李郴+王永亮+謝潔婷
摘 要:介紹了計算機監控和物聯網的概念,通過重點對比兩種技術在體系架構、應用技術方面的異同,分析了物聯網技術應用于計算機監控系統的可能性。同時分析了物聯網技術在視頻監控系統中的應用,最后推斷物聯網技術將在計算機監控領域得到更多的應用。
關鍵詞:計算機監控;物聯網;體系架構;應用
中圖分類號:TN914文獻標識碼:A 文章編號:2095-1302(2014)07-0043-02
0引言
計算機監控技術是建立在自動控制技術和計算機技術的基礎上,用計算機實現自動控制系統中的控制器的功能,同時通過輔助部件(如輸入輸出接口、檢測裝置和執行裝置等)實現對被控對象的監測與控制。
物聯網主要是包括人與物,物與物之間的聯系,即在任何時間,任何地點,任何物品間,都可以進行通信,也就是隨時隨地實現人與人(包括PC或非PC),人與物,物與物之間的交互[1]。
在物聯網技術中[2],互聯網仍是物聯網的核心和基礎,利用智能終端來感知信息,之后傳送數據給面向行業或者客戶服務和應用,以實現“物物相連”。
1計算機監控技術與物聯網技術的對比分析
1.1計算機監控系統的架構
一般地,一個計算機監控系統以計算機為核心部分,由計算機(含可視化的人機界面)、輸入輸出裝置、檢測、變送機構、執行機構等組成。其組織結構如圖1所示。
圖1中,傳感器等監測裝置將被監控對象中的物理參量(如溫度、壓力)轉換為代表實際物理參量的電量(如電壓、電流),之后電量經變送器轉換為計算機可識別的數字量;計算機以數字、圖形或曲線的方式將監測信息展示出來供操作人員或計算機中的默認處理程序處理和決策;控制信息作為處理和決策的產出,通過輸出裝置傳送給執行裝置,實現計算機的控制過程。
1.2物聯網的體系架構
通信業界將物聯網從下到上分為三層:感知層、傳送層(網絡層)和應用層,圖2[3]所示給出了物聯網的3個層次。
圖1計算機監控系統的組織結構
圖2物聯網的3個層次
感知層負責識別物體,采集信息,由各種傳感器以及短距離傳輸網絡構成,如傳感器、二維碼標簽、RFID標簽和讀寫器、GPS等感知終端;
傳輸層通過接入單元匯聚感知層數據,并將數據傳送給現有的有線、無線通信網絡,并最終將數據傳入互聯網;
應用層是物聯網和用戶(包括人、組織和其他系統)的接口,與行業需求結合,實現數據的管理和處理等物聯網智能應用。應用程的應用使用中間件封裝的各種功能來分析處理的感知數據位用戶提供特定服務。中間件主要以獨立的系統軟件或服務程序的形式存在。
在應用層以下,同一層次上的不同技術互為補充,適用于不同實際環境;不同層次的不同技術之間,下層技術為上層數據提供數據源,上層技術對下層技術傳輸控制信息,從而實現了數據的閉環數據流的傳輸和處理。
1.3兩種技術在架構方面的對比分析
兩種技術都具有負責感知、傳送、處理信息功能的模塊或層次;同時在數據流方面,數據都通過感知或監測被監測對象和被感知對象來獲取,并傳送到以計算機為核心的控制部分或數據處理部件。這種在模塊部署、功能和數據流處理方面的相似性,決定了兩種技術的天然聯系。
而兩種技術在各個模塊或層次內部設備的種類、復雜程度、工作原理等方面的區別,不是本小節討論的重點。
2工作原理。
2.1計算機監控系統的工作原理
計算機監控系統的工作原理可歸納為以下四個過程:
(1)實時數據監測和輸入:利用傳感器等監測裝置實時的監測被控對象的相應物理狀態,并將該信息轉換為計算機可以識別的電信號,傳送給控制中心;
(2)實時數據分析和控制決策:操作人員或計算機設置的默認處理程序通過分析以數字、圖形或曲線的方式展現的被控對象的信息來做出控制決策;
(3)實時控制輸出和任務執行:輸出裝置將控制信息以電信號的形式傳送給執行機構,執行機構負責控制任務的執行;
