一种网络化综合智能监控系统及其功能实现方法与流程

本发明涉及监控设备领域，特别涉及一种网络化综合智能监控系统及其功能实现方法。

背景技术：

目前，网络技术突飞猛进，出现连接各种移动设备(如手机)的移动互联网，以及连接万物的物联网(iot)。

具有数据采集和执行功能的自动电子终端技术、嵌入式系统技术均具有大的发展，出现很多采用传感器实现数据采集对其嵌入的环境或绑定的设备状态进行监视的终端(嵌入式系统)，以及出现很多能执行来自遥控器或者有线连接的面板的命令的自动控制终端，或者两类功能——状态监视和执行控制——俱有的监控终端。对此类功能设备我们可以统称监控器。

传统的监控系统，存在作用距离有限(如只能在遥控器工作范围内)、设备孤立未联网化、功能未系统化(如分散采集的监控信息未能集中管理并与其他系统分享)等等缺点。人们开始尝试用网络连接各监控终端组成系统实现集中的监视与控制。但是用网络连接组成系统的过程会有如下新的挑战：

1.如何实现随时随地的监控，同时要能保持数据一致性。

2.位置信息以及与之相对位置服务功能在网络化监控中显得尤为重要。在网络监控系统中实现位置信息及其服务，涉及到如下几个问题：如何以最小的代价在室内外环境中高精度确定的终端位置，此外如何提供合适的位置服务。

3.如何以方便方式将电子终端与其监控设备编号绑定。电子终端自己的编号，一般在其开始时——即生产制造时——就确定了，而与哪个设备绑定，则需等到其安装时才能确定。这就是涉及到终端与监控设备绑定大的问题。而实际上电子终端的编号一般是固化在其flash等内部rom中，而设备的编号往往以标签的形式包装在设备外面，在安装时如何将固化在rom中终端编号与设备印在外表的编号对应起来，这是一个不易解决的问题。

对此，本发明以一种有效的方式解决上述问题，实现了基于物联网的系统监控功能。

技术实现要素：

为了克服现有技术中的不足，本发明提供一种网络化综合智能监控系统及其功能实现方法，将由网络连接的分布在各地的监控终端设备组成系统，实现用户随时随地对设备或环境进行实时、可协作式的、综合、智能监视和远程控制，并提供精确位置及相关服务(lbs，locationbasedservices)。

为了达到上述发明目的，解决其技术问题所采用的技术方案如下：

本发明公开了一种网络化综合智能监控系统，包括分布在各处的多个监控终端设备、一个中心服务器和应用前端设备以及协作系统，其中：

所述监控终端设备包括终端设备和电子监控器，所述电子监控器嵌入到终端设备中或与终端设备绑定；

所述电子监控器设有网络通信模块连接互联网，用于实现对终端设备的监视与控制；

所述电子监控器能通过内置的传感器、视音频采集模块对终端设备的运行状态进行监视并根据需要将监视数据发送到网络的协作方；和/或，能根据来自网络协作方的命令来控制终端设备的运行状态；

所述应用前端设备包括可由用户随身携带的移动设备和计算机，用于通过其内置的应用软件与用户随时随地进行交互并提供监控系统的实时监控功能、位置相关服务、通用数据管理服务以及辅助实现监控系统的安装；

所述协作系统是独立运行的外部系统，用于与监控系统进行数据信息交流，以协助实现监控功能；

所述中心服务器内置相应的服务软件，用于实现对监控及其相关数据的存储和管理，以及监控系统各部件的通信与协调。

进一步的，所述应用前端设备包括安装类应用前端和监控类应用前端，所述安装类应用前端用于实现终端设备的身份标志绑定、定位，所述监控类应用前端用于实现给用户提供系统的监控与交互功能；

所述电子监控器选配有近距离通信模块；

所述中心服务器为一台计算机或云服务器。

本发明另外公开了一种网络化综合智能监控系统的功能实现方法，利用上述智能监控系统进行监控，智能监控系统的功能实现方法具体包括中心服务器组成、终端通信与协调、应用服务呈现、终端设备与监控器身份绑定、终端设备定位、智能引擎实现以及位置相关服务提供，其中：

所述中心服务器组成，用于通过中心服务器实现其角色功能；

所述终端通信与协调，用于实现监控终端设备与监控系统其他部件协同工作；

所述应用服务呈现，用于在应用前端设备上提供相应的服务；

所述终端设备与监控器身份绑定，用于将终端设备和电子监控器两个独立编码的身份标志进行绑定；

所述终端设备定位，用于对无定位设备的终端设备确定其精确位置；

所述智能引擎的实现，用于在中心服务器上产生自动下达的命令；

所述位置相关服务提供，用于在监控系统中提供位置相关服务并嵌套在上述应用服务呈现中实现。

进一步的，所述中心服务器组成采用如下步骤来实现：

中心服务器采用数据库系统来存储和管理监控及其相关数据，形成监控数据库；

采用远程客户-本地代理-数据库三层模型来存取监控数据库；其中监控终端设备、应用前端、协作系统均作为远程客户，而在中心服务器中运行与之对应通信的本地代理，由本地代理作为中介来访问监控数据库；本地代理与远程客户采用双方预订的网络协议来交换数据，本地代理通过数据库接口来访问数据库，本地代理完成协议转换和数据翻译的工作。

