专利名称：一种高效率低误报警率的远程监控系统及方法
技术领域：
本发明涉及远程监控领域，尤其涉及具有高效率低误报警率的远程监控系统及方法。
背景技术：
随着通信技术的发展及人们生活水平的提高，人们对于其感兴趣区域信息的实时査询需 求在不断增加，当房屋主人工作或旅游在外时，他希望通过手机或个人电脑实时得到房间内 诸如温度、湿度、空气清新度等指数，还可以监测家庭的各种家用电器的状态，并可以根据 自己的需要对家用电器的工作状态进行控制，更重要的是，现代对家庭安防智能实现的需求 在急速增长，比如针对火灾、他人非法入侵等预警情况的出现，需要监控系统能实时有效的 对警情做出分析并及时向警务部门和住所主人发出蕾报信号。
随着民用需求的增多，监控技术也由以前的工程监控为主逐歩发展为现在的民用监控为 主。监控技术正日益渗透到人们的生活当中，但是现有的无线远程监控技术都是将一个或者 多个摄像机安装在监控地点，而摄像机通过光纤、同轴电缆、电话线或者互联网直接与固定
的监控终端连接，用户通过固定的某个PC才能观看到监控地点的情况，难以满足用户随时
随地监控的要求。而且现有的远程监控装置安装复杂、不便于扩展与维修、成本较高。 目前国外己有很多基于传感器节点收集信息实现对住所或仓库等进行远程监控的系统，
如美国专利US20030214401，但是这些己有系统需要对全部传感器节点数据及图像和音频信 号始终进行监控和分析，来发现监控地点可能会发生的异常情况，这样当监控终端的数量比 较多时，整体系统对信息处理的负荷就会严重增加，系统的工作效率低、处理速度慢，相应 地监控的实时性较差，美国专利US20030214400中，通过使监控端采样和传输以不同的频率 进行、而对突发事件的传输速度进行特别设置，使得该监控系统较之同样规模传统系统以相 对少的数据处理代价而获得高效的监控效果，但它霈要每个用户分别维护一个参数控制器用 于对速率进行调整控制，这样当终端监控端比较多时，系统的复杂度明显升髙另外，已有 此类远程监控系统对是否有预警情况发生的判决是根据对传感器数据分析来确定，存在较高
的误报警率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高效率低误报謇率的远程监控系统及其方法，使 得该系统不仅具有髙效率低误报瞀率的特性，而且使得系统安装更加方便，成本更加低廉。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案一种髙效率低误报警率的远程监控系统， 包括终端监控单元、用户终端以及连接于二者之间的主控单元；其中，终端监控单元采集监 控现场的数据信息发送给主控单元；主控单元对接收到的数据信息进行处理，根据终端监控 单元的请求启动专家系统对终端监控单元的现场信息采集进行控制，对接收到的监控现场信 息进行综合分析，并根据发生的警情实时向用户终端发送报警信号。
所述终端监控单元包括数据采集模块、数据处理模块、终端控制模块及监控信号收发模 块；其中，数据采集模块采集监控现场信息；监控信号收发模块将经数据处理模块处理后的 监控现场信息发送给主控单元同时接收主控单元发出的控制信号终端控制模块通过与主控 单元的专家系统通信来对其他模块进行控制。
所述数据采集模块包括传感器节点、摄像头和音频记录器；其中，传感器节点采集监控 现场的数据信息，摄像头和音频记录器用于在异常情况下记录监控现场的图像信息和音频信 息。
所述数据处理模块包括传感数据信息处理模块、图像处理模块和音频信息处理模块；其 中，传感数据信息处理模块用于对传感器节点采集的数据信息进行异常检测和处理后将结果 发送给监控信号收发模块图像处理模块和音频信息处理模块分别对监控现场的图像信息和 音频信息处理后发送给监控信号收发模块。
所述传感数据信息处理模块包括数据信息处理模块和异常事件检测模块；其中，数据信
息处理模块用于对传感器节点采集的数据信息进行处理后发送到监控信号收发模块异常事 件检测模块用于对传感器节点采集的数据信息进行异常事件检測并将检測结果发送给监控信 号收发模块。
