【技术实现步骤摘要】
用于监测工业环境及室内农业设施的传感器套件及系统
本申请涉及便利部署的套件中的物联网(IoT)系统的各种配置，所述套件使用传感器、边缘计算设备、网络系统以及人工智能的各种配置来监测或管理工业环境。
技术介绍
物联网(IoT)互接的装置、系统、部件、服务、程序、车辆、设备、机器以及其他电子产品组成的网络，其通过一组通信网络及通信接口和协议进行通信。尽管IoT领域的大部分发展集中在诸如可穿戴设备、家庭监控系统、智能设备之类的消费产品上，但是IoT设备和系统也有许多工业应用，包括贯穿本申请所描述的和在并入本文的文件所描述的实施例。例如，IoT传感器可应用于监测工业设施，诸如工厂、炼油厂、油气田、生产线、能源生产设施、采矿环境等，以及布置在此类环境中的许多机器和系统。尽管一些诸如车载诊断系统之类的机器可能包括嵌入式传感器和仪器，但是许多机器没有此类嵌入式传感器，而其他机器仅具有有限的一组传感器，因此，需要放置大量不同类型的异构传感器进行的更多数据收集的需求和机会，其中该异构传感器例如在工业环境的机器上、机器中或者机器周围放置(其可以...
【技术保护点】
1.一种用于监测工业环境的传感器套件，其特征在于，所述用于监测工业环境的传感器套件包括：/n边缘设备；以及/n多个传感器，所述多个传感器捕获传感器数据并经由自配置传感器套件网络传输所述传感器数据，其中，所述多个传感器包括一个或多个第一传感器类型的传感器和一个或多个第二传感器类型的传感器，其中，所述多个传感器中的至少一个传感器包括：/n感测部件，所述感测部件捕获传感器测量值并输出传感器数据实例；/n处理单元，所述处理单元将一个或多个传感器数据实例作为报告数据包，并输出报告数据包，其中每个报告数据包包括一个或多个传感器数据实例；以及/n通信设备，所述通信设备用于从所述处理单元接...
【技术特征摘要】
20190113 US 62/791,878;20190331 US 62/827,166;20191.一种用于监测工业环境的传感器套件，其特征在于，所述用于监测工业环境的传感器套件包括：
边缘设备；以及
多个传感器，所述多个传感器捕获传感器数据并经由自配置传感器套件网络传输所述传感器数据，其中，所述多个传感器包括一个或多个第一传感器类型的传感器和一个或多个第二传感器类型的传感器，其中，所述多个传感器中的至少一个传感器包括：
感测部件，所述感测部件捕获传感器测量值并输出传感器数据实例；
处理单元，所述处理单元将一个或多个传感器数据实例作为报告数据包，并输出报告数据包，其中每个报告数据包包括一个或多个传感器数据实例；以及
通信设备，所述通信设备用于从所述处理单元接收报告数据包，并且根据第一通信协议经由所述自配置传感器套件网络将所述报告数据包发送至所述边缘设备；
其中，所述边缘设备包括：
通信系统，所述通信系统具有：
第一通信设备，所述第一通信设备经由所述自配置传感器套件网络从所述多个传感器接收报告数据包；以及
第二通信设备，所述第二通信设备将传感器套件数据包经由公共网络发送至后端系统；
处理系统，所述处理系统具有一个或多个处理器，所述一个或多个处理器执行计算机可执行指令。
2.根据权利要求1所述的用于监测工业环境的传感器套件，其特征在于，还包括网关设备，其中，所述网关设备用于经由有线通信链路从所述边缘设备接收传感器套件数据包，以及代表所述边缘设备经由所述公共网络将所述传感器套件数据包发送至所述后端系统。
3.根据权利要求2所述的用于监测工业环境的传感器套件，其特征在于，所述网关设备包括卫星终端设备，所述卫星终端设备用于将所述传感器套件数据包发送至卫星，该卫星将所述传感器套件数据包路由至所述公共网络。
4.根据权利要求2所述的用于监测工业环境的传感器套件，其特征在于，所述网关设备包括蜂窝芯片组，所述蜂窝芯片组被预先配置成将传感器套件数据包发送至预选的蜂窝提供商的手机信号塔。