(4)實時反饋控制的執行狀態:可以通過感應執行狀態的傳感器收集或由執行機構直接反饋執行狀態信息,并通過輸入裝置傳送給計算機主機來實現控制執行的狀態反饋。
2.2物聯網的運行原理
物聯網的運行過程也可以分為以下四個過程[5]:
(1)物品屬性的標識。用標簽存儲物品的靜態屬性,使用傳感器來監測物品的動態屬性;
(2)物品屬性信息的預處理。獲得物品的靜態和動態屬性后,進行存儲,讀取和信息轉換等預處理;
(3)物品屬性信息的傳送。首先將網絡層收集的數據傳送到智能匯聚網關,通過匯聚網關接入到物聯網的網絡層中,運用網絡層廣播電視網、互聯網、電信網等網絡途徑,將物品的屬性信息傳送到物聯網的應用層;
(4)應用層的應用實現對底層感知層及被感知層的管理。在應用層完成物品之間相互通信和信息共享的相關計算,并封裝成各種應用供用戶使用。
2.3兩種技術在工作原理方面對比分析
兩種技術的運行過程都涉及到信息的獲取、傳送、處理等三個過程,通過特定的方式對待監控對象和物品屬性進行量化,并將量化后的標識信息和屬性數據通過具體的裝置或技術傳送給應用部分以供處理。
但是,計算機監控系統更像是物聯網技術中的一個小元件,小功能,同時,計算機監控技術中主要是被監控對象、計算機之間的監控和被監控關系,有主次之分;而物聯網技術中是物體與物體之間的信息交換和通信關系,主次關系的概念減弱了。
從以上分析可知,信息的獲取、傳送、處理等三個過程的相似性增加了物聯網技術應用于計算機監控的可能性;二者的不同點,拓展了計算機監控技術的應用方向。
3物聯網在計算機監控中的應用
隨著物聯網技術的快速發展和運用,安防監控中的視頻監控也更智能化。海量的監控探頭和監控數據不能完全依靠人工分析和監控,而物聯網可以把待識別物體與互聯網進行連接,更好、更快的監控和管理這些數據,自動的分析和抽取視頻源中的信息。
圖3所示是運用物聯網技術的3G遠程集中監控管理系統架構圖[6]。
圖33G遠程集中監控管理系統架構圖
該架構圖中,感知層的圖像采集模塊通過各種攝像機、傳感器等捕獲監視場景的圖像,并轉換為數字圖像數據;通過網絡層中的IP網絡、無線網絡等網絡設備將圖像和視頻數據傳輸給應用層模塊,如監控主機和管理主機等。
應用層模塊進行運動目標檢測、目標分類識別等視頻智能分析;之后由決策報警模塊根據視頻圖像分析的結果和預定的報警規則,完成啟動報警的判斷與決策,在報警的同時實現對運動目標的錄像,同時對云臺或攝像機等進行反饋控制。
4結語
兩種技術都涉及到信息的獲取、傳送、處理等三個過程,都通過特定的方式對待監控對象和物品屬性進行量化,并將量化后的標識信息和屬性數據通過具體的裝置或技術傳送給應用部分以供處理。
同時傳統計算機監控系統側重于傳感器收集數據、有線傳輸、計算機和人的參與;而物聯網技術更側重物物相連的智能化交互。兩種技術的這些聯系和區別增加了計算機監控技術從傳統的工業生產監控應用拓展到物聯網領域的可能性。
參 考 文 獻
[1]余其炯.物聯網之我見[J].數字通信世界, 2011(1):24-27.
[2]吳克忠.物聯網及其發展[J].辦公自動化,2011(7):11-16.
[3]諸瑾文.物聯網技術及其標準[J].中興通訊技術,2011,17(1):27-31.
[4]王紅衛.淺談計算機控制系統的組成與維護[J].山西冶金,2010,128(6):68-69.
[5]錢志鴻,王義君.物聯網技術與應用研究[J].電子學報,20l2,40(5):1023-1029.
[6]朱銘杰.基于物聯網技術的監控應用[J].信息與電腦,2011(6):151-152.
[7]馮明,梁篤國.視頻監控與物聯網的融合應用[J].電信技術,2010(11):14-16.