所述终端监控单元还包括报警器，用于根据终端控制模块发送的报警信号予以报警。所述主控单元除包括专家系统模块之外，还包括主控信号收发模块、信号处理模块、数 据存储模块和网络接口模块；其中，主控信号收发模块用于和监控信号收发模块相互通信收 发信息，信号处理模块将接收到的终端监控单元发送的信号进行处理后发送到数据存储模块， 网络接口模块用于和用户终端进行交换数据。
所述用户终端包括监控地点主人和整务服务台。
终端监控单元和主控单元通过有线或无线方式通信，主控单元和用户终端通过电话网或 web方式通信。
一种髙效率低误报警率的远程监控方法，包括步骤
(1) 终端监控单元收集监控现场的数据信息并进行分析、处理与发送
(2) 主控单元对接收到的监控现场的数据进行处理，若收到终端监控单元启动专家系统 的请求则启动专家系统对终端监控单元的现场信息采集和发送进行控制；
(3) 主控单元的专家系统对收到的现场信息进行分析处理，并根据发生的警情实时向甩 户终端发送报蟹信号。
其中，所述歩骤(1)具体为
(11) 数据釆集模块对传感器节点的数据信息进行收集并发送给数据处理模块；
(12) 数据处理模块对接收的传感器节点的数据信息进行处理和检测，并将处理和检测 的结果通过监控信号收发模块发送给主控单元。
其中，所述步骤(12)具体为
数据信息处理模块对传感器节点的数据信息进行处理后通过监控信号收发模块发送给主 控单元同时，异常事件检測模块对传感器节点的数据信息进行异常事件检测，并在检测出 异常数据时通过监控信号收发模块向主控单元发送启用专家系统请求。
其中，所述步骤(2)具体为
(21)主控单元如果没有收到终爝监控单元发来的启用专家系统请求时，则主控单元直 接将处理过的数据进行存储；主控单元如果收到终端监控单元发来的启用专家系统请求时，则执行步骤(22):
(22) 专家系统启动后向终端监控单元返回启动确认信息以及供终端监控单元重新设置 其处理信息速率的参数值；
(23) 终端监控单元重新设置其处理信息速率并启动摄像头和音频记录器。
其中，所述歩骤(3)具体为
(31)专家系统对传感器节点的数据信息、摄像头拍摄的图像信息和音频记录器记录的 音频信息进行分析；如果确认有预警情况发生，则专家系统实时发送报警通知给用户终端或/ 和终端监控单元的报警器；如果确认没有预蟹情况，则专家系统通知终端监控单元无预警情 况，并发出要求终端监控单元初始化其信息处理速率的命令，同时退出运行。
与传统远程监控系统相比，由于本发明在监控终端主要利用将多个传感器节点布设在监 控地点来收集所关心的各种信息，只霈要安装少量个摄像头和音频记录器，这样有效解决了 系统安装困难和价格昂贵的问题，同时由于传感器自组网的灵活性，使得信息收集易于实现， 同时可以根据需要随时添加新传感器节点到监控地点，对无效的传感器节点也可以随时进行 更换同样功能的新的节点，这样使得系统系统既便于扩展也便于维修。
特别地，本发明由于在主控单元使用专家系统的智能控制，能够根据监控信息情况、系 统工作状态等为终端监控单元的信息采样和发送设置合适的速率值，这样当终端监控单元比 较多时，能有效降低主控单元的信息处理负荷，进而提髙系统处理效率、增强实时性。同时， 对终端信息处理速率的控制由主控单元统一决策，有效的降低系统的复杂度。另一方面，终 端监控单元采样和发送速率的改变，有利于在当有异常事件发生时，专家系统能够获得更精 确的现场信息，同时专家系统通过智能的分析各类数据信号及现场视频音频媒体信息，能够 以极高的准确率来判断是否是预警情况发生，这样能够有效降低系统的误报警率。
图1为本发明的流程图。
图2为本发明系统的结构图。
图3为图2中终端监控单元结构图。
图4为图2中主控单元结构图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的具体实施作一详细的说明。
