智能巡更装置，系统与方法
【专利摘要】本发明的提出了一种智能巡更装置，系统和方法，该装置包括第一移动终端和第二移动终端以及服务器。--第一移动终端用于采集环境数据。第二移动终端用于接收环境数据。服务器，通过第一通信协议连接到该第一移动终端和第二移动终端,当该服务器正常工作时，该第一移动终端采集环境数据并向该服务器发送消息，该服务器将该消息转发给该第二移动终端，其中当该第二移动终端在线时，发送反馈信息给该服务器，该服务器将该反馈信息发送给该第一移动终端，当该第二移动终端离线时，该第一移动终端重新发送该消息，并通知该第一移动终端该消息已储存。
【专利说明】智能巡更装置，系统与方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及监控领域，特别是一种无线智能巡更装置。
【背景技术】
[0002] 巡更系统是监控系统的一个类型，是一种对监控系统的灵活运用。它主要应用于 大厦、厂区、库房和野外设备、管线等有固定巡更作业要求的行业中。巡更系统可以帮助企 业的领导或管理人员利用巡更系统来完成对巡更人员和巡更工作记录进行有效的监督和 管理，同时还可以对一定时期的线路巡更工作情况做详细记录。巡更系统是技术防范与人 工防范的结合，其作用是要求巡更人员能够按照预先设定的路线顺序地对各巡更点进行巡 视，同时也保护巡更人员的安全。
[0003] 由于通信系统和计算机控制系统的发展，基于手机或其他移动终端，利用通信网 络和互联网的智能巡更系统凭借其高效便捷，数据准确等优点，迅速得到了推广和使用。在 巡更的基础上添加现代智能化技术，加入巡检线路导航系统，可实现巡检地点、人员、事件 等显示，便于管理者管理。巡更终端操作简单，携带方便，因此近些年来手机作为巡更终端 的使用大大推动了巡更系统的发展。
[0004] 但由于通信网络和互联网络的覆盖和传输稳定性在有些情况下不能得到保证，例 如地下的矿井，地形复杂的山区，以及环境恶劣的厂房。在这些环境，手机或者其他终端的 接收信号极不稳定，在这种情况下，通信网络和互联网的智能巡更系统或者智能巡更终端 的使用就收到了较大影响。
[0005] 本发明所提出的，就是在网络通信质量较差的情况下，提高无线智能巡更的信号 可靠性和传输效果的技术方案，同时提出更多样化的巡更方式以适应各种环境的要求，对 于多个巡更终端用户，提出了一种可靠的传输模式。
【发明内容】
[0006] 本发明提出了一种环境数据收发系统，包括第一移动终端和第二移动终端以及服 务器。第一移动终端用于采集环境数据。第二移动终端用于接收环境数据。服务器，通过 第一通信协议连接到该第一移动终端和第二移动终端，当该服务器正常工作时，该第一移 动终端采集环境数据并向该服务器发送消息，该服务器将该消息转发给该第二移动终端， 其中当该第二移动终端在线时，发送反馈信息给该服务器，该服务器将该反馈信息发送给 该第一移动终端，当该第二移动终端离线时，该第一移动终端重新发送该消息，并通知该第 一移动终端该消息已储存，当该服务器不正常工作时，该第一移动终端通过第二通信协议 直接向该第二移动终端发送该环境数据，或者该第一移动终端通过第三通信协议通过第二 服务器与该第二移动终端相连。
[0007] 本发明的实施例另提出一种环境数据收发方法，该方法用于一第一移动终端和一 第二移动终端，该方法包括采集环境数据发送给一服务器，接收环境数据，当该服务器正常 工作时，向该服务器发送消息，该服务器将该消息转发给该第二移动终端，其中当该第二移 动终端在线时，发送反馈信息给该服务器，该服务器将该反馈信息发送给该第一移动终端， 当该第二移动终端离线时，该第一移动终端重新发送该消息，并通知该第一移动终端该消 息已储存，当该服务器不正常工作时，该第一移动终端通过第二通信协议直接向该第二移 动终端发送该环境数据，或者该第一移动终端通过第三通信协议通过第二服务器与该第二 移动终端相连。
[0008] 因此，本发明提出的系统装置和方法可以解决在移动终端不能连接到服务器或者 无线通信环境信号较差时如何进行智能巡更的问题，可以有效的解决上述环境数据采集反 馈不及时的缺点，还提供了多种巡更方式。
【专利附图】
【附图说明】
[0009] 图1是依据本发明实施例的巡更系统的系统框图。