[8]姚紅,王興虎.遠程監控技術應用淺析[J].大眾科技,2012,14(2): 68-71. ————————————————
收稿日期:2014-03-31
摘 要:介紹了計算機監控和物聯網的概念,通過重點對比兩種技術在體系架構、應用技術方面的異同,分析了物聯網技術應用于計算機監控系統的可能性。同時分析了物聯網技術在視頻監控系統中的應用,最后推斷物聯網技術將在計算機監控領域得到更多的應用。
關鍵詞:計算機監控;物聯網;體系架構;應用
中圖分類號:TN914文獻標識碼:A 文章編號:2095-1302(2014)07-0043-02
0引言
計算機監控技術是建立在自動控制技術和計算機技術的基礎上,用計算機實現自動控制系統中的控制器的功能,同時通過輔助部件(如輸入輸出接口、檢測裝置和執行裝置等)實現對被控對象的監測與控制。
物聯網主要是包括人與物,物與物之間的聯系,即在任何時間,任何地點,任何物品間,都可以進行通信,也就是隨時隨地實現人與人(包括PC或非PC),人與物,物與物之間的交互[1]。
在物聯網技術中[2],互聯網仍是物聯網的核心和基礎,利用智能終端來感知信息,之后傳送數據給面向行業或者客戶服務和應用,以實現“物物相連”。
1計算機監控技術與物聯網技術的對比分析
1.1計算機監控系統的架構
一般地,一個計算機監控系統以計算機為核心部分,由計算機(含可視化的人機界面)、輸入輸出裝置、檢測、變送機構、執行機構等組成。其組織結構如圖1所示。
圖1中,傳感器等監測裝置將被監控對象中的物理參量(如溫度、壓力)轉換為代表實際物理參量的電量(如電壓、電流),之后電量經變送器轉換為計算機可識別的數字量;計算機以數字、圖形或曲線的方式將監測信息展示出來供操作人員或計算機中的默認處理程序處理和決策;控制信息作為處理和決策的產出,通過輸出裝置傳送給執行裝置,實現計算機的控制過程。
1.2物聯網的體系架構
通信業界將物聯網從下到上分為三層:感知層、傳送層(網絡層)和應用層,圖2[3]所示給出了物聯網的3個層次。
圖1計算機監控系統的組織結構
圖2物聯網的3個層次
感知層負責識別物體,采集信息,由各種傳感器以及短距離傳輸網絡構成,如傳感器、二維碼標簽、RFID標簽和讀寫器、GPS等感知終端;
傳輸層通過接入單元匯聚感知層數據,并將數據傳送給現有的有線、無線通信網絡,并最終將數據傳入互聯網;
應用層是物聯網和用戶(包括人、組織和其他系統)的接口,與行業需求結合,實現數據的管理和處理等物聯網智能應用。應用程的應用使用中間件封裝的各種功能來分析處理的感知數據位用戶提供特定服務。中間件主要以獨立的系統軟件或服務程序的形式存在。
在應用層以下,同一層次上的不同技術互為補充,適用于不同實際環境;不同層次的不同技術之間,下層技術為上層數據提供數據源,上層技術對下層技術傳輸控制信息,從而實現了數據的閉環數據流的傳輸和處理。
1.3兩種技術在架構方面的對比分析
兩種技術都具有負責感知、傳送、處理信息功能的模塊或層次;同時在數據流方面,數據都通過感知或監測被監測對象和被感知對象來獲取,并傳送到以計算機為核心的控制部分或數據處理部件。這種在模塊部署、功能和數據流處理方面的相似性,決定了兩種技術的天然聯系。
而兩種技術在各個模塊或層次內部設備的種類、復雜程度、工作原理等方面的區別,不是本小節討論的重點。
2工作原理。
2.1計算機監控系統的工作原理
計算機監控系統的工作原理可歸納為以下四個過程:
(1)實時數據監測和輸入:利用傳感器等監測裝置實時的監測被控對象的相應物理狀態,并將該信息轉換為計算機可以識別的電信號,傳送給控制中心;
(2)實時數據分析和控制決策:操作人員或計算機設置的默認處理程序通過分析以數字、圖形或曲線的方式展現的被控對象的信息來做出控制決策;
