
Шаг 2. Поставщик данных производит измерение некоторого параметра окружающей среды с некоторой частотой (например, 10 измерений в секунду). С определенной частотой (например, 1 раз в 3 секунды) поставщик отправляет на зо сервер пакет данных, накопленных с момента последней отправки. При этом для каждого значения параметра в пакете указываются географические координаты, в которых было получено данное значение, а также время измерения с точностью до секунды. Шаг 3. Получив очередной пакет данных от поставщика, сервер производит в параллельном или близком к параллельному режиме 2 действия:
Шаг 3.1 Сохранение полученного пакета «сырых» данных в хранилище данных
5 Шаг 3.2 Расчет на полученных в пакете данных некоторого агрегата
(например, среднего значения, максимального, минимального, медиального значения) и отправка полученного значения диспетчеру доставки сообщений. В случае, если полученные данные имеют сильное географическое распределение (например, поставщик находится в машине, и значения ю географических координат для каждого измерения сильно разнятся), сервер может разбить полученную серию данных на кластеры и вычислить агрегат для каждого из них. Разбивка на кластеры производится по алгоритму, использующему QTH-локаторы и описанному ниже.
Шаг 4. Диспетчер доставки сообщений осуществляет доставку 15 полученных данных в виде сообщения подписчикам, используя протокол WebSockeUinH технику «LongPolling».
Шаг 5. Потребитель данных, предварительно подписавшись на них, получает данные и отображает их на географической карте или в виде графика.
Шаг 6. Поставщик данных прекращает передачу данных.
20 Шаг 7. Сервер запускает ряд процедур, производящих обработку и агрегацию данных в хранилище данных.
Для передачи данных в реальном времени от поставщика к серверу используется протокол, описание которого представлено ниже (фиг. 2).
Протокол рассчитан на передачу результатов измерения некоторого 25 параметра окружающей среды. Результатом одного измерения является число с плавающей запятой. Массив результатов измерений, отсортированный по времени и дате измерения по возрастанию, называется экспериментом. Протокол направлен на надежную синхронную передачу между клиентской и серверной стороной всех результатов измерений, входящих в эксперимент, зо Синхронность передачи выражается в том, что результаты измерения передаются непосредственно по мере их накопления, порциями произвольного размера.
Последовательность взаимодействий между клиентской и серверной стороной, приводящая к передачи всех результатов измерения, входящих в один эксперимент, называется сессией. Каждая сессия имеет следующую последовательность действий, осуществляемых клиентской стороной:
• Сообщение серверной стороне о начале новой сессии, передача параметров сессии, получение от серверной стороны уникального ключа
5 эксперимента.
• Передача пакета результатов измерения (данное действие производится столько раз, сколько необходимо для передачи всех данных эксперимента)
• Сообщение серверной стороне о завершении сессии.
ю Имеется два возможных режима передачи данных от клиентской стороны к серверной.
Режим «он-лайн»
Режим предполагает передачу данных во время процесса измерения, с минимальной задержкой.
15 Отложенный режим
Режим предназначен для передачи данных уже законченного эксперимента.
Способ не делает различий для этих двух режимов. Разница может проявляться только в реализации способа на клиентской стороне.
20 Существует несколько сценариев использования способа на клиентской стороне. Указанные нижесценарии являются лучшими практиками:
Сценарий отложенной передачи
• Пользователь уже выполнил все измерения и просматривает их в клиентском приложении (как вариант - он открыл данные сохраненного ранее
25 эксперимента)
• Пользователь нажимает кнопку «Передать данные на сервер».
• Приложение сообщает серверной стороне о начале эксперимента и получает от серверной стороны идентификатор эксперимента.
• Приложение передает все результаты измерений одним пакетом на зо сервер.
• Приложение завершает эксперимента.
Сценарий передачи «он-лайн»
• Пользователь готов начать эксперимент. Он настраивает приложение на передачу данных на сервер. • При включении опции передачи данных появляется модальный диалог требующий ввести логин и пароль.
• Пользователь начинает эксперимент. Приложение сообщает серверной стороне о начале эксперимента и получает в ответ идентификатор эксперимента. В случае ошибки вызова метода, эксперимент не должен прекращаться, а пользователю должно быть выдано сообщение об ошибке.
• Приложение отправляет результаты измерений пакетами на сервер не чаще, чем 1 раз в секунду. В случае более высокой частоты измерений, приложение должно упаковывать все измерения, произведенные с момента последней отправки, в один пакет.
• Пользователь прекращает эксперимент, приложение сообщает серверной стороне о конце эксперимента.
Для быстрой кластеризации большого массива измерений и вычисления агрегатов для отправки диспетчеру сообщений, на сервере применяется простой алгоритм, основанный на вычислении QTH-локаторов для каждой точки измерения.
Суть алгоритма:
Шаг 1. Для имеющегося массива географических координат, для каждой точки производится вычисление QTH-локатора. Количество знаков локатора (размер квадранта) пропорционален площади земной поверхности, измерения с которой попадут в один кластер.
Шаг 2. Производится сортировка массива по полученным значениям QTH- локатора.
Шаг 3. Для элементов массива с одинаковым QTH-локатором производится вычисление агрегата (средне-арифметического, максимума, минимума, медиального значения).
Способ, основанный на вычислении QTH-локаторов, позволяет сильно упростить вычисления, направленные на выявление точек, расположенных близко к друг к другу. Это также облегчает поиск всех близких к другу к другу точек в базе данных. Вычисление QTH-локаторов квадрантов разного уровня (с разным количеством знаков в коде) позволяет выявлять кластеры точек, находящихся в разной степени близости.

