基于边缘信息的传感器感知事件判断与报警系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于边缘信息的传感器感知事件判断与报警系统及方法，所述系统包括：感知数据输入模块，其对所述传感器敏感元件采集的数据进行量化处理，以形成格式化的感知数据；边缘计算模块，其对所述感知数据进行特征提取，以形成边缘计算时域信息；融合处理模块，其对所述边缘计算时域信息进行空域映射与融合处理，以形成时空信息融合处理结果；事件判断与报警模块，其将所述时空信息融合处理结果与预设的事件分类参数对比，以形成事件判断结果，并发送事件报警信息。本发明专利技术可以根据需求无需全部数据进入云端，从而有效地节省了通信资源消耗，减小了通信传输时延，在能源消耗及传输与处理时延之间折中实现了事件判断与报警。

Sensor Sensing Event Judgment and Alarm System and Method Based on Edge Information

The present invention relates to a sensor sensing event judgment and alarm system and method based on edge information. The system includes: a sensing data input module, which quantifies the data collected by the sensor sensor sensor sensor to form formatted sensing data, and an edge computing module, which extracts the features of the sensing data to form edge computing time domain information. Fusion processing module, which maps and fuses the edge computing time domain information in spatial domain to form the result of spatio-temporal information fusion processing; event judgment and alarm module, which compares the result of spatio-temporal information fusion processing with the preset event classification parameters to form the result of event judgment and send event alarm information. The invention can effectively save communication resource consumption, reduce communication transmission delay and realize event judgment and alarm by compromising energy consumption and transmission and processing delay.

【技术实现步骤摘要】
基于边缘信息的传感器感知事件判断与报警系统及方法
本专利技术涉及物联网中边缘计算和云计算技术，尤其涉及一种基于边缘信息的传感器感知事件判断与报警系统及方法。
技术介绍
物联网是通信网和互联网的拓展应用和网络延伸，利用感知技术与智能装备对物理世界进行感知识别，通过网络传输互联，进行计算、处理和知识挖掘，实现人与物、物与物信息交互和无缝链接，达到对物理世界实时控制、精确管理和科学决策目的。由于前端感知传感器的能源受限、计算能力有限等多方面因素影响，目前物联网的层次架构中，主要采取前端传感器采集信息，经网络传输后，汇聚至云端综合处理应用的模式。该模式下，虽然降低了传感器的运算压力与能源消耗，但是，在大规模的部署应用场景下，集中式的云端汇聚以后，不可避免的给云端带来巨大的处理复杂度。同时，云端集中汇聚处理模式也面临较高的传输与处理时延问题，对于需要低时延时效性保障的应用，具有明显的不足。
技术实现思路
