(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 112702395 A(43)申请公布日 2021.04.23
(21)申请号 202011438139.6(22)申请日 2020.12.11
(71)申请人 南京大衍数字科技有限公司
地址 210037 江苏省南京市鼓楼区南昌路
40号(72)发明人 程旗
(74)专利代理机构 广州知顺知识产权代理事务
所(普通合伙) 44401
代理人 彭志坚(51)Int.Cl.
H04L 29/08(2006.01)G01D 21/02(2006.01)H04N 7/18(2006.01)
权利要求书1页 说明书5页 附图3页
(54)发明名称
一种基于边缘计算的智慧小区安全监控系统
(57)摘要
本发明公开了一种基于边缘计算的智慧小区安全监控系统，属于智慧小区安全监控技术领域，具体包括云中心，云中心通过有线或无线数据传输方式连接有多个小区边缘计算服务器，每个小区边缘计算服务器通过有线或无线数据传输方式与所辖小区的多个小区安全监控终端互联；其中，小区安全监控终端，包括布置在小区内的智能监控摄像头、火灾探测器、水质监测传感器和智能燃气泄漏报警装置，小区安全监控终端实时将采集数据传输至相应的小区边缘计算服务器；同时，小区边缘计算服务器；本发明采用边缘算法，能够有效减少冗余数据，不仅能够提高数据处理效率，而且能够提高数据安全。
CN 112702395 ACN 112702395 A
权 利 要 求 书
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1.一种基于边缘计算的智慧小区安全监控系统，其特征在于：包括云中心，所述云中心通过有线或无线数据传输方式连接有多个小区边缘计算服务器，每个小区边缘计算服务器通过有线或无线数据传输方式与所辖小区的多个小区安全监控终端互联；
所述小区安全监控终端，包括布置在小区内的智能监控摄像头、火灾探测器、水质监测传感器和智能燃气泄漏报警装置，所述小区安全监控终端实时将采集数据传输至相应的小区边缘计算服务器；
所述小区边缘计算服务器，用于将所辖小区的小区安全监控终端采集到的数据进行存储和预处理，将预处理后的数据传输至所述云中心，对所辖小区的小区安全监控终端进行功能分析、功能优化和功能控制，并执行所述云中心下发的决策；
所述云中心，用于对小区边缘计算服务器上传的数据进行存储和分析决策，并将决策结果分发给相应的小区边缘计算服务器。
2.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算的智慧小区安全监控系统，其特征在于：所述云中心包括边缘管理单元、视频云平台、人工智能单元和物联网管理单元；所述边缘管理单元用于边缘数据保护和安全的用户数据共享，所述视频云平台用于为用户提供视频接入、存储、转发、视频分析和视频检索；所述人工智能单元用于为所述小区安全监控终端附加AI功能，所述物联网管理单元用于对所述小区安全监控终端进行设备管理、连接管理、数据分析、数据管理和用户管理。
3.根据权利要求2所述的一种基于边缘计算的智慧小区安全监控系统，其特征在于：所述智能监控摄像头安装在小区的门口、小区户外公共区域以及楼宇内公共区域，用于实时监测小区的内外环境，并将小区的内外环境数据实时传输至相应的小区边缘计算服务器。
4.根据权利要求2所述的一种基于边缘计算的智慧小区安全监控系统，其特征在于：所述火灾探测器安装在配电井内以及楼宇内公共区域，用于实时监测火情，并将火情信息实时传输至相应的小区边缘计算服务器。
5.根据权利要求2所述的一种基于边缘计算的智慧小区安全监控系统，其特征在于：所述水质监测传感器安装在楼宇内自来水主管路上以及小区内水源内，用于实时监测小区内自来水和小区内水源的水质，并将水质监测数据实时传输至相应的小区边缘计算服务器。
6.根据权利要求2所述的一种基于边缘计算的智慧小区安全监控系统，其特征在于：所述智能燃气泄漏报警装置安装在小区住户户内的燃气管道上以及楼宇内的燃气主管道上，用于实时监测燃气泄漏情况，并将燃气泄漏情况实时传输至相应的小区边缘计算服务器。
7.根据权利要求1至6任一项所述的一种基于边缘计算的智慧小区安全监控系统，其特征在于：所述小区安全监控终端还包括雨滴传感器和风速传感器，用于实时监测小区内的降雨数据和风力数据，并将降雨数据和风力数据实时传输至相应的小区边缘计算服务器。
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说 明 书