进一步的，所述终端通信与协调使用如下方法分别来完成不同的任务：

监视数据收集：监控终端设备当发现有监视数据要汇报时，主动将其检测到的监控数据发送到中心服务器，中心服务器将这些监控数据保存到监控数据库中，并根据监控数据的紧急程度推送给应用前端；

命令下达：由用户通过应用前端发起命令执行请求，该命令根据两种不同模式采取不同的方式完成，这两种模式包括：远距离命令下达模式和近距离命令下达模式，远距离命令下达模式是通过监控终端设备的互联网通信模块完成与应用前端之间的通信；而近距离命令下达模式是通过监控终端设备的近距离通信模块完成与应用前端之间的通信；

自动命令下达：中心服务器根据自己的智能引擎策略判断向监控终端设备下达命令，监控终端设备执行完后，将结果返回给中心服务器，中心服务器再根据需求和消息订阅情况将结果推送给前端用户。

进一步的，对命令下达任务中的两种模式分别按如下方式执行：

远距离命令下达模式：用户通过监控应用前端下达对监控终端设备的操作命令，该命令数据发送到中心服务器，中心服务器根据自己的判断决定是否将命令转达到监控终端设备，监控终端设备执行命令后，将执行结果返回给中心服务器，最终将结果返回给应用前端；

近距离命令下达模式：应用前端首先向中心服务器发送请求，获得中心服务器返回的许可后，应用前端再通过近距离通信模块直接连接监控终端设备来下达命令，命令执行后，监控终端设备将结果返回给应用前端和中心服务器。

进一步的，所述应用服务呈现采用如下步骤来实现：

当应用前端收到中心服务器推送来的数据通知，或者用户手动选择刷新操作，或者应用界面刚打开时，应用前端从中心服务器的监控数据库中读取相应数据，再呈现系统的服务界面。

进一步的，所述终端设备与监控器身份绑定采用如下步骤来实现：

首先，保障如下硬件条件：

一是在监控终端设备上印有计算机视觉可识别的身份标志，身份标志包括但不限于条形码、二维码和/或印刷体文字数字；

二是电子监控器配有一个身份发送按钮/开关，按下该按钮/开关会触发身份数据发送过程，该过程会将包含身份标志的数据组成包，然后将该数据包按监视数据收集所述的方法发送出去；

然后，由用户手持移动设备按如下步骤在设备安装或者组装时绑定身份标志：

用移动设备摄像头扫描监控终端设备上的身份标志区域获得其身份标志，或者手动输入身份标志；

按下电子监控器的身份发送按钮/开关，将身份数据包发送到中心服务器，再由中心服务器转发到该用户的移动设备；

这时在该用户的移动设备同时获得了监控终端设备和电子监控器的身份标志，将此两个身份标志组成数据包，发送给中心服务器的监控数据库，这样中心服务器获得并记录这两个的身份标志的对应关系，从而将其绑定在一起。

进一步的，所述终端设备定位采用如下步骤来实现：

用具有定位功能的移动设备抵近需要确定位置的监控终端设备；

打开移动设备的定位功能，获得监控终端设备的位置；

打开移动设备上具有地图展示和当前位置可手动调整的相应应用，在地图最大比例尺视图中，拖动移动设备的当前位置到用户认为的适当位置，通过地图提供商服务接口获得该地图上位置对应的地理位置，该地理位置为监控终端设备的精确位置，或，在此位置上标记可识别的地址文字；

用移动设备的摄像头扫描监控终端设备上的身份标志区域获得其身份标志，或者手动输入身份标志；

将确定的位置信息、监控终端设备身份标志和可能的文字型地址信息组成数据包，发送给中心服务器的监控数据库，中心服务器可根据此数据包获得并记录该监控终端设备对应的位置、地址信息，其中，位置信息包括但不限于经度、维度和/或海拔。

进一步的，所述智能引擎实现采用如下步骤来实现：

智能引擎由数据触发引擎和非数据触发引擎两类组成：

数据触发引擎是当监控数据库中数据发生变化时才启动，可由数据库的触发器中定义相应规则的方式来实现；

非数据触发引擎是由非数据变化因素来启动的，可以以自动调度启动进程的方式来实现。

进一步的，所述位置相关服务提供采用如下步骤来实现：

首先，应用前端从监控数据库中读取相应位置数据；

然后，按照如下两种方式之一来获得结果数据：按照几何方法计算位置刷选出数据；或，调用地图提供商编程接口获得结果数据；

最后，借助图层图标类图形元素叠加显示出最后界面。

本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：

本发明一种网络化综合智能监控系统将由物联网连接分布在各处的实现数据采集与命令执行的智能终端组成系统，实现用户随时随地对各智能终端进行实时、智能监视和远程控制、提供精确位置服务。该系统能依据用户的要求，根据综合收集到的环境监视信息或来自其他协作系统的信息，自动做出一些反应，如向用户发通知、向监控终端设备发送控制指令等。同时，能与其他系统协作，实现系统智能地、自动地反应和行为调整。此外，还能将来自各终端设备的监控信息综合在一起，结合其内在关系(如地理关系)，系统地提供监控服务。具有结构简单、操作简便、定位精确、实用性强等特点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。附图中：