参看图l， 一种高效率低误报審率远程监控方法，其步骤为1)终端监控单元收集传感 器节点信息并进行分析、处理与发送；2)主控单元对接收到的数据进行信息处理，如果收到 启用专家系统的请求时，则执行步骤3)，如果没有，则主控单元直接将处理过的数据进行 存储；3)专家系统启动后返回确认信息及一个参数值以备终端监控单元重新设置其处理信息 的速率4)终端监控启动其摄像头及音频记录器为专家系统发送视频音频信号5)专家系 统对传感器信息、视频音频信息进行智能分析；6)专家系统发送分析报告，如果确认有预警 情况发生发送报黉通知给用户终端；如果确认没有预警情况则通知终端监控单元无预警情况 并发出要求终端监控单元将其信息处理速率初始化为较低值的命令，同时退出运行。
参照图2、图4,本发明是一种具有高效率低误报警率的远程监控系统，它包括多个终端 监控单元1、 一个主控单元2以及用户终端。其中终端监控单元和主控单元以有线或无线方 式通信，主控单元和终端用户通过电话网或web方式通信。终端监控单元负责对监控地点进 行实时监控，并对采集的数据以较低的初始速率采样、分析并发送，当采集的数据数值超出 —定的阈值时，终端监控单元将向主控单元发出一个启用专家系统20的请求；主控单元2接 收终端监控单元发出的信号，经过一定的信号处理并进行存储，当专家系统被终端监控单元 请求启动时，它首先根据当前系统状态参数为终端监控单元返回速率参数设置值的信号同时 确认已启动，它要求终端监控单元以较高的速率采样/发送数据，并对收到的传感器数据信息 及图像和声音信号进行综合智能分析处理，来确定是否发生预蒈情况，如果发生预警情况， 专家系统将向用户终端发送报整信号，否则专家系统将给终端监控单元返回一个表明状态正 常信号并同时要求终端监控单元将发送数据的速率初始化，同时专家系统将向主控单元报告 分析结果并停止运行。用户终端包括监控地点主人和荣务服务台，其中用户能够在接收到预 赘信号同时也能能够对监控信息进行査询。
上述终端监控单元由数据采集部分、数据处理部分、终端控制模块部分及终端信号收发 模块组成，终端控制模块部分通过与主控单元的专家系统通信来对其他模块进行状态控制，
终端信号收发模块负责对传感器信息、视频音频等信息以有线或无线方式发送同时接收主控 单元发出的控制信号。
参照图3，终端监控单元包括 一个或多个传感器节点ll、 一个摄像头12和一个音频记 录器13,传感器节点用来采集诸如温度、湿度、空气指数和振动指数等环境情况指数等数据 信息，摄像头和音频记录器用来在异常情况下时对监控现场进行拍照并录音； 一个数据信息 处理模块16用来接收传感器信息输入接口 14的信息，异常事件检测模块15实现对传感器信 息的检测以判断是否有异常事件发生，图像信息处理模块17用来处理视频信息、音频信息处 理模块18用来处理音频记录器输入的信息 一个终端控制模块10用來控制数据处理模块的 信息处理速率、报警器100和摄像头12及音频记录器13的工作状态等，其中终端控制模块 10主要与主控单元的专家系统20进行控制信息的交流；监控信号收发模块19负责对各种传 感器数据、视频音频信号及控制信号进行收发控制，它可以支持有线或无线传输方式。
图3中终端监控单元中的终端控制模块10主要控制该单元中数据处理模块对数据处理的 速率，既在正常情况下，终端控制模块接收到由专家系统发来的要求对采样和发送速率初始 化的命令时，它将对数据处理模块的采样和发送初始为较小的速率，当发生异常事件时， 旦控制单元接收到由专家系统发来的要求重新设置速率的命令时，它将发送一个控制信号给 数据处理单元将它的采样和传输速率重新设置为较大的值。直到异常事件解决后控制将再对 数据处理模块进行速率初始化。
图3中监控终端控制模块10同时控制摄像头12和音频记录器13的工作状东，当接收到 主控单元专家系统20的请求确认命令时，它将启动摄像头12和音频记录器13开始对现场环 境进行录像录音。
图3中监控终端控制模块10负责在预警情况下触发报螯器100报警。
图3中终端监控单元中，当收集的数据正常时，它直接通过信号收发模块将数据信息发 送出去，当收集的数值超过一定阈值时，将发送一个预警并请求启动专家系统的信号。
主控单元包含专家系统和一个存储服务器，当主控单元收到监控终端发来的发现异常数 据及请求启动专家系统的信息时，主控单元将启动专家系统进入运行状态，当专家系统被启