一种基于边缘计算的智慧小区安全监控系统
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技术领域
[0001]本发明属于智慧小区安全监控技术领域，尤其是涉及一种基于边缘计算的智慧小区安全监控系统。
背景技术
[0002]监控系统是安防系统中应用最多的系统之一，能够代替人工进行一部分的监测工作，节省人力，并且安全可靠，安全防范系统以维护社会公共安全为目的，运用安全防范产品和其它相关产品所构成的入侵报警系统、视频安防监控系统、出入口控制系统、门禁消防系统、防爆安全检查系统等构成，随着社会的发展，预防监控措施是必不可少的，可以有效的减少违规行为的发生，保障了人民群众安全生产生活。智慧小区是社区智能化管理的一种新理念，通过互联网技术来整合物业、业主、智能硬件、公共服务等模块。然而，目前的智慧小区的数据处理效率低，而且存在数据安全隐患。发明内容
[0003]有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种基于边缘计算的智慧小区安全监控系统，能够有效减少冗余数据，不仅能够提高数据处理效率，而且能够提高数据安全。
[0004]为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：[0005]一种基于边缘计算的智慧小区安全监控系统，包括云中心，所述云中心通过有线或无线数据传输方式连接有多个小区边缘计算服务器，每个小区边缘计算服务器通过有线或无线数据传输方式与所辖小区的多个小区安全监控终端互联；[0006]所述小区安全监控终端，包括布置在小区内的智能监控摄像头、火灾探测器、水质监测传感器和智能燃气泄漏报警装置，所述小区安全监控终端实时将采集数据传输至相应的小区边缘计算服务器；
[0007]所述小区边缘计算服务器，用于将所辖小区的小区安全监控终端采集到的数据进行存储和预处理，将预处理后的数据传输至所述云中心，对所辖小区的小区安全监控终端进行功能分析、功能优化和功能控制，并执行所述云中心下发的决策；[0008]所述云中心，用于对小区边缘计算服务器上传的数据进行存储和分析决策，并将决策结果分发给相应的小区边缘计算服务器。[0009]进一步地，所述云中心包括边缘管理单元、视频云平台、人工智能单元和物联网管理单元；所述边缘管理单元用于边缘数据保护和安全的用户数据共享，所述视频云平台用于为用户提供视频接入、存储、转发、视频分析和视频检索；所述人工智能单元用于为所述小区安全监控终端附加AI功能，所述物联网管理单元用于对所述小区安全监控终端进行设备管理、连接管理、数据分析、数据管理和用户管理。[0010]进一步地，所述智能监控摄像头安装在小区的门口、小区户外公共区域以及楼宇内公共区域，用于实时监测小区的内外环境，并将小区的内外环境数据实时传输至相应的
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小区边缘计算服务器。[0011]进一步地，所述火灾探测器安装在配电井内以及楼宇内公共区域，用于实时监测火情，并将火情信息实时传输至相应的小区边缘计算服务器。[0012]进一步地，所述水质监测传感器安装在楼宇内自来水主管路上以及小区内水源内，用于实时监测小区内自来水和小区内水源的水质，并将水质监测数据实时传输至相应的小区边缘计算服务器。[0013]进一步地，所述智能燃气泄漏报警装置安装在小区住户户内的燃气管道上以及楼宇内的燃气主管道上，用于实时监测燃气泄漏情况，并将燃气泄漏情况实时传输至相应的小区边缘计算服务器。[0014]进一步地，所述小区安全监控终端还包括雨滴传感器和风速传感器，用于实时监测小区内的降雨数据和风力数据，并将降雨数据和风力数据实时传输至相应的小区边缘计算服务器。
[0015]本发明的有益效果是：
[0016]本发明针对目前的智慧小区的数据处理效率低，而且存在数据安全隐患的技术问题，提供一种基于边缘计算的智慧小区安全监控系统，包括云中心，所述云中心通过有线或无线数据传输方式连接有多个小区边缘计算服务器，每个小区边缘计算服务器通过有线或无线数据传输方式与所辖小区的多个小区安全监控终端互联；其中，所述小区安全监控终端，包括布置在小区内的智能监控摄像头、火灾探测器、水质监测传感器和智能燃气泄漏报警装置，所述小区安全监控终端实时将采集数据传输至相应的小区边缘计算服务器；同时，所述小区边缘计算服务器，用于将所辖小区的小区安全监控终端采集到的数据进行存储和预处理，将预处理后的数据传输至所述云中心，对所辖小区的小区安全监控终端进行功能分析、功能优化和功能控制，并执行所述云中心下发的决策；另外，所述云中心，用于对小区边缘计算服务器上传的数据进行存储和分析决策，并将决策结果分发给相应的小区边缘计算服务器。