图1是本发明一种网络化综合智能监控系统的系统组成结构图；

图2是本发明一种网络化综合智能监控系统的中心服务器结构图；

图3是本发明消防栓水压自动达标规则触发器图；

图4是本发明监视数据收集过程数据流图；

图5是本发明监控前端app收到通知的界面图；

图6是本发明前端命令下达过程数据流图；

图7是本发明自动命令下达过程数据流图；

图8是本发明智能检维师app的界面图；

图9是本发明终端设备身份绑定数据流图；

图10是本发明终端设备位置确定数据流图；

图11是本发明位置相关服务的应用界面例子。

具体实施方式

以下将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述和讨论，显然，这里所描述的仅仅是本发明的一部分实例，并不是全部的实例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

本发明公开了一种网络化综合智能监控系统，包括分布在各处的多个监控终端设备、一个中心服务器和应用前端设备以及可能的协作系统，其中：

所述监控终端设备包括终端设备和电子监控器，所述终端设备能实现自身的功能，而所述电子监控器嵌入到终端设备中或与终端设备绑定；

所述电子监控器设有网络通信模块连接互联网，用于实现对终端设备的监视与控制，可选的还可以配备近距离通信模块，如蓝牙、irda(红外线接口)等。这里说的监视功能是指，所述电子监控器能通过内置的传感器、视音频采集模块对终端设备的运行状态进行监视并根据需要将监视数据发送到网络的协作方；而控制功能是指，电子监控器能根据来自网络协作方的命令来控制终端设备的运行状态。电子监控器至少应该具有监视与控制功能中一个，或者全部功能。

例如，智能消防栓，是在完成正常消防功能(即取水)的同时，还能通过其内嵌的电子监控器检测用水信息汇报给网络。而智能阀门能接收来自网络的命令实现阀门的开关。智能窨井盖在实现窨井盖功能的同时，能检测污水信息(如水位)汇报给网络。

本发明适用的监控终端设备，还要求其不是随时移动的。即：该设备一旦安装好后，位置很少变化。例如，智能汽车、智能单车等随意移动的设备，不适合应用本发明。

此外，本发明给监控终端设备在生产安装上一个大的自由度，即设备的身份标志(id)在生产时就可确定，与后期嵌入/绑定的电子监控器的身份标志无关。换句话说，就是前者身份标志不受后者的限制，后者身份标志也受前者的影响。这样两者可分别由不同的厂商独立生产并编号。设备的身份标志一般以文本的形式印在设备上，是可见的；而电子监控器的身份标志在生产时固化在其rom中，在其与网络协作方通信时一起发送的，不是肉眼可见的。本发明能在安装或组装时将两者的身份标志绑定在一起，并在呈现给用户的界面上，让电子监控器发送的数据包来源显示的(可见的)设备身份标志或设备名，而不是不可见的电子监控器的身份标志。

再者，本发明描述的监控功能是要求实时的。即监控终端设备发现紧急情况时，是要求立即报告系统，让用户第一时间知晓的。对于一些家用水表、电表等无紧急数据要报告应用环境，既不要求设备具备本发明的前提条件——具有互联网的通信模块，也无需采用本发明的方法。

本例中，所述应用前端设备包括可由用户随身携带的移动设备(如智能手机、平板电脑)和计算机等信息交互设备，其中移动设备可安装app、微信等应用，由用户随声携带，这样用户能通过移动设备内置的应用软件随时随地与监控系统进行交互。应用前端与用户进行交互，展示系统的实时监控功能、位置相关服务、通用数据管理服务(如用户管理、设备管理)等一系列功能，并辅助实现系统安装等附属功能。从功能分类上，所述应用前端设备包括安装类应用前端和监控类应用前端，所述安装类应用前端用于实现终端设备的身份标志绑定、定位，所述监控类应用前端用于通过采用监控web页面和/或移动监控app形式实现给用户提供系统的监控与交互功能。

所述协作系统是独立运行的外部系统，用于与监控系统进行数据信息交流，以协助实现监控功能；

所述中心服务器内置相应的服务软件，用于实现对监控及其相关数据的存储和管理，以及监控系统各部件的通信与协调。本例中，所述中心服务器可以是一台实际的计算机，也可以以云服务器的形式存在。它既是监控及其相关数据的存储和管理的中心，也是系统各部件通信与协调的中心。中心服务器采用数据库系统来存储和管理监控及其相关数据，形成监控数据库；系统的其他部件，采用远程客户-本地代理-数据库三层模型来存取监控数据库；其中监控终端设备、应用前端、协作系统均作为远程客户，而在中心服务器中运行与之对应通信的本地代理，由本地代理作为中介来访问监控数据库；本地代理与远程客户采用双方预订的网络协议来交换数据，本地代理通过数据库接口来访问数据库，本地代理完成协议转换和数据翻译的工作。中心服务器的监控数据库维护监控数据的一致性、完整性和安全性，抵御仿冒终端设备的黑客攻击。