为了解决上述现有技术存在的问题，本专利技术旨在提供一种基于边缘信息的传感器感知事件判断与报警系统及方法，以有效地在能源消耗与处理时延之间实现平衡。本专利技术之一所述的一种基于边缘信息的传感器感知事件判断与报警系统，其包括：多个感知节点以及一与多个所述感知节点连接的边缘计算网关；每个所述感知节点包括：一与传感器敏感元件连接的感知数据输入模块；所述边缘计算网关包括：多个分别与多个所述感知节点中的感知数据输入模块连接的边缘计算模块、一与该多个边缘计算模块连接的融合处理模块以及一与该融合处理模块连接的事件判断与报警模块；其中，所述感知数据输入模块对所述传感器敏感元件采集的数据进行量化处理，以形成格式化的感知数据；所述边缘计算模块对所述感知数据进行特征提取，以形成边缘计算时域信息；所述融合处理模块对所述边缘计算时域信息进行空域映射与融合处理，以形成时空信息融合处理结果；所述事件判断与报警模块将所述时空信息融合处理结果与预设的事件分类参数对比，以形成事件判断结果，并发送事件报警信息。在上述的基于边缘信息的传感器感知事件判断与报警系统中，还包括一与所述边缘计算网关连接的监测平台。本专利技术之二所述的一种基于边缘信息的传感器感知事件判断与报警系统，其包括：多个边缘计算节点、一与多个所述边缘计算节点连接的云端以及一与所述云端连接的监测平台；每个所述边缘计算节点包括：一与传感器敏感元件连接的感知数据输入模块以及一与该感知数据输入模块连接的边缘计算模块；云端包括：一与多个所述边缘计算节点中的边缘计算模块连接的融合处理模块以及一与该融合处理模块连接的事件判断与报警模块；其中，所述感知数据输入模块对所述传感器敏感元件采集的数据进行量化处理，以形成格式化的感知数据；所述边缘计算模块对所述感知数据进行特征提取，以形成边缘计算时域信息；所述融合处理模块对所述边缘计算时域信息进行空域映射与融合处理，以形成时空信息融合处理结果；所述事件判断与报警模块将所述时空信息融合处理结果与预设的事件分类参数对比，以形成事件判断结果，并发送事件报警信息。在本专利技术之一或之二所述的基于边缘信息的传感器感知事件判断与报警系统中，所述感知数据输入模块包括：一感知数据量化单元，其接收所述传感器敏感元件采集的数据，并做数据量化与拟合处理，然后根据所述传感器敏感元件的类型输出对应的所述感知数据。在本专利技术之一或之二所述的基于边缘信息的传感器感知事件判断与报警系统中，所述边缘计算模块包括：一边缘计算模型运算单元，其对所述感知数据进行特征提取，以获得所述感知数据的特征参数，并将感知数据的特征参数与预存在一边缘计算判决门限阈值存储单元中的门限阈值参数对比，若满足预设的判决门限阈值触发条件，则调用一边缘信息消息发送调度单元发送所述边缘计算时域信息。在本专利技术之一或之二所述的基于边缘信息的传感器感知事件判断与报警系统中，所述融合处理模块包括：一时空数据融合处理单元，其对存储在一时域信息存储单元中的所述边缘计算时域信息进行空域映射，然后将空域映射后获得的信息与存储在一空域信息存储单元中的所述传感器敏感元件所在的传感器的空域信息做融合处理，并输出所述时空信息融合处理结果。在本专利技术之一或之二所述的基于边缘信息的传感器感知事件判断与报警系统中，所述事件判断与报警模块包括：一事件判断与报警处理单元，其将所述时空信息融合处理结果与预存在一事件定义与关键参数存储单元中的事件分类参数对比，输出对应的所述事件判断结果，并启动一报警信息消息发送调度单元发送所述事件报警信息。本专利技术之三所述的一种基于边缘信息的传感器感知事件判断与报警方法，其包括以下步骤：步骤S0，提供如本专利技术之一或之二所述的基于边缘信息的传感器感知事件判断与报警系统；步骤S1，通过所述感知数据输入模块对传感器敏感元件采集的数据进行量化处理，以形成格式化的感知数据；步骤S2，通过所述边缘计算模块对所述感知数据进行特征提取，以形成边缘计算时域信息；步骤S3，通过所述融合处理模块对所述边缘计算时域信息进行空域映射与融合处理，以形成时空信息融合处理结果；步骤S4，通过所述事件判断与报警模块将所述时空信息融合处理结果与预设的事件分类参数对比，以形成事件判断结果，并发送事件报警信息。在上述的基于边缘信息的传感器感知事件判断与报警方法中，所述步骤S1包括：对所述传感器敏感元件采集的数据做数据量化与拟合处理，然后根据所述传感器敏感元件的类型输出对应的所述感知数据。在上述的基于边缘信息的传感器感知事件判断与报警方法中，所述步骤S2包括：首先对所述感知数据进行数据滤波处理，以得到稳定的时域数据，然后进行时域数据的多维度扩展运算，接着根据扩展后的时域多维度数据，提取所述感知数据的特征参数，随后将所述感知数据的特征参数与预设的门限阈值参数对比，若满足预设的判决门限阈值触发条件，则发送所述边缘计算时域信息。在上述的基于边缘信息的传感器感知事件判断与报警方法中，所述步骤S3包括：对所述边缘计算时域信息进行空域映射，然后将空域映射后获得的信息与预设的所述传感器敏感元件所在的传感器的空域信息做融合处理，以输出所述时空信息融合处理结果。