5.根据权利要求1所述的用于监测工业环境的传感器套件，其特征在于，所述边缘设备的所述第二通信设备包括卫星终端设备，所述卫星终端设备用于将所述传感器套件数据包发送至卫星，该卫星将所述传感器套件数据包路由至所述公共网络。
6.根据权利要求1所述的用于监测工业环境的传感器套件，其特征在于，所述边缘设备还包括一个或多个存储设备，所述存储设备存储传感器数据存储区，所述传感器数据存储区存储所述传感器套件的所述多个传感器捕获的传感器数据实例。
7.根据权利要求1所述的用于监测工业环境的传感器套件，其特征在于，所述自配置传感器套件网络是星形网络，使得所述多个传感器中的每个传感器使用短程通信协议直接将相应传感器数据实例传输至所述边缘设备。
8.根据权利要求1所述的用于监测工业环境的传感器套件，其特征在于，所述自配置传感器套件网络是网状网络，使得：
所述多个传感器中的每个传感器的通信设备用于与所述多个传感器中除该传感器之外的至少一个传感器建立通信信道；以及
所述多个传感器中的至少一个传感器用于从所述多个传感器中除该传感器之外的一个或多个传感器接收传感器数据实例，并将所接收的所述传感器数据实例路由至所述边缘设备。
9.根据权利要求1所述的用于监测工业环境的传感器套件，其特征在于，所述自配置传感器套件网络是分级网络。
10.根据权利要求9所述的用于监测工业环境的传感器套件，其特征在于，还包括一个或多个收集设备，所述一个或多个收集设备用于从所述多个传感器中的一个或多个传感器接收报告数据包，以及将所述报告数据包路由至所述边缘设备。
11.根据权利要求1所述的用于监测工业环境的传感器套件，其特征在于，所述自配置传感器套件网络是使用串行数据协议进行通信的环形网络。
12.根据权利要求1所述的用于监测工业环境的传感器套件，其特征在于，所述传感器套件网络是网状网络。
13.根据权利要求1所述的用于监测工业环境的传感器套件，其特征在于，所述传感器套件网络中的至少一个传感器是多轴振动传感器。
14.根据权利要求1所述的用于监测工业环境的传感器套件，其特征在于，所述边缘设备包括基于规则的网络协议适配器。
15.根据权利要求1所述的用于监测工业环境的传感器套件，其特征在于，所述边缘设备是节点计算设备之一。
16.一种用于监测工业环境的传感器套件，其特征在于，所述传感器套件包括：
边缘设备；以及
多个传感器，所述多个传感器捕获传感器数据并经由自配置传感器套件网络传输所述传感器数据，其中，所述多个传感器包括一个或多个第一传感器类型的传感器和一个或多个第二传感器类型的传感器，其中，所述多个传感器中的至少一个传感器包括：
感测部件，所述感测部件捕获传感器测量值并输出传感器数据实例；
处理单元，所述处理单元将一个或多个传感器数据实例作为报告数据包，并输出报告数据包，其中每个报告数据包包括一个或多个传感器数据实例；以及
通信设备，所述通信设备用于从所述处理单元接收报告数据包，并且根据第一通信协议经由所述自配置传感器套件网络将所述报告数据包发送至所述边缘设备；
其中，所述边缘设备包括：
一个或多个存储设备，所述一个或多个存储设备存储模型数据存储区，所述模型数据存储区存储多个机器学习模型；
通信系统，所述通信系统使用第一通信协议经由所述自配置传感器套件网络从所述多个传感器接收报告数据包，以及使用不同于所述第一通信协议的第二通信协议将传感器套件数据包经由公共网络发送至后端系统；以及
处理系统，所述处理系统具有一个或多个处理器，所述一个或多个处理器执行计算机可执行指令。
17.根据权利要求16所述的用于监测工业环境的传感器套件，其特征在于，还包括网关设备，其中，所述网关设备用于经由有线通信链路从所述边缘设备接收传感器套件数据包，以及代表所述边缘设备经由所述公共网络将所述传感器套件数据包发送至所述后端系统。
18.根据权利要求17所述的用于监测工业环境的传感器套件，其特征在于，所述网关设备包括卫星终端设备，所述卫星终端设备用于将所述传感器套件数据包发送至卫星，该卫星将所述传感器套件数据包路由至所述公共网络。
19.根据权利要求17所述的用于监测工业环境的传感器套件，其特征在于，所述网关设备包括蜂窝芯片组，所述蜂窝芯片组被预先配置成将传感器套件数据包发送至预选的蜂窝提供商的手机信号塔。