本发明另外公开了一种网络化综合智能监控系统的功能实现方法，利用上述智能监控系统进行监控，智能监控系统的功能实现方法具体包括中心服务器组成、终端通信与协调、应用服务呈现、终端设备与监控器身份绑定、终端设备定位、智能引擎实现以及位置相关服务提供，其中：

所述中心服务器组成，用于通过中心服务器实现其角色功能；

所述终端通信与协调，用于实现监控终端设备与监控系统其他部件协同工作；

所述应用服务呈现，用于在应用前端设备上提供相应的服务；

所述终端设备与监控器身份绑定，用于将终端设备和电子监控器两个独立编码的身份标志进行绑定；

所述终端设备定位，用于对无定位设备的终端设备确定其精确位置；

所述智能引擎的实现，用于在中心服务器上产生自动下达的命令；

所述位置相关服务提供，用于在监控系统中提供位置相关服务并嵌套在上述应用服务呈现中实现。

本例中，系统各组件的通信与协调方法如下：

一般的访问、存取监控数据库的操作，按照数据库远程和本地访问的通用方法进行通信。而与监控功能相关的协调与通信的实现方法，包括如下几个部分：

1.监视数据收集通信及其实现方法：

监控终端设备当发现有监视数据要汇报时，主动将其检测到的监控数据发送到中心服务器，中心服务器将这些监控数据保存到监控数据库中，并根据监控数据的紧急程度推送给应用前端；

2.(应用)命令下达通信及其实现方法：

由用户通过应用前端发起命令执行请求，该命令根据两种不同模式采取不同的方式完成，这两种模式包括：远距离命令下达模式和近距离命令下达模式。前者是通过监控终端设备的互联网通信模块完成与应用前端通信的，由于是基于互联网，不受距离限制；而后者是主要通过监控终端设备的的近距离通信模块完成与应用前端通信的，通信距离只能在近距离通信模块作用范围内。后者只有在监控终端设备选装了近距离通信模块才支持，对命令下达任务中的两种模式分别按如下方式执行：

1)远距离命令下达模式：

用户通过监控应用前端下达对监控终端设备的操作命令，该命令数据发送到中心服务器，中心服务器根据自己的判断决定是否将命令转达到监控终端设备，监控终端设备执行命令后，将执行结果返回给中心服务器，最终将结果返回给应用前端；

2)近距离命令下达模式：

应用前端首先向中心服务器发送请求，获得中心服务器返回的许可后，应用前端再通过近距离通信模块直接连接监控终端设备来下达命令，命令执行后，监控终端设备将结果返回给应用前端和中心服务器。

从上面的叙述可见，无论哪种模式，可以看出，命令下达的第一步都是通过中心服务器，且执行结果都要返回中心服务器。这种方式好处在于：

一是可以在中心服务器实施安全和权限的检查，如果检查未通过，则不能进行后续步骤，这样保证了系统的安全性，便于实施权限管理以及收费管理。

二是可以在中心服务器实施并发管理，保证了数据的一致性，同时减轻了监控终端设备的工作量。这里并发包括远距离命令之间的并发，以及远距离命和近距离命令之间并发等多种形式。当多个并发的命令请求达到时，中心服务器可以选择其一来下达或者发放许可，并让其他请求串行化等待，很好地实现并发管理。而并发管理放在中心服务器上，而不是监控终端设备上来实现，也很好地减轻了监控终端设备的工作量。

三是执行结果都要返回中心服务器中，保证了数据的完整性。

3.自动命令下达通信及其实现方法

在此模式中，中心服务器无需来自用户的命令，而是根据自己的智能引擎策略判断向监控终端设备下达命令，监控终端设备执行完后，将结果返回给中心服务器，中心服务器再根据需求和消息订阅情况将结果推送给前端用户。

正如前面所说，用户是通过应用前端才完成与系统的交互，也就是说，应用前端的中心任务之一是呈现的系统服务界面。结合上述系统组件间的通信与协调方法的描述，我们可以说明本发明中应用界面的呈现时机是：当应用前端收到中心服务器发来的数据通知，或者用户手动选择刷新操作，或者应用界面刚打开时，应用前端从(中心服务器的)监控数据库中读取相应数据，再呈现系统的服务界面。

正如前面所说，本发明给监控终端设备在生产安装上一个大的自由度：终端设备的身份标志和电子监控器的身份标志互相独立编制，而在安装或组装时将两者的身份标志绑定在一起。对此，本发明采用绑定的方法如下：

1.首先，保障如下硬件条件：

1)在监控终端设备上印有计算机视觉可识别的身份标志，身份标志包括但不限于条形码、二维码和/或印刷体文字数字等；

2)电子监控器配有一个身份发送按钮/开关，按下该按钮/开关会触发身份数据发送过程，该过程会将包含身份标志的数据组成包，然后将该数据包按监视数据收集所述的方法发送出去；