(3)實時控制輸出和任務執行:輸出裝置將控制信息以電信號的形式傳送給執行機構,執行機構負責控制任務的執行;
(4)實時反饋控制的執行狀態:可以通過感應執行狀態的傳感器收集或由執行機構直接反饋執行狀態信息,并通過輸入裝置傳送給計算機主機來實現控制執行的狀態反饋。
2.2物聯網的運行原理
物聯網的運行過程也可以分為以下四個過程[5]:
(1)物品屬性的標識。用標簽存儲物品的靜態屬性,使用傳感器來監測物品的動態屬性;
(2)物品屬性信息的預處理。獲得物品的靜態和動態屬性后,進行存儲,讀取和信息轉換等預處理;
(3)物品屬性信息的傳送。首先將網絡層收集的數據傳送到智能匯聚網關,通過匯聚網關接入到物聯網的網絡層中,運用網絡層廣播電視網、互聯網、電信網等網絡途徑,將物品的屬性信息傳送到物聯網的應用層;
(4)應用層的應用實現對底層感知層及被感知層的管理。在應用層完成物品之間相互通信和信息共享的相關計算,并封裝成各種應用供用戶使用。
2.3兩種技術在工作原理方面對比分析
兩種技術的運行過程都涉及到信息的獲取、傳送、處理等三個過程,通過特定的方式對待監控對象和物品屬性進行量化,并將量化后的標識信息和屬性數據通過具體的裝置或技術傳送給應用部分以供處理。
但是,計算機監控系統更像是物聯網技術中的一個小元件,小功能,同時,計算機監控技術中主要是被監控對象、計算機之間的監控和被監控關系,有主次之分;而物聯網技術中是物體與物體之間的信息交換和通信關系,主次關系的概念減弱了。
從以上分析可知,信息的獲取、傳送、處理等三個過程的相似性增加了物聯網技術應用于計算機監控的可能性;二者的不同點,拓展了計算機監控技術的應用方向。
3物聯網在計算機監控中的應用
隨著物聯網技術的快速發展和運用,安防監控中的視頻監控也更智能化。海量的監控探頭和監控數據不能完全依靠人工分析和監控,而物聯網可以把待識別物體與互聯網進行連接,更好、更快的監控和管理這些數據,自動的分析和抽取視頻源中的信息。
圖3所示是運用物聯網技術的3G遠程集中監控管理系統架構圖[6]。
圖33G遠程集中監控管理系統架構圖
該架構圖中,感知層的圖像采集模塊通過各種攝像機、傳感器等捕獲監視場景的圖像,并轉換為數字圖像數據;通過網絡層中的IP網絡、無線網絡等網絡設備將圖像和視頻數據傳輸給應用層模塊,如監控主機和管理主機等。
應用層模塊進行運動目標檢測、目標分類識別等視頻智能分析;之后由決策報警模塊根據視頻圖像分析的結果和預定的報警規則,完成啟動報警的判斷與決策,在報警的同時實現對運動目標的錄像,同時對云臺或攝像機等進行反饋控制。
4結語
兩種技術都涉及到信息的獲取、傳送、處理等三個過程,都通過特定的方式對待監控對象和物品屬性進行量化,并將量化后的標識信息和屬性數據通過具體的裝置或技術傳送給應用部分以供處理。
同時傳統計算機監控系統側重于傳感器收集數據、有線傳輸、計算機和人的參與;而物聯網技術更側重物物相連的智能化交互。兩種技術的這些聯系和區別增加了計算機監控技術從傳統的工業生產監控應用拓展到物聯網領域的可能性。
參 考 文 獻
[1]余其炯.物聯網之我見[J].數字通信世界, 2011(1):24-27.
[2]吳克忠.物聯網及其發展[J].辦公自動化,2011(7):11-16.
[3]諸瑾文.物聯網技術及其標準[J].中興通訊技術,2011,17(1):27-31.
[4]王紅衛.淺談計算機控制系統的組成與維護[J].山西冶金,2010,128(6):68-69.
[5]錢志鴻,王義君.物聯網技術與應用研究[J].電子學報,20l2,40(5):1023-1029.
[6]朱銘杰.基于物聯網技術的監控應用[J].信息與電腦,2011(6):151-152.
[7]馮明,梁篤國.視頻監控與物聯網的融合應用[J].電信技術,2010(11):14-16.