20.根据权利要求16所述的用于监测工业环境的传感器套件，其特征在于，所述边缘设备的第二通信设备为卫星终端设备，所述卫星终端设备用于将所述传感器套件数据包发送至卫星，该卫星将所述传感器套件数据包发送至所述公共网络。
21.根据权利要求16所述的用于监测工业环境的传感器套件，其特征在于，所述一个或多个存储设备存储传感器数据存储区，所述传感器数据存储区存储所述传感器套件的所述多个传感器捕获的传感器数据实例。
22.根据权利要求16所述的用于监测工业环境的传感器套件，其特征在于，所述自配置传感器套件网络是星形网络，使得所述多个传感器中的每个传感器使用短程通信协议直接将相应传感器数据实例传输至所述边缘设备。
23.根据权利要求16所述的用于监测工业环境的传感器套件，其特征在于，所述自配置传感器套件网络是网状网络，使得：
所述多个传感器中的每个传感器的通信设备用于与所述多个传感器中除该传感器之外的至少一个传感器建立通信信道；
所述多个传感器中的至少一个传感器用于从所述多个传感器中除该传感器之外的一个或多个传感器接收传感器数据实例，并将所接收的所述传感器数据实例路由至所述边缘设备。
24.根据权利要求16所述的用于监测工业环境的传感器套件，其特征在于，所述自配置传感器套件网络是分级网络。
25.根据权利要求24所述的用于监测工业环境的传感器套件，其特征在于，还包括一个或多个收集设备，所述一个或多个收集设备用于从所述多个传感器中的一个或多个传感器接收报告数据包，以及将所述报告数据包路由至所述边缘设备。
26.一种系统，其特征在于，包括：
后端系统；以及
传感器套件，所述传感器套件用于监测工业环境，包括：
边缘设备；以及
多个传感器，所述多个传感器捕获传感器数据并经由自配置传感器套件网络传输所述传感器数据，其中，所述多个传感器包括一个或多个第一传感器类型的传感器和一个或多个第二传感器类型的传感器，其中，所述多个传感器中的至少一个传感器包括：
感测部件，所述感测部件捕获传感器测量值并输出传感器数据实例；
处理单元，所述处理单元将一个或多个传感器数据实例作为报告数据包，并输出报告数据包，其中每个报告数据包包括一个或多个传感器数据实例；以及
通信设备，所述通信设备用于从所述处理单元接收报告数据包，并且根据第一通信协议经由所述自配置传感器套件网络将所述报告数据包发送至所述边缘设备；
其中，所述边缘设备包括：
通信系统，所述通信系统具有：
第一通信设备，所述第一通信设备经由所述自配置传感器套件网络从所述多个传感器接收报告数据包；以及
第二通信设备，所述第二通信设备将传感器套件数据包经由公共网络发送至后端系统；以及
处理系统，所述处理系统具有一个或多个处理器，所述一个或多个处理器执行计算机可执行指令；
其中，所述后端系统包括：
后端存储系统，所述后端存储系统存储传感器套件数据存储区，所述传感器套件数据存储区存储从包括所述传感器套件的一个或多个相应的传感器套件接收的传感器数据；以及
后端处理系统，所述后端处理系统具有一个或多个处理器，所述一个或多个处理器执行计算机可执行指令。
27.根据权利要求26所述的系统，其特征在于，所述传感器套件还包括网关设备，其中，所述网关设备用于经由有线通信链路从所述边缘设备接收传感器套件数据包，以及代表所述边缘设备经由所述公共网络将所述传感器套件数据包发送至所述后端系统。
28.根据权利要求27所述的系统，其特征在于，所述网关设备包括卫星终端设备，所述卫星终端设备用于将所述传感器套件数据包发送至卫星，该卫星将所述传感器套件数据包路由至所述公共网络。
29.根据权利要求27所述的系统，其特征在于，所述网关设备包括蜂窝芯片组，所述蜂窝芯片组被预先配置成将传感器套件数据包发送至预选的蜂窝提供商的手机信号塔。
30.根据权利要求26所述的系统，其特征在于，所述边缘设备的所述第二通信设备包括卫星终端设备，所述卫星终端设备用于将所述传感器套件数据包发送至卫星，该卫星将所述传感器套件数据包路由至所述公共网络。