2.然后，由用户手持移动设备按如下步骤在设备安装或者组装时绑定身份标志：

1)用移动设备摄像头扫描监控终端设备上的身份标志区域获得其身份标志，或者手动输入身份标志；

2)按下电子监控器的身份发送按钮/开关，将身份数据包发送到中心服务器，再由中心服务器转发到该用户的移动设备；

3)这时在该用户的移动设备同时获得了监控终端设备和电子监控器的身份标志，将此两个身份标志组成数据包，发送给中心服务器的监控数据库，这样中心服务器获得并记录这两个的身份标志的对应关系，从而将其绑定在一起。

至此完成设备的身份绑定。

监控终端设备的位置以及位置相关服务是本发明系统提供的重要功能之一，也是使用应用的一个重要需求。这些服务，如在地图上展示各监控终端设备，查找(用户所在位置)最近的终端设备，导航找到指定的终端设备等等，甚至开设ar(增强现实)来导航寻找(终端设备)，也不是罕见的一种位置相关服务了。

正如前面所说，这些位置相关服务是在应用前端呈现的。但是要提供位置相关服务，首先必须获得监控终端设备的精确位置。对此，本发明采用下面的方法来具体实现终端设备定位：

1.用具有定位功能的移动设备抵近需要确定位置的监控终端设备；

2.打开移动设备的定位功能，获得监控终端设备的位置；

3.打开移动设备上具有地图展示和当前位置可手动调整的相应应用，在地图最大比例尺视图中，拖动移动设备的当前位置到用户认为的适当位置，通过地图提供商服务接口获得该地图上位置对应的地理位置，该地理位置为监控终端设备的精确位置，或，在此位置上标记可识别的地址文字；

4.用移动设备的摄像头扫描监控终端设备上的身份标志区域获得其身份标志，或者手动输入身份标志；

5.将确定的位置信息、监控终端设备身份标志和可能的文字型地址信息组成数据包，发送给中心服务器的监控数据库，中心服务器可根据此数据包获得并记录该监控终端设备对应的位置、地址信息，其中，位置信息包括但不限于经度、维度和/或海拔。

以上步骤中，第2步可以定出设备的粗略位置，第3步在调整到精确位置。如果没有第2步或者第2步由于条件所限无法准确地实施(例如该移动设备没有定位功能)，则第3步也能定位出设备的位置，只不过该步实施起来会麻烦一下：需要从一个相差很大的位置逐渐移动到实际的位置上。第2步提供的位置越精确，第3步的工作量就越少。为了让位置尽可能精确，在第3步中让地图以最大比例尺来显示。

此外现在的移动设备都拥有室内、外综合定位能力。在室外一般由gps(globalpositioningsystem)、北斗等模块来实现，精度可达数米。而室内一般可以用wifi(无线局域网)等模块来实现，可取得近似于室外的定位精度。也就是说，实际上，上述第2步在大多数情况就能提供一个比较精确的位置。

上述方法巧妙地利用了移动设备的综合定位能力，以及当移动设备抵近监控终端设备时两者位置接近这一原理。使用上述方法，监控终端设备不需要其配置定位硬件以及相应的通信模块(如gps等)就能实现精确的定位，这对监控终端设备生产成本的降低起到了很好的促进作用。

应用前端从监控数据库中读取相应位置数据，在得到了终端设备的位置和地址，监控系统就可以提供位置相关的一些服务了，例如最近查找和导航等功能。可按照如下两种方式之一来获得符合要求的记录：方法一是按照几何方法计算位置刷选出数据，方法二是调用地图提供商接口获得结果数据。最后借助图层、图标等图形元素叠加显示出最后界面。

具体应用实例：

本实施例是一个水务的智能监控系统，该系统要对分布在各处的水泵阀门和消防栓进行集中监控，提供如下功能：

1.随时随地的实时监视与控制功能，此类功能至少包括：

当某消防栓打开使用时，用户在任何地方任何时候能第一时间得知该消防栓用水信息；

用户能在任何地方任何时候控制水泵阀门的打开与关闭，在打开状态下设定其水压值。

2.精确位置及其相关服务，此类功能至少包括：

在地图上放缩显示消防栓和水泵阀门的位置标志；

查找最近的消防栓；

导航找到指定的消防栓。

3.身份绑定：

终端设备的身份标志和电子监控器的身份标志互相独立编制，而在安装或组装时将两者的身份标志绑定在一起，在给用户的呈现界面上使得电子监控器发送的数据包来源显示的是(可见的)终端设备身份标志或设备名。

4.具有智能自动处理功能，此类功能至少包括：

当某消防栓打开使用时，当其报告的水压不达标时，系统能将设置其上游的水泵阀门进行增压或减压直到水压达到标为止；

协作的水网取水点水质监测系统通知本系统水质污染时，系统能自动关闭上游的水泵阀门。

在本实施例中，监控系统的各组件与中心服务器通过移动互联网连接在一起，如图1所示。由中心服务器连接起来的系统组件包括终端设备及监控器、应用前端和一个协作系统。

中心服务器采用了云服务器，该服务器具有网络域名，而监控系统的其他组件都根据该域名来与之建立基于tcp/ip类型的网络连接，系统各组件之间通信与协调都是在tcp连接之间进行的。