[0010] 图2是依据本发明实施例的巡更系统的数据采集示意图。
[0011] 图3是依据本发明实施例的巡更系统的连接建立流程图。
[0012] 图4是依据本发明实施例的巡更系统的消息推送流程图。
[0013] 图5是依据本发明实施例的推送消息的数据格式示意图。
[0014] 图6是依据本发明实施例的巡更系统的实时对讲示意图。
【具体实施方式】
[0015] 本发明所述的智能巡更系统可以应用于矿山，油田，水利设施，工厂以及多种需要 获取并传送环境数据，以及信道环境恶劣并需要多个用户交换数据或者指令等环境。本领 域的技术人员可以了解，任何类似应用均属于本发明的范畴。
[0016] 图1为根据本发明的一个实施例提出的系统框图。该智能巡更系统100包括服务 网络101，服务节点103,移动终端105和107。其中服务网络101可以为目前常见的各种通 信网络，例如PSTN电话通信网络，使用2G，3G，4G等标准的移动通信网络，计算机网络，数据 通信网络等。该服务网络101可以使用有线或者无线方式组网并连接到服务节点103,服 务节点103对应于上述服务网络101，可以为使用2G，3G，4G标准的移动基站，直放站，毫微 微蜂窝基站，该服务节点可以为广义的基站，包括收发器和控制器。服务节点103覆盖一定 区域并向该区域的移动终端105, 107提供有线和/或无线接口以及信号收发。在服务节点 103覆盖的区域中可以包括多个移动终端，图1中仅示出移动终端105, 107作为说明。移 动终端105, 107可以为手机，智能手机，平板电脑等可携带设备，也可以为能够和服务节点 103通信的物联网终端，计算机终端等，移动终端可以和服务节点按照2G，3G，4G等标准或 者计算机网络进行通信。
[0017] 本发明的一个实施例提供了一种智能巡更系统，如图2所示，在用户携带移动终 端105到达位置A时，通过移动终端105内部的数据采集模块获得巡更数据，在本发明中， 巡更数据可以包括由移动终端中图像采集模块201获得的现场图像和视频，由语音采集模 块202获得的音频数据例如用户的语音，以及由定位模块203获得的位置信息，例如GPS或 其他定位系统的地理位置坐标信息。其中图像采集模块201获得的信息还包括二维码识别 标志。即在巡更点设置二维码标志，当移动中断105到达巡更点时图像采集模块对二维码 标志进行拍摄，由移动终端的二维码解析模块204对得到的二维码识别标志进行处理。移 动终端还包括的数据处理模块205可以处理得到的音频数据，位置信息等。并将处理后的 数据通过通信模块发送给服务节点。当服务节点收到移动终端105的数据后，根据数据内 容进行判断后即可得知移动终端已到达位置A，同时还可以了解和位置A有关的设备和环 境信息以及巡更数据发生的系统时间。
[0018] 其中，上述视频，音频，位置信息以及二维码巡更数据可以同时或者相互验证结合 使用，因此用户可以通过上传二维码的同时告知网络的位置信息，或者可以在发送图像信 息的时发送语音信息对图像的状态进行说明。根据移动终端的硬件配置，在本发明中，巡更 数据还可以为物体感应信息，温度探测信息，浓度探测信息以及速度探测信息等。本领域技 术人员可以理解到，巡更数据的结合不限定于上述方式。
[0019] 服务节点可以将多个移动终端的巡更数据整合后发送给服务网络，服务网络可以 根据系统设定或者根据移动终端或者服务节点的请求，将巡更数据通过服务节点进行广播 或者将来自移动终端105的巡更数据转发给移动终端107。
[0020] 在本发明所述实施例中，移动终端获得巡更数据后需要向服务节点发送建立连接 请求后才能进行巡更数据的发送。当巡更数据通过服务节点进行广播或者转发时，需要判 定目标移动终端107的在线状态。以下通过图3对连接建立过程进行说明。
[0021] 图3为根据本发明实施例的一个连接建立流程。图3中发送端和接收端可以为图 1中的移动终端105, 107,服务器为服务节点103。图3说明由移动终端105向服务器发起 连接请求流程，以及服务器向移动终端107转发数据的连接请求流程。