31.根据权利要求26所述的系统，其特征在于，所述边缘设备还包括一个或多个存储设备，所述存储设备存储传感器数据存储区，所述传感器数据存储区存储所述传感器套件的所述多个传感器捕获的传感器数据实例。
32.根据权利要求26所述的系统，其特征在于，所述边缘设备还包括一个或多个存储设备，所述一个或多个存储设备存储模型数据存储区，所述模型数据存储区存储一个或多个机器学习模型。
33.根据权利要求32所述的系统，其特征在于，所述后端系统在一个或多个传感器套件数据包中接收压缩块。
34.根据权利要求26所述的系统，其特征在于，所述自配置传感器套件网络是星形网络，使得所述多个传感器中的每个传感器使用短程通信协议直接将相应传感器数据实例传输至所述边缘设备。
35.根据权利要求26所述的系统，其特征在于，所述自配置传感器套件网络是网状网络，使得：
所述多个传感器中的每个传感器的通信设备用于与所述多个传感器中除该传感器之外的至少一个传感器建立通信信道；
所述多个传感器中的至少一个传感器用于从所述多个传感器中除该传感器之外的一个或多个传感器接收传感器数据实例，并将所接收的所述传感器数据实例路由至所述边缘设备。
36.根据权利要求26所述的系统，其特征在于，所述自配置传感器套件网络是分级网络。
37.根据权利要求26所述的系统，其特征在于，所述传感器套件还包括一个或多个收集设备，所述一个或多个收集设备用于从所述多个传感器中的一个或多个传感器接收报告数据包，以及将所述报告数据包路由至所述边缘设备。
38.一种用于监测室内农业设施的传感器套件，其特征在于，包括：
边缘设备；以及
多个传感器，所述多个传感器捕获传感器数据并经由自配置传感器套件网络传输所述传感器数据，其中，所述多个传感器包括一个或多个第一传感器类型的传感器和一个或多个第二传感器类型的传感器，其中，所述多个传感器中的至少一个传感器包括：
感测部件，所述感测部件捕获传感器测量值并输出传感器数据实例；
处理单元，所述处理单元将一个或多个传感器数据实例作为报告数据包，并输出报告数据包，其中每个报告数据包包括一个或多个传感器数据实例；以及
通信设备，所述通信设备用于从所述处理单元接收报告数据包，并且根据第一通信协议经由所述自配置传感器套件网络将所述报告数据包发送至所述边缘设备；
其中，所述多个传感器包括两种或更多种传感器类型，所述多个传感器从下述项中选择：光传感器、湿度传感器、温度传感器、二氧化碳传感器、风扇速度传感器、重量传感器和照相机传感器；以及
其中，所述边缘设备包括：
通信系统，所述通信系统具有：
第一通信设备，所述第一通信设备经由所述自配置传感器套件网络从所述多个传感器接收报告数据包；以及
第二通信设备，所述第二通信设备将传感器套件数据包经由公共网络发送至后端系统；以及
处理系统，所述处理系统具有一个或多个处理器，所述一个或多个处理器执行计算机可执行指令。
39.根据权利要求38所述的用于监测室内农业设施的传感器套件，其特征在于，还包括网关设备，其中，所述网关设备用于经由有线通信链路从所述边缘设备接收传感器套件数据包，以及代表所述边缘设备经由所述公共网络将所述传感器套件数据包发送至所述后端系统。
40.根据权利要求39所述的用于监测室内农业设施的传感器套件，其特征在于，所述网关设备包括卫星终端设备，所述卫星终端设备用于将所述传感器套件数据包发送至卫星，该卫星将所述传感器套件数据包路由至所述公共网络。
41.根据权利要求39所述的用于监测室内农业设施的传感器套件，其特征在于，所述网关设备包括蜂窝芯片组，所述蜂窝芯片组被预先配置成将传感器套件数据包发送至预选的蜂窝提供商的手机信号塔。
42.根据权利要求38所述的用于监测室内农业设施的传感器套件，其特征在于，所述边缘设备的所述第二通信设备包括卫星终端设备，所述卫星终端设备用于将所述传感器套件数据包发送至卫星，该卫星将所述传感器套件数据包路由至所述公共网络。