本例的监控终端设备包括水泵阀门和消防栓两种。其中，消防栓加装a类电子监控器，它与消防栓组装在一起，采用传感器探知消防栓的水压、是否用水等信息。当消防栓被打开或关闭时，它都会通过网络模块发送报告，报告中包含水压、流量、发生时间等信息，并在使用过程中，水压或流量发生变化时，都会发送即时的报告。此外，水泵阀门加装b类电子监控器，它与水泵阀门组装在一起，采用传感器输出水管的水压，能接收来自网络的命令，根据命令来控制水泵阀门的开关状态和输出水压值。本例中一个水泵阀门在水管上游连接两个消防栓，给后者供水。

本例的协作系统是水质监测系统，它是独立运行的系统，对消防管网系统的取水处的水质进行检测，根据检测结果对本系统发布水质是否污染的报告。

本例的应用前端在功能上说，包括监控前端和安装(专门)前端两种。前者给用户提供系统的监控功能与交互这一主体业务；后者用以实现身份标志绑定、定位等用于辅助安装型的专门功能。从形式上说，本例的前端应用采用了web页面和移动app等两种形式。虽然理论上说，web页面可以在任何拥有浏览器的电子设备上使用，但该类型界面主要用在电脑上，而在移动设备上都使用的都是app形式应用。app相对web页面的一大优势在于，它能实时接收网络推送过来的通知消息。虽然监控web页面与监控app，在监控功能上有部分的重叠，但是相比后者，web页面的监控功能更全面、更详细，而且一些监控数据相关的深度开发功能，如数据报表与分析等，选择只在web页面应用上呈现。换句话说，监控app是选择提供一些简洁的、核心的监控功能，而其重点在接收系统推送的监控通知——这是web页面应用所缺乏的功能。本例的移动app形式的监控应用前端名为“智能监控系统移动前端”。

中心服务器既是系统的监控及其相关数据的存储和管理的中心，也是系统各部件通信与协调的中心。本例中心服务器的数据管理功能的实现，如图2所示，采用mysql这一关系型数据库来存储和管理监控及其相关数据，组成监控数据库系统(dbms)。此数据库包括了监控数据、终端设备数据、用户数据、协作数据等多个相关联的子数据库(表)。其中，监控数据子库记录和管理来自监控终端设备的数据，其关键字为监控器身份标志、时间、数据包类型等。而终端设备数据子库记录和管理的重要数据就是各终端设备的位置(包括经度、维度、海拔)和地址。用户数据子库记录和管理用户以及相关数据，如用户权限等。

中心服务器上，以独立进程的形式独立各本地代理。运行在终端和应用前端上的应用，以远程客户的角色与对应的本地代理通过互联网协议，如https(安全超文本传输协议)、tcp(传输控制协议)和http(超文本传输协议)等，进行通信、交换数据。而本地代理使用odbc(opendatabaseconnectivity)接口来访问监控数据库系统。本地代理之间的协作采用进程间或线程间通信方式进行，如操作系统消息(windows中)。

本地代理将相应远程客户的数据汇报命令转换成sql数据库操作语言，通过odbc来存取监控数据库，并将数据库操作语言执行得到的结果，以指定格式封装后，通过通信协议返回给相应远程客户。

系统的智能引擎，由数据触发引擎和非数据触发引擎两类构成。数据触发引擎是当监控数据库中数据发生变化时才启动；而未数据触发引擎的运行不是由于监控数据库中数据变化引起的，它们是由非数据变化因素，如根据用户调度时间表等，来启动的。

本例数据触发引擎采用在数据库的触发器中定义相应规则的方式来实现。即，定义相应子库或表的插入和修改触发器，在触发器中以条件判断语句来体现反应规则，一旦满足这些条件则执行对应的动作。我们把这些定义了相关规则的触发器称为反应规则触发器，它们属于数据库的一部分。例如实现的方法消防栓水压自动达标的方法，如图3所示，具体步骤如下：

1.创建(即定义)“监控数据表”插入前触发器；

2.将插入表的新记录中的水压值是否位于额定范围区间内，如果不是则做下一步；否则转第6步；

3.计算新记录中的水压值与额定范围的上下限的差值，即：

低于额定范围区间，则：差值＝区间下限－记录中压力值；

高于额定范围区间，则：差值＝记录中压力值－区间上限；

4.在<终端设备数据表>中查找该消防栓上游最近的水泵阀门(的身份标志)；

5.调用终端设备通信模块中的自动命令下达过程，向该水泵阀门增加差值压力的命令；

6.触发器结束。

由于是采用的插入前触发器，这样每当来自消防栓使用时报告的数据进入数据库时，此触发器都会被调用。此触发器的内容是根据报告的压力值，向对应的水泵阀门发布命令调整其输出压力。这一方法保证智能自动处理功能之一——自动让消防栓压力保持在额定的范围内——的实现。