[0017]边缘计算作为一种联接物理和数字世界的桥梁的接入方式，把智能终端(或者是具有计算能力的传感器等)与边缘设备近距离连接起来。避免了众多的终端与服务器直接连接带来的数据传输延迟、服务器面对的巨大计算开销和海量数据、以及远距离传输潜藏的安全隐患等问题。将边缘计算与视频监控融合得到智慧小区安全控制系统可以筛选出有效数据，减少监控数据中的冗余信息，有效降低大量数据采集设备获取的海量数据信息对存储空间及网络带宽等方面的开销，达到节约建设成本的目的。但是海量的终端对边缘计算架构本身的安全性也提出了更高的要求。本发明采用边缘算法，能够有效减少冗余数据，不仅能够提高数据处理效率，而且能够提高数据安全。
[0018]本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明
[0019]图1为本发明一种基于边缘计算的智慧小区安全监控系统的架构图；[0020]图2为本发明中小区安全监控终端的结构框图；
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图3为本发明中云中心的结构框图。
具体实施方式
[0022]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。[0023]在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和/或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。应当理解，当称元件“耦接到”或“连接到”另一元件时，它可以是直接耦接或耦接到另一元件或者可以存在中间元件。相反，当称元件“直接耦接到”或“直接连接到”另一元件时，不存在中间元件。相同的附图标记指示相同的元件。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
[0024]传统安全监控的使用需要将数据传输到处理中心进行分析及判断，存在两方面主要问题。第一是计算处理速度的发展不能适应互联网爆发式的数据的增长，容易造成服务器产生大量的计算开销，从而影响结果的准确性。第二是长时间远距离的传输对延迟的要求处理较高，由于服务器需要独自处理来自不同视频终端的数据，很容易由于服务器过载带来延迟，从而进一步引起反馈延迟。这不适用于对实时性要求较高的场景。所以传统的安全监控面临着资源需求开销较大、监控数据处理实时性低、海量视频造成网络传输带宽负担严重、存储及分析等问题。
[0025]边缘计算作为一种联接物理和数字世界的桥梁的接入方式，把智能终端(或者是具有计算能力的传感器等)与边缘设备近距离连接起来。避免了众多的终端与服务器直接连接带来的数据传输延迟、服务器面对的巨大计算开销和海量数据、以及远距离传输潜藏的安全隐患等问题。
[0026]将边缘计算与视频监控融合得到智慧小区安全控制系统可以筛选出有效数据，减少监控数据中的冗余信息，有效降低大量数据采集设备获取的海量数据信息对存储空间及网络带宽等方面的开销，达到节约建设成本的目的。但是海量的终端对边缘计算架构本身的安全性也提出了更高的要求。[0027]实施例，参阅附图1，一种基于边缘计算的智慧小区安全监控系统，包括云中心100，所述云中心100通过有线或无线数据传输方式连接有多个小区边缘计算服务器200，每个小区边缘计算服务器200通过有线或无线数据传输方式与所辖小区的多个小区安全监控终端300互联；[0028]其中，如图2所示，所述小区安全监控终端300，包括布置在小区内的智能监控摄像头310、火灾探测器320、水质监测传感器330和智能燃气泄漏报警装置340，所述小区安全监控终端300实时将采集数据传输至相应的小区边缘计算服务器200；
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其中，所述小区边缘计算服务器200，用于将所辖小区的小区安全监控终端300采
集到的数据进行存储和预处理，将预处理后的数据传输至所述云中心100，对所辖小区的小区安全监控终端300进行功能分析、功能优化和功能控制，并执行所述云中心100下发的决策；
