*CN102763386A*
(10)申请公布号 CN 102763386 A(43)申请公布日 2012.10.31
(12)发明专利申请
(21)申请号 201180009984.4(22)申请日 2011.02.14(30)优先权数据
2010-033370 2010.02.18 JP(85)PCT申请进入国家阶段日 2012.08.17
(86)PCT申请的申请数据
PCT/JP2011/053042 2011.02.14(87)PCT申请的公布数据
WO2011/102317 JA 2011.08.25(71)申请人株式会社日立制作所
地址日本东京都
(72)发明人高田芽衣 绪方祐次 山田雅毅
村中延之(74)专利代理机构永新专利商标代理有限公司
72002
代理人王成坤 胡建新
(51)Int.Cl.
H04L 12/66(2006.01)H04L 12/56(2006.01)
权利要求书 2 页 说明书 12 页 附图 18 页权利要求书2页 说明书12页 附图18页
(54)发明名称
监控系统、装置及方法(57)摘要
提供一种能够实现考虑了宽频带的频带限制的优先级控制的监控系统。将局域网络（14）和广域网络（10）连接的网络互联装置（11）的优先顺序/过滤器类别选择处理部（37），基于与事件状态对应的输出数据优先顺序定义，选择输出数据选择处理部（38）和与事件状态及广域网络通信状况对应的数据压缩方法，并对过滤处理部（33）进行选择控制，从而降低广域网络中的通信频带。CN 102763386 ACN 102763386 A
权 利 要 求 书
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1.一种监控系统，使用网络互联装置，该网络互联装置将多个通信终端所连接的第一网络和管理中心所连接的第二网络互联，其特征在于，
所述网络互联装置基于与来自所述多个通信终端的事件状态相对应的、向所述管理中心输出的输出数据的优先顺序，选择所述输出数据，并选择与所述事件状态及所述第二网络的通信状况相对应的所述输出数据的数据压缩方法。
2.如权利要求1所述的监控系统，其特征在于，
所述多个通信终端包含至少1个传感器和至少1个摄像机。3.如权利要求1所述的监控系统，其特征在于，所述网络互联装置具备处理部和存储部，
在所述存储部中与所述事件状态对应地存储有用于存储所述输出数据的输出顺序的表，
所述处理部基于与所述事件状态对应的所述表，决定所述输出数据的输出顺序。4.如权利要求1所述的监控系统，其特征在于，在所述网络互联装置中，基于所述输出数据向所述第二网络的发送时刻和所述输出数据在所述管理中心的接收时刻的时刻差来决定所述第二网络的通信状况。
5.如权利要求1所述的监控系统，其特征在于，
从所述管理中心向所述网络互联装置周期性地反馈所述第二网络的通信状况，该第二网络的通信状况是由所述管理中心基于所述输出数据向所述第二网络的发送时刻和所述输出数据在所述管理中心的接收时刻的时刻差来决定的。
6.一种通信控制装置，进行控制，以经由第一网络接收来自多个通信终端的数据，并经由第二网络向管理中心发送，其特征在于，
具备：通信部、处理部以及存储部，该通信部与所述第一网络和所述第二网络分别进行通信，
所述处理部通过对经由所述通信部从所述多个通信终端发送来的所述数据进行过滤处理，提取事件状态，并估计所述第二网络的通信状况，
根据所述通信状况，选择应输出的所述数据的压缩度，基于所述事件状态和所述压缩度，决定应输出的所述数据的优先顺序和压缩方法。7.如权利要求6所述的通信控制装置，其特征在于，
所述多个通信终端包含至少1个传感器和至少1个摄像机。8.如权利要求6所述的通信控制装置，其特征在于，
所述存储部与所述事件状态对应地存储有用于存储应输出的所述数据的输出顺序的表，
所述处理部基于与所述事件状态对应的所述表，决定应输出的所述数据的输出顺序。9.如权利要求6所述的通信控制装置，其特征在于，
所述处理部基于应输出的所述数据向所述第二网络的发送时刻和所述数据在所述管理中心的接收时刻的时刻差，决定所述第二网络的通信状况。
10.如权利要求6所述的通信控制装置，其特征在于，
从所述管理中心向所述处理部周期性地反馈第二网络的通信状况，该第二网络的通信状况是由所述管理中心基于所述输出数据向所述第二网络的发送时刻和所述输出数据在
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所述管理中心的接收时刻的时刻差来决定的。
11.如权利要求6所述的通信控制装置，其特征在于，
所述处理部基于经由所述通信部接收的来自所述管理中心的接收数据，估计所述网络的通信状况。