动后，它首先根据对系统状态的分析为终端监控单元返回一个确认启动信号及速率参数设置 值的信号，它要求终端监控单元以较髙的速率采样并发送数据，同时专家系统对终端监控部 分发来的传感器数据及图像和音频信号进行详细分析，当确认有预警状况发生时，专家系统 将产生一个报警信号给终端用户及警务服务台，同时向终端监控单元发送一个要求触发报警 器的信号；当分析结果显示没有预赘情况发生时，专家系统将向终端监控单元发送分析结果 并通知它将信息处理速率重新初始化为较低的速率，同时专家系统将退出运行。
参照图4，主控单元由主控信号收发模块21、信号处理模块22、专家系统20、数据存储 器23、网络接口模块24组成，信号处理模块22负责接收由终端监控单元1发送的信号，存 储器23按不同终端监控地址对接收数据进行存储，专家系统20当被启动后将设置一定的参 数，然后对终端监控单元发送的传感器信息、视频音频信号进行智能分析并发送分析结果或 相应的预警信号。主控信号收发模块2l支持有线或无线方式传输，网络接口模块24负责与 终端用户进行交换数据。
图4中主控单元当接收数据正常时，它将对接收数据经过一定的转化后直接通过串行接 口传送到数据存储器，当接收到终端监控单元的预警并请求启动专家系统的信号时，专家系 统20将调入专家系统应用程序并査询当前工作状态参数，专家系统20启动后，它将根据系 统当前工作状态参数为终端监控设备设置一定的采样和传输速率值并发送。
图4中主控单元网络接口模块24可提供多种网络的接口，以实现和终端用户之间的通信。
参照图2，用户终端包括监控地点主人和警务服务台，其中警务服务台能够通过电话网 接收到主控单元发出的报警信号，而监控地点主人则既能够通过电话网(移动或固定电话网) 与主控单元交流，也能够以web方式访问主控单元，短信方式能够使用户实时收到报警信号， 而web方式能够方便用户随时随地査询监控信息，如果以web方式査询，需通过身份认证才 能査询。
本发明能够为用户提供一种具有高效率低误报警率的远程监控系统，能够同时为较多数 量用户提供监控服务，对监控地点信息异常情况处理实时性好，准确率高，并能及时向相关 荣务部门发送报警通知，用户还能够随时随地的通过多种网络实现对监控地点信息的查询。
权利要求
1、一种高效率低误报警率的远程监控系统，其特征在于包括终端监控单元、用户终端以及连接于二者之间的主控单元；其中，终端监控单元采集监控现场的数据信息发送给主控单元；主控单元对接收到的数据信息进行处理，根据终端监控单元的请求启动专家系统对终端监控单元的现场信息采集进行控制，对接收到的监控现场信息进行综合分析，并根据发生的警情实时向用户终端发送报警信号。
2、 根据权利要求1所述的高效率低误报瞀率的远程监控系统，其特征在于所述终端监 控单元包括数据采集模块、数据处理模块、终端控制模块及监控信号收发模块；其中，数据采集模块采集监控现场信息监控信号收发模块将经数据处理模块处理后的监控现 场信息发送给主控单元同时接收主控单元发出的控制信号终端控制模块通过与主控单元的 专家系统通信来对其他模块进行控制。
3、 根据权利要求2所述的髙效率低误报瞀率的远程监控系统，其特征在于所述数据采 集模块包括传感器节点、摄像头和音频记录器；其中，传感器节点采集监控现场的数据信息，摄像头和音频记录器用于在异常情况下记录监控 现场的图像信息和音频信息。
4、 根据权利要求2所述的髙效率低误报蟹率的远程监控系统，其特征在于所述数据处 理模块包括传感数据信息处理模块、图像处理模块和音频信息处理模块其中，传感数据信息处理模块用于对传感器节点采集的数据信息进行异常检测和处理后将结果 发送给监控信号收发模块图像处理模块和音频信息处理模块分别对监控现场的图像信息和 音频信息处理后发送给监控信号收发模块。
5、 根据权利要求4所述的高效率低误报警率的远程监控系统，其特征在于所述传感数据信息处理模块包括数据信息处理模块和异常事件检测模块；其中，数据信息处理模块用于对传感器节点采集的数据信息进行处理后发送到监控信号收发模 块；异常事件检測模块用于对传感器节点采集的数据信息进行异常事件检测并将检测结果发 送给监控信号收发模块。