本例的监视数据收集的实施步骤如下：

1.运行在监视终端设备监控器中的软件模块，简称终端模块，将其采集到的监控数据通过网络发送给位于中心服务器中的终端设备服务器。

2.终端设备服务器将此数据写入到监控数据库中。

3.将写入数据库中结果，通过网络返回给(消防栓)终端模块。

4.终端设备服务器根据数据消息的类型和用户的，决定是否将消息通知前端用户。

5.如果要通知前端用户，则通过进程/线程间通信方式通知监控服务器(进程/线程)从监控数据库取数据组成通知消息包。

6.监控服务器将消息包转发给监控前端app。

至此过程结束。整个过程的数据流程如图4所示。

在上述过程中，如果监视终端设备是消防栓，当它检测到使用(即漏水、用水)时，这一采集的数据会走完上述过程的全部步骤，最终移动监控前端会收到消息通知。图5所示是实时接收到消防栓漏水通知的界面。点击该通知后，会打开相应的app想看该通知的详细信息。

本例中监控前端命令下达采用了远距离下达模式，其实现方法步骤如下：

1.用户在监控(应用)前端(web页面或app)交互界面上对指定的终端设备下达了操作命令后，该命令数据包发送到中心服务器上的监控服务器(进程/线程)。

2.监控服务器(进程/线程)会访问监控数据库，校对用户身份和权限。校对通过之后做下一步；否则转第8步。

3.监控服务器(进程/线程)通过进程/线程间通信方式通知同在一个中心服务器机器中的终端设备服务器(进程/线程)，并在通知消息中附带命令内容。

4.终端设备服务器(进程/线程)通过网络将命令及其相应参数发送给监视终端设备(中的软件模块)。收到命令后，终端设备执行该命令。

5.将命令执行的结果通过网络返回给中心服务器中的终端设备服务器(进程/线程)。

6.终端设备服务器(进程/线程)根据返回信息更新监控数据库中的内容。

7.终端设备服务器(进程/线程)将返回信息以进程/线程间通信方式通知给监控服务器(进程/线程)。

8.最终，终端设备服务器(进程/线程)将命令执行结果通过网络返回给监控(应用)前端，让用户在界面中看到。

至此过程结束。

在上述过程中，如果终端设备是水泵阀门，则命令下达过程将走完上述整个流程，此过程的数据流程如图6所示。

本例命令自动下达的实现方法如下：

1.由位于中心服务器中的智能引擎根据策略根据自己的判断产生命令，该命令及其参数以进程/线程间通信方式通知终端设备服务器(进程/线程)。

2.终端设备服务器收到通知后，将原始命令转换为终端设备可执行格式的命令数据包，通过网络发送给终端设备。

3.终端设备执行该命令，将命令执行的结果通过网络返回给中心服务器中的终端设备服务器(进程/线程)。

4.终端设备服务器(进程/线程)将结果保存进监控数据库中。

至此过程结束。

在上述步骤过程中，智能引擎中的数据触发引擎的触发数据包括来自协作系统或者监视终端。而非数据触发引擎以自动调度启动进程的方式来实现。

对于系统功能之一——协作的水质监测系统通知自动处理，则该处理过程将走完上述整个流程，此过程的数据流程如图7所示。

通过上述关于智能引擎和自动命令下达的实施过程的描述，我们也在本实施例中看到了系统所提供的综合监控服务：虽然水压监视数据来源于某个消防栓，但是系统自动对另一个水泵阀门来进行控制调整。这也体现了系统中的所有终端设备融合形成了一个整体，智能自动处理服务以系统的方式来完成，不是只针对某个孤立的监控设备。

本例对终端设备的身份标志与电子监控器的身份标志的安装/组装绑定是借助终端设备和电子监控器硬件、安装app前端应用等组件共同配合来完成的，其具体实施条件与步骤如下：

1.实施条件一：所有电子监控器的身份标志采用“sexxxxxx”格式(其中x为数字)，该身份标志会在其发出的每个数据包中的字段中包含指明了。并给水泵阀门外壳加印条形码表示的“vxxxxxx”身份标志(其中x为数字)，给消防栓外壳加印二维码表示的“hxxxxxx”身份标志，如图1中监控终端设备的标签图示。

2.实施条件二：每个电子监控器配有一个身份发送按钮，如图9中电子监控器a中的身份发送按钮。按下该按钮后，监控器将包含身份标志的数据组成包，然后将该数据包按监视数据收集通信模式发送出去

3.实施条件三：开发出一个身份绑定app应用前端。该app也是一种应用前端，是专门用于实现身份绑定的移动前端应用。本实施例中该app名为“智能检维师”，其与身份绑定相关的界面如图8所示。它具有如下功能：

具有用摄像头扫描识别终端设备的身份标志编码的能力。即图中的<二维码扫描>按钮触发的功能，扫描后得到的身份编号显示在【消防栓】项中。

接收监控器的身份数据包，获得该身份标志的能力。接收后显示在图中的【检测器id】项中。

界面上拥有绑定发送功能的按钮，即图中的<报告平台>按钮。按下该按钮，将其获知的监控器身份标志和终端设备身份标志组成包，并上传到远程的监控数据库中。

4.具体操作实施步骤。用户携带安装app的前端设备按如下步骤在设备安装或者组装时绑定其身份标志：此过程对应的数据流程如图9所示：

1)用户按下电子监控器的身份发送按钮，启动身份发送函数。

2)身份发送函数首先组成含有身份标志字段的数据包，然后将该数据包按监视数据收集通信模式发送出去。此步骤的数据流程如图中a系列所示：数据包经过中心服务器，记录在监控数据库的同时，最终转发到安装app(前端)上，这样安装app(前端)获得并记录监控器的身份标志。