[0022] 在步骤300中，发送端向服务器进行鉴权和认证同时向服务器传输发送端身份 ID，消息内容，消息ID以及时间戳等参数，供服务器处理。消息内容可以为图2中所述的图 像，视频，音频，二维码等类型的消息。在一个实施例中，发送端需要将上述消息发送给特定 接收端时，也可以在步骤300中同时向服务器发送目标接收端的ID。服务器在收到发送端 发送的数据之后，判断其中是否有需要转发给特定移动终端即接收端的消息。发送端可以 再发送的参数中设定一个标志位，表示其发送的消息目的地是服务器还是该服务器覆盖范 围中的其他移动终端。
[0023] 当服务器判断发送端发送的数据中包括需要转发给特定移动终端的消息时，即步 骤310,服务器与接收端发起呼叫请求，同时将发送端身份ID，消息内容，消息ID以及时间 戳等参数传送给接收端。在本发明的一个实施例中，如果消息内容的数据较大，可以在服务 器发起呼叫请求时，仅传送发送端身份ID，消息ID以及时间戳等参数，不将消息内容发送 给接收端。
[0024] 当接收端工作状态正常并在线可以回应服务器发起的呼叫请求，则在步骤320中 将请求来源例如发送端身份ID，接收端身份ID，消息ID等确认信号发送给服务器。在步骤 330中，服务器将请求来源例如发送端身份ID，接收端身份ID，消息ID等确认信号发送给发 送端。完成一个巡更数据传送流程。
[0025] 发送端在步骤300发送请求之后，可以同时启动发送端内部的计时器（图中未绘 示)，该计时器有一计时阈值。在计时器开始计时并达到计时阈值，且发送端未收到服务器 发回的发送端身份ID，接收端身份ID，消息ID等确认信号时，认为接收端处于离线状态或 者接收端信号质量较差无法正确完成巡更数据传送流程。在步骤340中重新传输发送端身 份ID，消息内容，消息ID以及时间戳等参数，即重复步骤300。由于此时接收端处于离线状 态，服务器在收到发送端传送的相同内容的消息时，即将发送端身份ID，消息内容，消息ID 以及时间戳等参数储存到数据库中。在步骤350中，服务器向发送端传送巡更数据已储存 的通知信号。发送端可以继续其他巡更数据的采集。
[0026] 在步骤360中，接收端重新进入服务器覆盖范围或者切换到上线状态，向服务器 发出上线通知。在步骤370中，服务器将之前存储的来自发送端的巡更数据例如发送端身 份ID，消息内容，消息ID以及时间戳等参数传送给接收端。
[0027] 接收端收到上述巡更数据后，在步骤380中，接收端将请求来源例如发送端身份 ID，接收端身份ID，消息ID等确认信号发送给服务器。在步骤390中，服务器将请求来源例 如发送端身份ID，接收端身份ID，消息ID等确认信号发送给发送端。完成一个巡更数据传 送流程。
[0028] 在本发明的一个实施例中，服务器可以根据巡更数据传送的连接建立过程调整服 务器中各个移动终端的优先级。在传统的移动网络中，服务器会根据连接到服务器的移动 终端的信号质量调整移动终端的呼叫优先级。A和服务器建立通信后，如果移动终端渐渐离 开服务器的覆盖范围造成信号质量降低时，移动终端就会降低该移动终端的优先级而降该 移动终端移交到其他服务器进行处理[Ninal]。而在本发明的实施例中，由于移动终端获 得的巡更数据和位置的关联度较大，当移动终端105获得的巡更数据必须发送给移动终端 107时，尤其是移动终端107之前接收过移动终端105的巡更数据。这时即使移动终端107 和服务器的信道通信质量降低，服务器也不调低移动终端107的连接优先级。而优先保持 从移动终端105到移动终端107的连接 当移动终端107和服务器的通信质量持续降低已不能继续通过提高收发功率在维持 连接时，服务器向移动终端发送一个警告，或者移动终端向服务器发送警告。服务器根据离 线警告通知移动终端105,移动终端107不能继续接收巡更数据。
[0029] 当移动终端107从服务器离线后，如果仍有重要信息需要从移动终端105向移动 终端107发送时。例如在矿井中，移动终端105监测到瓦斯浓度异常，需要同时服务器覆盖 范围内的其他移动终端例如107瓦斯浓度异常。这时可以启动消息推送机制。消息推送机 制在稍后进行描述。
[0030] 由于在服务器覆盖的范围内，通常情况下移动终端的信号质量较好，可以正常建 立连接。因此步骤200到步骤230可以快速的将巡更数据发送给接收端并给发送端发送回 馈确认信号，而且可以减少对服务器存储数据的要求。而仅对于没有成功送达接收端的数 据才进行存储，保证了数据的安全性，合理的规划的服务器的存储资源，平衡了数据传输可 靠性和对数据传输速度的要求。