6、根据权利要求2所述的髙效率低误报荣率的远程监控系统，其特征在于所述终端监 控单元还包括报警器，用于根据终端控制模块发送的报整信号予以报警。
7、 根据权利要求1所述的髙效率低误报整率的远程监控系统，其特征在于所述主控 单元除包括专家系统模块之外，还包括主控信号收发模块、信号处理模块、数据存储模块和网络接口模块；其中，主控信号收发模块用于和监控信号收发模块相互通信收发信息，信号处理模块将接收到 的终端监控单元发送的信号进行处理后发送到数据存储模块，网络接口模块用于和用户终端 进行交换数据。
8、 根据权利要求1所述的高效率低误报警率的远程监控系统，其特征在于所述用户终端包括监控地点主人和警务服务台。
9、 根据权利要求1至8任一权利要求所述的髙效率低误报警率的远程监控系统，其特征 在于终端监控单元和主控单元通过有线或无线方式通信，主控单元和用户终端通过电话网 或web方式通信。
10、 一种高效率低误报轚率的远程监控方法，其特征在于，包括歩骤(1) 终端监控单元收集监控现场的数据信息并进行分析、处理与发送；(2) 主控单元对接收到的监控现场的数据进行处理，若收到终端监控单元启动专家系统 的请求则启动专家系统对终端监控单元的现场信息采集和发送进行控制；(3) 主控单元的专家系统对收到的现场信息进行分析处理，并根据发生的警情实时向用 户终端发送报警信号。
11、 根据权利要求10所述的高效率低误报警率的远程监控方法，其特征在于，所述歩骤 (1)具体为(11) 数据采集模块对传感器节点的数据信息进行收集并发送给数据处理模块；(12) 数据处理模块对接收的传感器节点的数据信息进行处理和检测，并将处理和检测 的结果通过监控信号收发模块发送给主控单元。
12、 根据权利要求ll所述的髙效率低误报整率的远程监控方法，其特征在于，所述步骤 (12)具体为数据信息处理模块对传感器节点的数据信息进行处理后通过监控信号收发模块发送给主 控单元；同时，异常事件检测模块对传感器节点的数据信息进行异常事件检测，并在检测出异常 数据时通过监控信号收发模块向主控单元发送启用专家系统请求。
13、 根据权利要求10所述的髙效率低误报繫率的远程监控方法，其特征在于，所述步骤(2) 具体为(21) 主控单元如果没有收到终端监控单元发来的启用专家系统请求时，则主控单元直 接将处理过的数据进行存储；主控单元如果收到终端监控单元发来的启用专家系统请求时， 则执行步骤(22);(22) 专家系统启动后向终端监控单元返回启动确认信息以及供终端监控单元重新设置 其处理信息速率的参数值；(23) 终端监控单元重新设置其处理信息速率并启动摄像头和音频记录器。
14、 根据权利要求10所述的髙效率低误报警率的远程监控方法，其特征在于，所述步骤(3) 具体为(31)专家系统对传感器节点的数据信息、摄像头拍摄的图像信息和音频记录器记录的 音频信息进行分析；如果确认有预警情况发生，则专家系统实时发送报警通知给用户终端或/和终端监控单元 的报擎器；如果确认没有预警情况，则专家系统通知终端监控单元无预警情况，并发出要求终端监 控单元初始化其信息处理速率的命令，同时退出运行。
全文摘要
本发明公开了一种高效率低误报警率的远程监控系统和方法，该远程监控系统由多个终端监控单元、一个主控单元和终端用户组成。其中终端监控单元和主控单元以有线或无线方式通信，主控单元和终端用户通过各种电话网或web方式通信。专家系统的启用可返回一个命令信号以控制终端监控单元，命令终端监控单元将数据的采样/传输速率重新设置为较大的值，同时通过专家系统对终端数据信号及图像音频信号的详细分析，能够以低的错误率来确定是否有预警状况，并可保证当一旦发生危险状况时主控单元可实时准确的向终端用户及响应的报警服务台发出报警信号。本发明可实现对监控地点进行实时准确的远程监控。
文档编号G08B25/00GK101178833SQ200610138668
公开日2008年5月14日 申请日期2006年11月10日 优先权日2006年11月10日
发明者向继东, 李立宏, 王秀峰, 程国栋 申请人:中兴通讯股份有限公司