3)移动设备的摄像头扫描监控终端设备上的身份标志区域，这样安装app的获得并记录其身份标志，或者在安装app上手动输入终端设备的身份标志。

4)点击安装app上绑定发送功能的按钮，启动绑定发送函数。

5)该函数安装app将其记录的监控器身份标志和终端设备身份标志组成包，并上传到远程的监控数据库中。此步骤的数据流程如图中c系列所示：首先发送给(位于中心服务器中的)安装服务器，然后由其写入到监控数据库中。

至此过程结束。

本例对终端设备的精确定位是是借助终端设备硬件、定位app前端应用等组件共同配合来完成的，其具体实施条件与步骤如下：

1.实施条件一：给所有的终端设备外面印有其身份标识的条形码或二维码。此条件包含在上述“身份标志绑定”方式的实施条件一中。

2.实施条件二：开发出一个定位app应用前端，该app是专门完成设备定位的移动前端应用。本实施例中定位app与身份绑定app集成在一个移动应用——名为“智能检维师”的app——中，其定位功能相关的界面如图8所示。它具有如下功能：

具有用摄像头扫描识别终端设备的身份标志编码的能力。即图中的<二维码扫描>按钮触发的功能，扫描后得到的身份编号显示在【消防栓】项中。此功能由图中<二维码扫描>按钮触发完成。

具有综合定位功能，来获得移动设备的当前位置，包括经度、维度和海拔值等。所谓综合定位，是指该设备在室外采用了gps来定位，精度可达米级；而室内采用wifi结合网络连接的位置提供商来实现，可取得近似于室外的定位精度。事实上，此定位功能在app启动后会自动启动工作，此外app主菜单中有“重获位置”项，选择此项可以手动启动设备自身的综合定位功能来刷新移动设备当前位置。

具有地图展示和当前位置可手动调整的相应应用，在地图最大比例尺视图中，拖动移动设备图标的当前位置到用户认为的适当位置。当每次拖动结束，都可以获得图标停靠点所在位置对应的三维地理位置(包括经度、维度和海拔值等)。图中的<+>、<－>按钮会放缩地图，点击拖动地图可移动地图的显示，消防栓图标代表终端设备，点中后可拖放该图标到指定位置，每次图标拖放结束后，应用将通过调用该地图服务提供商的接口可获得该图标的三维地理新位置数据。

实际上，本例采用的地图服务提供商高德，其提供的最大比例尺可达到1:500，此精度足以区别房间了。

界面上拥有上传数据库功能的按钮。按下该按钮，会将其设备的身份标志、位置和地址等信息组成包，上传到远程的监控数据库(的终端设备数据子库)中。图中的<报告平台>按钮就是完成此功能。

3.用户携带安装“智能检维师”app的前端设备抵近需要确定位置的监控终端设备，按如下步骤来确定终端设备的位置，此过程对应的数据流程如图10所示：

1)移动设备的摄像头扫描监控终端设备上的身份标志区域，这样安装app的获得并记录其身份标志，或者在安装app上手动输入终端设备的身份标志。即图中的a1步骤。

2)打开移动设备的定位功能，获得设备的粗略位置——移动设备的当前位置认为是监控终端设备的位置。即图中的b1步骤。

3)打开移动设备上具有地图展示和当前位置可手动调整的相应应用，在地图最大比例尺视图中，拖动移动设备的当前位置到用户认为的适当位置。此位置认为是监控终端设备的精确位置。可能的话，还在此位置上标记可识别的地址文字。即图中的b2步骤。

4)将app确定的位置信息(包括经度、维度、海拔等)、监控终端设备身份标志和可能的文字型地址信息组成数据包，上传到远程的监控数据库中。此步骤的数据流程如图中c系列所示。这样监控数据库并获得并记录该监控终端设备对应的位置、地址信息。

至此过程结束。

在得到了终端设备的位置和地址，系统就可以提供位置相关的一些服务了，例如最近查找和导航等功能，如图11所示，图中显示用户所在当前位置附近的终端设备。

其中最近查找服务界面中地图部分的呈现方法如下：

1.(移动app)监控应用前端从监控数据库中读取指定类型(本例是消防栓)的终端设备数据，该数据记录中含有其位置数据；

2.应用前端通过其移动设备的综合定位模块，获得设备位置。该位置认为用户的位置；

3.按照如下公式计算各终端离用户所在位置的几何距离(又称欧几里德距离)作为两者之间的距离：

其中，λ为终端设备的纬度和经度，而λ0为用户位置的纬度和经度，r为地球半径。

4.从上述记录中筛选出距离小于aoi/poi(areaofinterest)半径的设备。如果无aoi/poi半径，则将数据按照距离升序排列，取前面几个记录设备。

5.调用地图提供商编程库接口(api)，首先显示以用户位置为中心的地图，然后对以上一步筛选出来的设备的位置为位置参数，以标记(marker)的形式在地图上显示各设备位置，再后以aoi直径一半为半径，以用户位置为圆心，在地图显示一个圆形区域标记。

至此过程结束。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。