[8]姚紅,王興虎.遠程監控技術應用淺析[J].大眾科技,2012,14(2): 68-71. ————————————————
收稿日期:2014-03-31
摘 要:介紹了計算機監控和物聯網的概念,通過重點對比兩種技術在體系架構、應用技術方面的異同,分析了物聯網技術應用于計算機監控系統的可能性。同時分析了物聯網技術在視頻監控系統中的應用,最后推斷物聯網技術將在計算機監控領域得到更多的應用。
關鍵詞:計算機監控;物聯網;體系架構;應用
中圖分類號:TN914文獻標識碼:A 文章編號:2095-1302(2014)07-0043-02
0引言
計算機監控技術是建立在自動控制技術和計算機技術的基礎上,用計算機實現自動控制系統中的控制器的功能,同時通過輔助部件(如輸入輸出接口、檢測裝置和執行裝置等)實現對被控對象的監測與控制。
物聯網主要是包括人與物,物與物之間的聯系,即在任何時間,任何地點,任何物品間,都可以進行通信,也就是隨時隨地實現人與人(包括PC或非PC),人與物,物與物之間的交互[1]。
在物聯網技術中[2],互聯網仍是物聯網的核心和基礎,利用智能終端來感知信息,之后傳送數據給面向行業或者客戶服務和應用,以實現“物物相連”。
1計算機監控技術與物聯網技術的對比分析
1.1計算機監控系統的架構
一般地,一個計算機監控系統以計算機為核心部分,由計算機(含可視化的人機界面)、輸入輸出裝置、檢測、變送機構、執行機構等組成。其組織結構如圖1所示。
圖1中,傳感器等監測裝置將被監控對象中的物理參量(如溫度、壓力)轉換為代表實際物理參量的電量(如電壓、電流),之后電量經變送器轉換為計算機可識別的數字量;計算機以數字、圖形或曲線的方式將監測信息展示出來供操作人員或計算機中的默認處理程序處理和決策;控制信息作為處理和決策的產出,通過輸出裝置傳送給執行裝置,實現計算機的控制過程。
1.2物聯網的體系架構
通信業界將物聯網從下到上分為三層:感知層、傳送層(網絡層)和應用層,圖2[3]所示給出了物聯網的3個層次。
圖1計算機監控系統的組織結構
圖2物聯網的3個層次
感知層負責識別物體,采集信息,由各種傳感器以及短距離傳輸網絡構成,如傳感器、二維碼標簽、RFID標簽和讀寫器、GPS等感知終端;
傳輸層通過接入單元匯聚感知層數據,并將數據傳送給現有的有線、無線通信網絡,并最終將數據傳入互聯網;
應用層是物聯網和用戶(包括人、組織和其他系統)的接口,與行業需求結合,實現數據的管理和處理等物聯網智能應用。應用程的應用使用中間件封裝的各種功能來分析處理的感知數據位用戶提供特定服務。中間件主要以獨立的系統軟件或服務程序的形式存在。
在應用層以下,同一層次上的不同技術互為補充,適用于不同實際環境;不同層次的不同技術之間,下層技術為上層數據提供數據源,上層技術對下層技術傳輸控制信息,從而實現了數據的閉環數據流的傳輸和處理。
1.3兩種技術在架構方面的對比分析
兩種技術都具有負責感知、傳送、處理信息功能的模塊或層次;同時在數據流方面,數據都通過感知或監測被監測對象和被感知對象來獲取,并傳送到以計算機為核心的控制部分或數據處理部件。這種在模塊部署、功能和數據流處理方面的相似性,決定了兩種技術的天然聯系。
而兩種技術在各個模塊或層次內部設備的種類、復雜程度、工作原理等方面的區別,不是本小節討論的重點。
2工作原理。
2.1計算機監控系統的工作原理
計算機監控系統的工作原理可歸納為以下四個過程:
(1)實時數據監測和輸入:利用傳感器等監測裝置實時的監測被控對象的相應物理狀態,并將該信息轉換為計算機可以識別的電信號,傳送給控制中心;
(2)實時數據分析和控制決策:操作人員或計算機設置的默認處理程序通過分析以數字、圖形或曲線的方式展現的被控對象的信息來做出控制決策;
(3)實時控制輸出和任務執行:輸出裝置將控制信息以電信號的形式傳送給執行機構,執行機構負責控制任務的執行;