Claims

Формула изобретения
Система мониторинга параметров жизнедеятельности в географически 5 локализованной зоне с функцией санкционированного доступа третьих лиц к результатам мониторинга, содержащая средства регистрации параметров в виде датчиков, мобильных устройств или персональных компьютеров, оснащенных функциями измерения отдельных параметров окружающей среды или параметров жизнедеятельности и отправку результатов разовых или ю текущих измерений на сервер, представленный реальной или виртуальной компьютеризированной машиной или кластером компьютеризированных машин, и выполненный с возможностью реализации функций ожидания входящих соединений от средств регистрации параметров, приема и сохранения этих результатов в базе данных для обеспечения доступа третьих лиц к результатам
15 измерений по их запросам, отличающаяся тем, что она снабжена блоком диспетчеризации сообщений, представленным приложением или внешней службой для приема и хранения от третьих лиц запросов на подписку на данные измерений, приема данных в объеме запроса и передачи данных из базы данных сервера третьим лицам по протоколу WebSocket или с помощью техники
20 «LongPolling», при этом сервер выполнен с возможностью реализации дополнительной функции по агрегации результатов измерений и передачи в блок диспетчеризации сообщений в виде агрегированных результатов измерений для их последующей трансляции в объеме запросов в веб- приложения, работающие в веб-браузере третьих лиц для просмотра
25 результатов измерений в реальном времени.
зо
PCT/RU2013/000714 2013-07-23 2013-08-19 Система мониторинга параметров жизнедеятельности WO2015012718A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GBGB1317011.3A GB201317011D0 (en) 2013-08-19 2013-09-25 No Title

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013134408/08A RU2013134408A (ru) 2013-07-23 2013-07-23 Система мониторинга параметров жизнедеятельности в географически локализованной зоне с функцией санкционированного доступа третьих лиц к результатам мониторинга
RU2013134408 2013-07-23

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015012718A1 true WO2015012718A1 (ru) 2015-01-29

Family

ID=52393615

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2013/000714 WO2015012718A1 (ru) 2013-07-23 2013-08-19 Система мониторинга параметров жизнедеятельности

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2013134408A (ru)
WO (1) WO2015012718A1 (ru)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2364917C2 (ru) * 2003-10-24 2009-08-20 Майкрософт Корпорейшн Система и способ установки и выполнения прикладных программ предпочтений
US20120290935A1 (en) * 2011-05-12 2012-11-15 Koji Ihara Information processing apparatus, server device, information processing method, computer program, and content sharing system
US20120287020A1 (en) * 2011-05-12 2012-11-15 Shingo Utsuki Information processing apparatus, information processing method, and computer program

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2364917C2 (ru) * 2003-10-24 2009-08-20 Майкрософт Корпорейшн Система и способ установки и выполнения прикладных программ предпочтений
US20120290935A1 (en) * 2011-05-12 2012-11-15 Koji Ihara Information processing apparatus, server device, information processing method, computer program, and content sharing system
US20120287020A1 (en) * 2011-05-12 2012-11-15 Shingo Utsuki Information processing apparatus, information processing method, and computer program

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013134408A (ru) 2015-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hammi et al. IoT technologies<? show [AQ ID= Q1]?> for smart cities
Santos et al. PortoLivingLab: An IoT-based sensing platform for smart cities
US10068084B2 (en) Method and system of location-aware certificate based authentication
CN106021600B (zh) 信息提示方法及装置
Dong et al. Network measurement based modeling and optimization for IP geolocation
US9766993B2 (en) Quality of information assessment in dynamic sensor networks
CN108377201A (zh) 网络异常感知方法、装置、设备及计算机可读存储介质
EP2603893A1 (en) Aggregating demographic distribution information
US20150208337A1 (en) Providing access point information to a user
Kantarci et al. Crowdsensing with social network-aided collaborative trust scores
CN110347694B (zh) 一种基于物联网的设备监控方法、装置及系统
Zhao et al. PRICE: Privacy and reliability-aware real-time incentive system for crowdsensing
US20150341241A1 (en) Method and apparatus for specifying machine identifiers for machine-to-machine platform support
WO2012015041A1 (ja) 情報分析装置および情報分析方法
US20170221168A1 (en) Determining rayleigh based contextual social influence
CN108876950B (zh) 考勤追踪的方法、装置、终端、服务器及存储介质
WO2017075755A1 (en) Apparatus, method and computer program product for privacy protection
Luceri et al. VIVO: A secure, privacy-preserving, and real-time crowd-sensing framework for the Internet of Things
Barthe et al. Listening to Bluetooth beacons for epidemic risk mitigation
Bahutair et al. Just-in-time memoryless trust for crowdsourced IoT services
CN113094002B (zh) 消息处理方法、装置、电子设备和计算机介质
US9300707B2 (en) System and method of monitoring, control and configuration of security and lifestyle devices
Santos et al. Towards a sustainable people-centric sensing
US9224158B2 (en) Mobile device cluster advertisement delivery
CN106911789B (zh) 一种基于用户协同环境的数据传输方法，传输系统及装置

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1317011.3

Country of ref document: GB

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1317011.3

Country of ref document: GB

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13889823

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13889823

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1