12.一种通信装置的通信控制方法，该通信装置具备通信部、处理部、存储部，经由第一网络接收来自多个通信终端的数据，并经由第二网络向管理中心发送，该通信控制方法的特征在于，
所述处理部基于经由所述通信部从所述多个通信终端发送来的所述数据，提取事件状态，并估计所述网络的通信状况，
根据所述通信状况，选择应输出的所述数据的压缩度，基于所述事件状态和所述压缩度，决定应输出的所述数据的优先顺序和压缩方法。13.如权利要求12所述的通信控制方法，其特征在于，
所述多个通信终端包含至少1个传感器和至少1个摄像机。14.如权利要求12所述的通信控制方法，其特征在于，
所述处理部基于经由所述通信部接收到的来自所述管理中心的接收数据，估计所述网络的通信状况。
15.如权利要求12所述的通信控制方法，其特征在于，所述通信状况是所述第二网络的通信状况。16.如权利要求15所述的通信控制方法，其特征在于，
所述处理部基于应输出的所述数据向所述第二网络的发送时刻和所述数据在所述管理中心的接收时刻的时刻差，决定所述第二网络的通信状况。
17.如权利要求15所述的通信控制方法，其特征在于，
从所述管理中心向所述处理部周期性地反馈所述第二网络的通信状况，该第二网络的通信状况是由所述管理中心基于所述输出数据向所述第二网络的发送时刻和所述输出数据在所述管理中心的接收时刻的时刻差来决定的。
18.如权利要求3所述的监控系统，其特征在于，
所述多个通信终端包含至少1个声音通信终端和至少1个摄像机，作为所述事件状态，包含检测到与声音通信有关的事件时的状态和未检测到时的状态。
19.如权利要求8所述的通信控制装置，其特征在于，
所述多个通信终端包含至少1个声音通信终端和至少1个摄像机，作为所述事件状态，包含检测到与声音通信有关的事件时的状态和未检测到时的状态。
20.如权利要求13所述的通信控制方法，其特征在于，作为所述事件状态，包含检测到与声音通信有关的事件时的状态和未检测到时的状态。
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说 明 书监控系统、装置及方法
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技术领域
本发明涉及监控系统，尤其涉及进行考虑了宽频带网的频带限制的优先级控制的
监控技术。
[0001]
背景技术
近年来，期望从远离现场的中心侧远程地进行锅炉或火力涡轮机等设备的监视和
维护、以及能源消耗的监控的需求日渐提高。设置于这样的监控系统的末端的传感器或监视摄像机的数据全部上传到中心侧是最理想的，但是随着传感器或监视摄像机的台数增加，由于网络所能够传输的通讯（traffic）容量的关系，难以总是将全部数据上传到中心侧。
[0003] 为了应对这样的现状，例如在专利文献1中公开有如下技术：基于通过移动节点与固定节点的通信得到的优先级信息，对来自摄像机的图像数据的传送·显示的优先级进行控制。
[0004] 在先技术文献 [0005] 专利文献 [0006] 专利文献1：日本特开2009-171471号公报 [0007] 发明的概要
[0008] 发明所要解决的课题
[0009] 作为上述的难以上传全部数据的原因，可以想到以下原因。 [0010] ·由于摄像机的运动图像等数据速率较高的终端增加，在网络内生成的数据的总容量超过网络所能够传输的通讯容量（通常在以太网（注册商标）中为100M～10Gbps左右）。
[0011] ·由于总计多重效应，总通讯量的平均值和最大值的差异较大，若以最差条件设计网络，则技术要求过于苛刻。
[0012] ·利用因特网等公众网的情况下，在同一网络配置下产生的通讯量无法预计。 [0013] ·特别是利用无线的情况下，能够传输的容量随电波输送状况而变动。 [0014] 此外，即使网络的通讯容量足够，在利用付费网络（特别是按量收费的网络）的情况下，还有期望将通信费用抑制为必要最低限的需求。 [0015] 如上述那样，由于网络的通讯容量不足或者变动，而无法总是将全部数据上传到中心的情况下，例如可以想到通过QoS（Quality of Service）频带保证来总是为优先级较高的数据确保频带的方法、以及在能够通过尽力服务（best effort）通信发送的范围内尽可能多地发送的方法的组合。此外，在优先级随着监视对象的异常信息、警报的有无等状况而变化的情况下，可以想到更换QoS频带保证的数据的优先顺序。 [0016] 但是，可以想到以下的状况：温度传感器这样的虽然数据速率较低但希望以一定间隔可靠地发送的信息、以及监视摄像机这样的虽然数据速率较高但平时优先级较低的数据混合存在的情况下，若将QoS保证频带保持一定而仅在警报检测时提高监视摄像机数据
[0002]