(4)實時反饋控制的執行狀態:可以通過感應執行狀態的傳感器收集或由執行機構直接反饋執行狀態信息,并通過輸入裝置傳送給計算機主機來實現控制執行的狀態反饋。
2.2物聯網的運行原理
物聯網的運行過程也可以分為以下四個過程[5]:
(1)物品屬性的標識。用標簽存儲物品的靜態屬性,使用傳感器來監測物品的動態屬性;
(2)物品屬性信息的預處理。獲得物品的靜態和動態屬性后,進行存儲,讀取和信息轉換等預處理;
(3)物品屬性信息的傳送。首先將網絡層收集的數據傳送到智能匯聚網關,通過匯聚網關接入到物聯網的網絡層中,運用網絡層廣播電視網、互聯網、電信網等網絡途徑,將物品的屬性信息傳送到物聯網的應用層;
(4)應用層的應用實現對底層感知層及被感知層的管理。在應用層完成物品之間相互通信和信息共享的相關計算,并封裝成各種應用供用戶使用。
2.3兩種技術在工作原理方面對比分析
兩種技術的運行過程都涉及到信息的獲取、傳送、處理等三個過程,通過特定的方式對待監控對象和物品屬性進行量化,并將量化后的標識信息和屬性數據通過具體的裝置或技術傳送給應用部分以供處理。
但是,計算機監控系統更像是物聯網技術中的一個小元件,小功能,同時,計算機監控技術中主要是被監控對象、計算機之間的監控和被監控關系,有主次之分;而物聯網技術中是物體與物體之間的信息交換和通信關系,主次關系的概念減弱了。
從以上分析可知,信息的獲取、傳送、處理等三個過程的相似性增加了物聯網技術應用于計算機監控的可能性;二者的不同點,拓展了計算機監控技術的應用方向。
3物聯網在計算機監控中的應用
隨著物聯網技術的快速發展和運用,安防監控中的視頻監控也更智能化。海量的監控探頭和監控數據不能完全依靠人工分析和監控,而物聯網可以把待識別物體與互聯網進行連接,更好、更快的監控和管理這些數據,自動的分析和抽取視頻源中的信息。
圖3所示是運用物聯網技術的3G遠程集中監控管理系統架構圖[6]。
圖33G遠程集中監控管理系統架構圖
該架構圖中,感知層的圖像采集模塊通過各種攝像機、傳感器等捕獲監視場景的圖像,并轉換為數字圖像數據;通過網絡層中的IP網絡、無線網絡等網絡設備將圖像和視頻數據傳輸給應用層模塊,如監控主機和管理主機等。
應用層模塊進行運動目標檢測、目標分類識別等視頻智能分析;之后由決策報警模塊根據視頻圖像分析的結果和預定的報警規則,完成啟動報警的判斷與決策,在報警的同時實現對運動目標的錄像,同時對云臺或攝像機等進行反饋控制。
4結語
兩種技術都涉及到信息的獲取、傳送、處理等三個過程,都通過特定的方式對待監控對象和物品屬性進行量化,并將量化后的標識信息和屬性數據通過具體的裝置或技術傳送給應用部分以供處理。
同時傳統計算機監控系統側重于傳感器收集數據、有線傳輸、計算機和人的參與;而物聯網技術更側重物物相連的智能化交互。兩種技術的這些聯系和區別增加了計算機監控技術從傳統的工業生產監控應用拓展到物聯網領域的可能性。
參 考 文 獻
[1]余其炯.物聯網之我見[J].數字通信世界, 2011(1):24-27.
[2]吳克忠.物聯網及其發展[J].辦公自動化,2011(7):11-16.
[3]諸瑾文.物聯網技術及其標準[J].中興通訊技術,2011,17(1):27-31.
[4]王紅衛.淺談計算機控制系統的組成與維護[J].山西冶金,2010,128(6):68-69.
[5]錢志鴻,王義君.物聯網技術與應用研究[J].電子學報,20l2,40(5):1023-1029.
[6]朱銘杰.基于物聯網技術的監控應用[J].信息與電腦,2011(6):151-152.
[7]馮明,梁篤國.視頻監控與物聯網的融合應用[J].電信技術,2010(11):14-16.
[8]姚紅,王興虎.遠程監控技術應用淺析[J].大眾科技,2012,14(2): 68-71. ————————————————
收稿日期:2014-03-31