[0030]其中，所述云中心100，用于对小区边缘计算服务器200上传的数据进行存储和分析决策，并将决策结果分发给相应的小区边缘计算服务器200。[0031]该实施例中，采用基于边缘计算的智慧小区安全监控系统，该安全监控系统，包括云中心，所述云中心通过有线或无线数据传输方式连接有多个小区边缘计算服务器，每个小区边缘计算服务器通过有线或无线数据传输方式与所辖小区的多个小区安全监控终端互联；其中，所述小区安全监控终端，包括布置在小区内的智能监控摄像头、火灾探测器、水质监测传感器和智能燃气泄漏报警装置，所述小区安全监控终端实时将采集数据传输至相应的小区边缘计算服务器；同时，所述小区边缘计算服务器，用于将所辖小区的小区安全监控终端采集到的数据进行存储和预处理，将预处理后的数据传输至所述云中心，对所辖小区的小区安全监控终端进行功能分析、功能优化和功能控制，并执行所述云中心下发的决策；另外，所述云中心，用于对小区边缘计算服务器上传的数据进行存储和分析决策，并将决策结果分发给相应的小区边缘计算服务器。然而，传统安全监控的使用需要将数据传输到处理中心进行分析及判断，存在两方面主要问题。第一是计算处理速度的发展不能适应互联网爆发式的数据的增长，容易造成服务器产生大量的计算开销，从而影响结果的准确性。第二是长时间远距离的传输对延迟的要求处理较高，由于服务器需要独自处理来自不同视频终端的数据，很容易由于服务器过载带来延迟，从而进一步引起反馈延迟。这不适用于对实时性要求较高的场景。所以传统的安全监控面临着资源需求开销较大、监控数据处理实时性低、海量视频造成网络传输带宽负担严重、存储及分析等问题。[0032]根据本发明的一个实施例，如图3所示，所述云中心100包括边缘管理单元110、视频云平台120、人工智能单元130和物联网管理单元140；所述边缘管理单元110用于边缘数据保护和安全的用户数据共享，所述视频云平台120用于为用户提供视频接入、存储、转发、视频分析和视频检索；所述人工智能单元130用于为所述小区安全监控终端300附加AI功能，所述物联网管理单元140用于对所述小区安全监控终端300进行设备管理、连接管理、数据分析、数据管理和用户管理。
[0033]根据本发明的一个实施例，所述智能监控摄像头310安装在小区的门口、小区户外公共区域以及楼宇内公共区域，用于实时监测小区的内外环境，并将小区的内外环境数据实时传输至相应的小区边缘计算服务器200。[0034]根据本发明的一个实施例，所述火灾探测器320安装在配电井内以及楼宇内公共区域，用于实时监测火情，并将火情信息实时传输至相应的小区边缘计算服务器200。[0035]根据本发明的一个实施例，所述水质监测传感器330安装在楼宇内自来水主管路上以及小区内水源内，用于实时监测小区内自来水和小区内水源的水质，并将水质监测数据实时传输至相应的小区边缘计算服务器200。[0036]根据本发明的一个实施例，所述智能燃气泄漏报警装置340安装在小区住户户内的燃气管道上以及楼宇内的燃气主管道上，用于实时监测燃气泄漏情况，并将燃气泄漏情况实时传输至相应的小区边缘计算服务器200。
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根据本发明的一个实施例，如图2所示，所述小区安全监控终端300还包括雨滴传
感器350和风速传感器360，用于实时监测小区内的降雨数据和风力数据，并将降雨数据和风力数据实时传输至相应的小区边缘计算服务器200。[0038]本发明采用边缘算法，能够有效减少冗余数据，不仅能够提高数据处理效率，而且能够提高数据安全。
[0039]本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD‑ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0040]本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。[0041]这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指
该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或令装置的制造品，
多个方框中指定的功能。
[0042]这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。[0043]最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
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