[0031] 在本发明的一个实施例中，当移动终端107未和服务器建立连接时，遇到紧急状 况需要将移动终端105获得的重要的巡更数据转发给移动终端107。在这种情况下本发明 提供了消息推送机制。消息推送是通过互联网服务器可以发送文本、多媒体文件和特定于 应用程序的数据，例如警告声音和显示在应用程序图标上的标记等。
[0032] 图4为根据本发明的一个实施例的消息机制示意图。在图4中服务提供端401为 消息提供者，例如巡更数据的发送者移动终端105,服务提供端401也可以为应用程序，例 如服务器内部的定时提醒程序。也就是说，消息推送机制可以是图中的移动终端105发起， 也可以由服务节点103发起。在步骤1，服务提供端把要发送的消息、目的移动终端的标识 打包，发给消息推送服务器402。在步骤2,消息推送服务器402在自身的已注册消息推送 服务的移动终端列表中，查找有相应标识的移动终端，并把消息发到移动终端。在步骤3,移 动终端把发来的消息传递给相应的应用程序404,并且按照设定弹出推送通知。
[0033] 其中，移动终端开机后，可以向消息推送服务器注册推送服务，同时表明接收的 推送消息的类型。当移动终端成功注册到消息推送服务器后，移动终端会发送设备标记 (device token)以及设备的ID，软件版本，用户名等发送到服务提供端，当需要向移动终端 发送消息推送时，服务提供端就会取出设备标记，根据图5所示结构，发送到消息推送服务 器。
[0034] 消息推送服务器可以根据与消息推送服务器建立连接的服务提供端所使用的证 书判断请求发送消息推送的是移动终端105还是服务器的其他应用程序。然后消息推送服 务器向移动终端107发送通知。
[0035] 消息推送服务器与移动终端的连接方式可以和移动终端与服务器的连接方式采 用不同的通信标准。例如消息推送服务器与移动终端通过WiFi进行连接，移动终端与服务 器通过通信网络进行连接。
[0036] 本发明还提供了一种实时对讲机制，使得巡更数据可以更安全有效的传输。图6 为根据本发明的一个实施例阐述的实时对讲示意图。实时对讲机制不需要服务器的介入， 由移动终端105向移动终端107直接传送消息。
[0037] 当移动终端105接收用户的音频输入，例如警告信号，求救信号，这些音频输入送 至移动终端内置的抖动缓冲器601，抖动缓冲器是一个数据区域，在这个数据区域中，每隔 一段均匀的间隔，语音包会被收集，存储并发到语音处理器。抖动缓冲器延迟到达的包，使 用户感受到一个清晰的，没有声音失真的语音数据。抖动缓冲器有两种，静态的和动态。静 态抖动缓冲器是基于硬件由厂家配置。动态抖动缓冲器是基于软件以适应网络延迟的改 变。
[0038] 移动终端将音频输入传送给抖动缓冲器之后，欲动终端的无线模块搜索附近可以 接收数据的其他移动终端。移动终端105和107可以使用802. 15无线传输技术。从移动 终端105必须进行查找可以建立连接的设备，即移动终端107,然后发起配对，建链成功后， 无线模块通知移动终端105,将抖动缓冲器中的数据发送到移动终端107。在本发明的实施 例中，移动终端105可以向多个移动终端（图中未绘示)同时发起配对和连接。在图5中，由 移动终端105作为始呼端，移动终端107作为被叫端。当移动终端107有巡更数据需要向 移动终端105发送时，移动终端107可以切换到始呼状态，由移动终端105接收数据。
[0039] 在移动终端105发起呼叫时，需要知道移动终端107的地址例如手机号码，配对密 码等信息，配对完成后，可直接发起呼叫，无需任何服务器的介入。
[0040] 通过本发明所述的实施例，无论服务器是否正常工作，以及移动终端107是否在 线，移动终端105采集的巡更数据均可以发送到移动终端107,大大提高了数据传输的安全 性和可靠性，尤其适用于当遇到突发事故时，需要及时通知相关人员的情况。
[0041] 虽然本发明使用以上实施例进行说明，但需要注意的是，这些描述并非用以限缩 本发明。相反地，此发明涵盖了熟习此技艺人士显而易见的修改与相似设置。所以，申请权 利要求范围须以最宽广的方式解释来包括所有显而易见的修改与相似设置。