由于采用了上述的技术解决方案，本专利技术通过采用边缘计算模块和融合处理模块等，有效地节省了通信资源消耗，减小了通信传输时延，在能源消耗及传输与处理时延之间折中实现了事件判断与报警；同时，本专利技术可以基于边缘网关模式实现本地化的传感器感知事件的判断与报警，也可以基于边缘节点与云端汇聚融合处理模式实现云端汇聚的传感器感知事件的判断与报警；对应地，本专利技术基于上述模式，可以提供单独的本地化警告方式或监测平台警告方式，从而丰富了事件报警方式。附图说明图1是本专利技术之一的基于边缘信息的传感器感知事件判断与报警系统的结构示意图；图2是本专利技术之二的基于边缘信息的传感器感知事件判断与报警系统的结构示意图；图3是本专利技术之一和之二中感知数据输入模块的内部结构示意图；图4是本专利技术之一和之二中边缘计算模块的内部结构示意图；图5是本专利技术之一和之二中融合处理单元的内部结构示意图；图6是本专利技术之一和之二中事件判断与报警模块的内部结构示意图。具体实施方式下面结合附图，给出本专利技术的较佳实施例，并予以详细描述。请参阅图1，本专利技术之一，即基于边缘信息的传感器感知事件判断与报警系统，包括：多个感知节本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于边缘信息的传感器感知事件判断与报警系统，其特征在于，所述系统包括：多个感知节点以及一与多个所述感知节点连接的边缘计算网关；每个所述感知节点包括：一与传感器敏感元件连接的感知数据输入模块；所述边缘计算网关包括：多个分别与多个所述感知节点中的感知数据输入模块连接的边缘计算模块、一与该多个边缘计算模块连接的融合处理模块以及一与该融合处理模块连接的事件判断与报警模块；其中，所述感知数据输入模块对所述传感器敏感元件采集的数据进行量化处理，以形成格式化的感知数据；所述边缘计算模块对所述感知数据进行特征提取，以形成边缘计算时域信息；所述融合处理模块对所述边缘计算时域信息进行空域映射与融合处理，以形成时空信息融合处理结果；所述事件判断与报警模块将所述时空信息融合处理结果与预设的事件分类参数对比，以形成事件判断结果，并发送事件报警信息。

【技术特征摘要】
1.一种基于边缘信息的传感器感知事件判断与报警系统，其特征在于，所述系统包括：多个感知节点以及一与多个所述感知节点连接的边缘计算网关；每个所述感知节点包括：一与传感器敏感元件连接的感知数据输入模块；所述边缘计算网关包括：多个分别与多个所述感知节点中的感知数据输入模块连接的边缘计算模块、一与该多个边缘计算模块连接的融合处理模块以及一与该融合处理模块连接的事件判断与报警模块；其中，所述感知数据输入模块对所述传感器敏感元件采集的数据进行量化处理，以形成格式化的感知数据；所述边缘计算模块对所述感知数据进行特征提取，以形成边缘计算时域信息；所述融合处理模块对所述边缘计算时域信息进行空域映射与融合处理，以形成时空信息融合处理结果；所述事件判断与报警模块将所述时空信息融合处理结果与预设的事件分类参数对比，以形成事件判断结果，并发送事件报警信息。2.根据权利要求1所述的基于边缘信息的传感器感知事件判断与报警系统，其特征在于，所述系统还包括一与所述边缘计算网关连接的监测平台。3.一种基于边缘信息的传感器感知事件判断与报警系统，其特征在于，所述系统包括：多个边缘计算节点、一与多个所述边缘计算节点连接的云端以及一与所述云端连接的监测平台；每个所述边缘计算节点包括：一与传感器敏感元件连接的感知数据输入模块以及一与该感知数据输入模块连接的边缘计算模块；云端包括：一与多个所述边缘计算节点中的边缘计算模块连接的融合处理模块以及一与该融合处理模块连接的事件判断与报警模块；其中，所述感知数据输入模块对所述传感器敏感元件采集的数据进行量化处理，以形成格式化的感知数据；所述边缘计算模块对所述感知数据进行特征提取，以形成边缘计算时域信息；所述融合处理模块对所述边缘计算时域信息进行空域映射与融合处理，以形成时空信息融合处理结果；所述事件判断与报警模块将所述时空信息融合处理结果与预设的事件分类参数对比，以形成事件判断结果，并发送事件报警信息。4.根据权利要求1或3所述的基于边缘信息的传感器感知事件判断与报警系统，其特征在于，所述感知数据输入模块包括：一感知数据量化单元，其接收所述传感器敏感元件采集的数据，并做数据量化与拟合处理，然后根据所述传感器敏感元件的类型输出对应的所述感知数据。5.根据权利要求1或3所述的基于边缘信息的传感器感知事件判断与报警系统，其特征在于，所述边缘计算模块包括：一边缘计算模型运算单元，其对所述感知数据进行特征提取，以获得所述感知数据的特征参数，并将感知数据的特征参数与预存在一边缘计算判决门限阈值存储单元中的门限阈值参数对比...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱磊基，赵建龙，熊勇，楼亮亮，周苗，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31