一种基于数据处理的监控数据传输方法及系统与流程

本发明涉及监控，尤其涉及一种基于数据处理的监控数据传输方法及系统。

背景技术：

1、乡村监控是指在乡村地区部署的综合监控系统，旨在提升农村治安管理、环境保护及公共安全水平。该系统通常涵盖视频监控、环境传感器以及智能分析技术，通过在关键区域安装监控设备与传感器节点，收集图像、声音及各类环境数据。利用现代信息技术，如无线传输、云计算与边缘计算，实现对采集数据的实时处理、远程监控与智能分析。乡村监控不仅能及时发现并预防犯罪行为，如盗窃、破坏，还能有效监控自然灾害、农业生产情况及野生动物保护等，为乡村治理提供数据支持，保障居民生活安全。

2、现有的乡村监控由于乡村地域面积大，铺设监控网络会使得监控成本较高。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于数据处理的监控数据传输方法及系统，旨在可以确保乡村地区的安全与环境得到有效的监测与管理，同时减少数据传输成本，降低监控的整体运营压力。

2、为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种基于数据处理的监控数据传输方法，包括在乡村地区部署多个监控节点，每个监控节点包括至少一个监控设备和数据传输设备；

3、数据传输设备利用无线通信技术将监控设备采集的监控数据传输至中继节点；

4、中继节点接收来自监控节点的监控数据，并利用边缘计算对监控数据进行分析和筛选；

5、中继节点将筛选后的监控数据通过lora传输网络发送至远程监控中心；

6、远程监控中心根据接收的监控数据的分析结果生成控制指令；

7、将控制指令通过中继节点发送至相应的监控节点；

8、监控节点接收到报警信息或控制指令后，执行相应的操作。

9、其中，所述监控设备包括摄像头、温湿度传感器、烟雾传感器和震动传感器。

10、其中，所述数据传输设备利用无线通信技术将监控设备采集的监控数据传输至中继节点的具体步骤包括：

11、中继节点部署在地理上分散并对位置进行优化，以确保最大程度覆盖并减少传输损耗；

12、通过清洁能源收集装置以及储能设备对中继节点进行供能；

13、建立监控节点与中继节点之间的星型无线通信链路。

14、其中，所述中继节点部署在地理上分散并对位置进行优化，以确保最大程度覆盖并减少传输损耗的具体步骤包括：

15、利用gis技术收集地形数据；

16、基于覆盖最大化的原则，选择粒子群优化算法不断调整中继节点的预设位置，直至找到最优解，得到中继节点部署位置；

17、在中继节点部署位置部署临时中继节点进行试点测试，测量实际的信号强度、传输速率和稳定性，验证模型预测的准确性并进行调整。

18、其中，所述建立监控节点与中继节点之间的星型无线通信链路的具体步骤包括：

19、基于监控节点与所有中继节点的距离计算数据汇聚度；

20、将数据汇聚度超过预设值的节点作为主中继节点；

21、每个边缘中继节点直接与主中继节点建立连接，形成辐射状结构；

22、边缘节点收集的数据通过单一路径直接传至主中继节点，中心节点再转发至目的地或上传至云端。

23、其中，所述中继节点接收来自监控节点的监控数据，并利用边缘计算对监控数据进行分析和筛选的具体步骤包括：

24、中继节点接收来自监控节点的数据包；

25、对数据包中的无效数据和格式不正确的数据进行清理；

26、利用部署在中继节点上的轻量级ai算法对数据包进行初步分析，并识别目标事件；

27、基于目标事件在数据包中提取对应的目标数据；

28、对目标数据进行进一步压缩，减少传输数据量，同时加密处理。

29、其中，所述对数据包中的无效数据和格式不正确的数据进行清理的具体步骤包括：

30、检查数据包中的空值或缺失值；

31、删除含有缺失值的数据元；

32、删除含有异常值的数据元。

33、其中，所述中继节点将筛选后的监控数据通过lora传输网络发送至远程监控中心的具体步骤包括：