43.根据权利要求38所述的用于监测室内农业设施的传感器套件，其特征在于，所述边缘设备还包括一个或多个存储设备，所述存储设备存储传感器数据存储区，所述传感器数据存储区存储所述传感器套件的所述多个传感器捕获的传感器数据实例。
44.根据权利要求38所述的用于监测室内农业设施的传感器套件，其特征在于，所述边缘设备还包括一个或多个存储设备，所述一个或多个存储设备存储模型数据存储区，所述模型数据存储区存储一个或多个机器学习模型。
45.根据权利要求38所述的用于监测室内农业设施的传感器套件，其特征在于，所述自配置传感器套件网络是星形网络，使得所述多个传感器中的每个传感器使用短程通信协议直接将相应传感器数据实例传输至所述边缘设备。
46.根据权利要求38所述的用于监测室内农业设施的传感器套件，其特征在于，所述自配置传感器套件网络是网状网络，使得：
所述多个传感器中的每个传感器的通信设备用于与所述多个传感器中除该传感器之外的至少一个传感器建立通信信道；以及
所述多个传感器中的至少一个传感器用于从所述多个传感器中除该传感器之外的一个或多个传感器接收传感器数据实例，并将所接收的所述传感器数据实例路由至所述边缘设备。
47.根据权利要求38所述的用于监测室内农业设施的传感器套件，其特征在于，所述自配置传感器套件网络是分级网络。
48.根据权利要求47所述的用于监测室内农业设施的传感器套件，其特征在于，还包括一个或多个收集设备，所述一个或多个收集设备用于从所述多个传感器中的一个或多个传感器接收报告数据包，以及将所述报告数据包路由至所述边缘设备。
49.根据权利要求48所述的用于监测室内农业设施的传感器套件，其特征在于，每个收集设备安装在室内农业环境的不同的相应空间中，并且从部署在所述相应空间中的所述多个传感器中的传感器收集传感器数据。
50.一种用于监测自然资源开采环境的传感器套件，其特征在于，包括：
边缘设备；以及
多个传感器，所述多个传感器捕获传感器数据并经由自配置传感器套件网络传输所述传感器数据，其中，所述多个传感器包括一个或多个第一传感器类型的传感器和一个或多个第二传感器类型的传感器，其中，所述多个传感器中的至少一个传感器包括：
感测部件，所述感测部件捕获传感器测量值并输出传感器数据实例；
处理单元，所述处理单元将一个或多个传感器数据实例作为报告数据包，并输出报告数据包，其中每个报告数据包包括一个或多个传感器数据实例；以及
通信设备，所述通信设备用于从所述处理单元接收报告数据包，并且根据第一通信协议经由所述自配置传感器套件网络将所述报告数据包发送至所述边缘设备；
其中，所述多个传感器包括两种或更多种传感器类型，所述多个传感器从下述项中选择：红外传感器、探地传感器、光传感器、湿度传感器、温度传感器、化学传感器、风扇速度传感器、转速传感器、重量传感器和照相机传感器；以及
其中，所述边缘设备包括：
通信系统，所述通信系统具有：
第一通信设备，所述第一通信设备经由所述自配置传感器套件网络从所述多个传感器接收报告数据包；
第二通信设备，所述第二通信设备将传感器套件数据包经由公共网络发送至后端系统；以及
处理系统，所述处理系统具有一个或多个处理器，所述一个或多个处理器执行计算机可执行指令。
51.根据权利要求50所述的用于监测自然资源开采环境的传感器套件，其特征在于，还包括网关设备，其中，所述网关设备用于经由有线通信链路从所述边缘设备接收传感器套件数据包，以及代表所述边缘设备经由所述公共网络将所述传感器套件数据包发送至所述后端系统。
52.根据权利要求51所述的用于监测自然资源开采环境的传感器套件，其特征在于，所述网关设备包括卫星终端设备，所述卫星终端设备用于将所述传感器套件数据包发送至卫星，该卫星将所述传感器套件数据包路由至所述公共网络。
...
【专利技术属性】
技术研发人员：查尔斯·塞拉，泰莫尔·埃尔塔里，
申请(专利权)人：强力物联网投资组合二零一六有限公司，
类型：新型
国别省市：美国;US
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。