【权利要求】
1. 一种环境数据收发系统，包括： 第一移动终端，用于采集环境数据； 第二移动终端，用于接收该环境数据；以及 服务器，通过第一通信协议连接到该第一移动终端和该第二移动终端，当该服务器正 常工作时，该第一移动终端采集该环境数据并向该服务器发送消息，该服务器将该消息转 发给该第二移动终端，该消息包括该环境数据， 其中当该第二移动终端在线时，该第二移动终端发送反馈信息给该服务器，该服务器 将该反馈信息发送给该第一移动终端，当该第二移动终端离线时，该第一移动终端重新发 送该消息，该服务器储存该消息并通知该第一移动终端， 当该服务器不正常工作时，该第一移动终端通过该第二通信协议直接向该第二移动终 端发送该环境数据，或者该第一移动终端通过第三通信协议经由第二服务器与该第二移动 终端相连。
2. 如权利要求1所述的环境数据收发系统，其中该环境数据包括以下信息或其结合： 图像数据； 音频数据； 位置信息； 物体感应信息； 温度探测信息； 浓度探测信息；以及 速度探测信息。
3. 如权利要求1所述的环境数据收发系统，其中该第一移动终端包括一计时器，当该 第一移动终端发送该消息之后，该计时器启动，达到一预设值时即可判定该第二移动终端 处于离线，该第一移动终端重新发送该消息，该服务器收到同内容的该消息时，即储存该消 肩、。
4. 如权利要求1所述的环境数据收发系统，其中当该第二移动终端由离线状态改为上 线时，该第二移动终端向该服务器发出上线通知，该服务器将储存的该消息发送给该第二 移动终端。
5. 如权利要求1所述的环境数据收发系统，其中当该服务器不正常工作，该第一移动 终端通过第三通信协议通过第二服务器与该第二移动终端相连时，该消息通过消息推送机 制发送给该第二移动终端。
6. 如权利要求1所述的环境数据收发系统，其中当该服务器不正常工作，该第一移动 终端通过第二通信协议直接向该第二移动终端发送该环境数据时，该第一移动终端还包括 一抖动缓冲器，该消息经过该抖动缓冲器处理后发送给该第二移动终端。
7. -种环境数据收发方法，该方法用于第一移动终端和第二移动终端，该方法包括： 采集环境数据发送给服务器； 接收环境数据；以及 当该服务器正常工作时，向该服务器发送消息，该服务器将该消息转发给该第二移动 终端，该消息包括该环境数据， 其中当该第二移动终端在线时，发送反馈信息给该服务器，该服务器将该反馈信息发 送给该第一移动终端，当该第二移动终端离线时，该第一移动终端重新发送该消息，储存该 消息并通知第一移动终端， 当该服务器不正常工作时，该第一移动终端通过第二通信协议直接向该第二移动终端 发送该环境数据，或者该第一移动终端通过第三通信协议通过第二服务器与该第二移动终 端相连。
8. 如权利要求7所述的环境数据收发方法，其中该环境数据包括： 图像数据； 音频数据； 位置信息； 物体感应信息； 温度探测信息； 浓度探测信息；以及 速度探测信息。
9. 如权利要求7所述的环境数据收发方法，其中该第一移动终端包括一计时器，当该 第一移动终端发送该消息之后，该计时器启动，达到一预设值时判定该第二移动终端处于 离线，该第一移动终端重新发送该消息，该服务器收到同内容的该消息时，即储存该消息。
10. 如权利要求7所述的环境数据收发方法，其中当该第二移动终端由离线状态改为 上线时，该第二移动终端向该服务器发出上线通知，该服务器将储存的该消息发送给该第 -移动终端。
11. 如权利要求7所述的环境数据收发方法，其中当该服务器不正常工作，该第一移动 终端通过第三通信协议通过第二服务器与该第二移动终端相连时，该消息通过消息推送机 制发送给该第二移动终端。
12. 如权利要求7所述的环境数据收发方法，其中当该服务器不正常工作，该第一移动 终端通过第二通信协议直接向该第二移动终端发送该环境数据时，该第一移动终端还包括 一抖动缓冲器，该消息经过该抖动缓冲器处理后发送给该第二移动终端。
【文档编号】H04L29/08GK104065529SQ201410159548
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年4月21日 优先权日:2014年4月21日
【发明者】范永, 马健 申请人:济南永博信息科技有限公司