34、与选定的lora网络建立连接并配置相应的传输参数；

35、将处理过的数据按照coap协议进行封装；

36、中继节点通过lora网络将封装好的数据包发送至远程监控中心。

37、其中，所述将控制指令通过中继节点发送至相应的监控节点的具体步骤包括：

38、将控制指令按照coap协议封装成控制数据包；

39、中继节点对接收到的控制数据包进行验证；

40、根据控制数据包中携带的目标监控节点标识符，中继节点识别需要接收该指令的具体监控节点；

41、中继节点根据目标监控节点标识符选择最优路径进行控制数据包转发。

42、第二方面，本发明还提供一种基于数据处理的监控数据传输系统，包括：监控模块、中继模块、边缘计算筛选模块、传输模块、控制指令生成模块、回传模块和解析模块；

43、所述监控模块，用于在乡村地区部署多个监控节点，每个监控节点包括至少一个监控设备和数据传输设备；

44、所述中继模块，用于数据传输设备利用无线通信技术将监控设备采集的监控数据传输至中继节点；

45、所述边缘计算筛选模块，用于中继节点接收来自监控节点的监控数据，并利用边缘计算对监控数据进行分析和筛选；

46、所述传输模块，用于中继节点将筛选后的监控数据通过lora传输网络发送至远程监控中心；

47、所述控制指令生成模块，用于远程监控中心根据接收的监控数据的分析结果生成控制指令；

48、所述回传模块，用于将控制指令通过中继节点发送至相应的监控节点；

49、所述解析模块，用于监控节点接收到报警信息或控制指令后，执行相应的操作。

50、本发明的一种基于数据处理的监控数据传输方法及系统，包括：在乡村地区部署多个监控节点，每个监控节点包括至少一个监控设备和数据传输设备；数据传输设备利用无线通信技术将监控设备采集的监控数据传输至中继节点；中继节点接收来自监控节点的监控数据，并利用边缘计算对监控数据进行分析和筛选；中继节点将筛选后的监控数据通过lora传输网络发送至远程监控中心；远程监控中心根据接收的监控数据的分析结果生成控制指令；将控制指令通过中继节点发送至相应的监控节点；监控节点接收到报警信息或控制指令后，执行相应的操作。在乡村地区的关键位置及潜在风险区域精心部署多个监控节点。每个节点配置了至少一个高性能监控设备，如高清摄像头，用于捕获视频或图像数据，以及一个数据传输设备，通常是具备长距离低功耗特性的无线模块，以适应乡村地域广阔且基础设施相对不足的特点。监控设备持续采集环境数据，包括但不限于视频流、声音、温度、湿度等信息。这些数据随后被数据传输设备利用诸如wi-fi、蓝牙或更常见的lpwan(低功耗广域网)技术，如lora，无线传输至最近的中继节点。此过程确保了数据收集的实时性与连续性，即便在偏远或地形复杂的区域也能保持稳定的连接。中继节点作为数据的临时汇聚点，不仅转发数据，还集成边缘计算能力。接收到监控节点传输来的原始数据后，中继节点立即运用边缘计算技术进行初步的数据分析与筛选。这一步骤包括去除噪声、压缩数据、识别异常情况等，旨在减轻远程监控中心的数据处理负担，同时提高响应速度和决策的即时性。经过筛选的重要数据通过中继节点被封装并通过lora传输网络发送至远程监控中心。lora技术以其远距离、低功耗的特性，非常适合于乡村地区监控数据的远程传输，确保数据的准确到达。远程监控中心接收到经过筛选的数据后，运用高级数据分析算法对其进行深入分析，识别安全威胁、环境变化趋势或其他关注点。基于分析结果，系统自动生成具体控制指令，如调整监控设备的工作状态、启动应急预案等。远程监控中心通过中继节点将控制指令精准地发送回相应的监控节点。监控节点上的解析模块接收并解析这些指令，随即执行相应的操作，如调整监控角度、增强监控频率、启动警报系统或是其他预设的应对措施。当监控节点检测到特定事件(如非法入侵、环境超标)时，会立即向监控中心发送报警信息，同时依据接收到的控制指令采取行动，形成一个闭合的监控-响应循环，确保乡村地区的安全与环境得到有效的监测与管理，同时减小数据传输成本，降低监控的整体运营压力。