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的优先级，则QoS保证频带被摄像机数据独占，无法发送传感器数据，或者仅在警报检测时扩宽QoS保证频带的情况下，由于这时的网络的通讯状态而无法确保所需的QoS保证频带。 发明内容
[0017] 本发明的目的在于，解决上述各种课题，提供一种监控系统，能够实现考虑了网络的频带限制的优先级控制。 [0018] 此外，本发明的其他目的在于，提供一种通信控制装置及方法，在数据速率较低但希望以一定间隔可靠地发送的信息以及数据速率较高但平时优先级较低的数据混合存在、并且网络的通讯容量不足或变动，因而无法总是将全部数据上传到管理中心的情况下，在保持作为监控系统的性能的同时，降低向管理中心上传的数据量。 [0019] 解决课题的技术手段 [0020] 为达成上述目的，在本发明中，提供一种监控系统，该监控系统使用网络互联装置，该网络互联装置将多个通信终端所连接的第一网络和管理中心所连接的第二网络连接，网络互联装置基于与多个通信终端的事件状态（event status）相对应的输出数据的优先顺序，选择向第二网络的管 理中心等上位节点的输出数据，并选择与事件状态及网络的通信状况相对应的输出数据的数据压缩方法。 [0021] 此外，为达成上述目的，在本发明中，提供一种通信控制装置，进行如下控制：经由第一网络接收来自多个通信终端的数据，并经由第二网络向管理中心发送，该通信控制装置具备通信部、处理部、存储部，该通信部与第一网络和第二网络分别进行通信；处理部对经由通信部从多个通信终端发送来的数据进行过滤处理，从而提取事件状态，并基于经由通信部接收的来自管理中心的接收数据等，估计第二网络的通信状况，并根据通信状况选择应输出的数据的压缩度，基于事件状态和压缩度，决定应输出的数据的优先顺序和压缩方法。
[0022] 此外，为达成上述目的，在本发明中，提供一种通信控制方法，是通信装置的通信控制方法，其中通信装置具备通信部、处理部、存储部，该通信控制方法为，经由第一网络接收来自多个通信终端的数据，并经由第二网络向管理中心发送，处理部基于经由通信部从多个通信终端发送来的数据，提取事件状态，并基于经由通信部接收的来自管理中心的接收数据等，估计网络的通信状况，根据通信状况选择应输出的数据的压缩度，基于事件状态和压缩度，决定应输出的数据的优先顺序和压缩方法。 [0023] 发明的效果 [0024] 根据本发明，即使在无法将第一网络中产生的全部数据总是发送给第二网络的情况下，也无需牺牲监控系统的性能，而能够降低向第二网络的输出数据量。此外，即使使用付费网络，也能够抑制其通信成本。 附图说明
图1是本发明的实施例1的通信系统的整体构成图。 [0026] 图2是表示实施例1中的局域网络的一构成例的图。 [0027] 图3是表示实施例1的网络互联装置的一实施例的图。
[0028] 图4是表示实施例1的优先顺序/过滤器类别选择处理部的一处理流程的图。
[0025]
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图5A是表示实施例1的每个状态的表的一例的图。 图5B是表示实施例1的压缩度计算表的一例的图。
图6A是表示实施例1的状态用表的构成要素的一例的图。 图6B是表示实施例1的状态用表的构成要素的其他例的图。 图7是用于说明实施例1的监控系统的效果的图。
图8是说明实施例1的用于广域网络的通信状况判断的通信流程的图。
[0035] 图9是说明实施例1的用于广域网络的通信状况判断的通信流程的图。 [0036] 图10是说明实施例1的用于广域网络的通信状况判断的通信流程的图。 [0037] 图11表示实施例1的网络互联装置的一构成例的图。 [0038] 图12是表示实施例1的通信终端的一构成例的图。 [0039] 图13是表示实施例1的管理中心的一构成例的图。
[0040] 图14是表示实施例1的时刻差的统计数据的概率分布的曲线图的图。 [0041] 图15是本发明的实施例3的通信系统的整体构成图。 [0042] 图16是本发明的实施例4的通信系统的整体构成图。
[0043] 图17A是表示实施例4的状态用表的构成要素的一例的图。 [0044] 图17B是表示实施例4的状态用表的构成要素的其他例的图。
[0045] 图18是表示实施例1及实施例4的从通信终端向网络互联装置发送的信息的内容和形式的一例的图。
[0046] 图19A是表示图6A、6B所示的状态用表的构成要素的一例的变形例的图。 [0047] 图19B是表示图6A、6B所示的状态用表的构成要素的一例的变形例图。 具体实施方式[0048] 以下，按照附图说明本发明的各种实施方式。另外，在本申请说明书中，将由中央处理部（Central Processing Unit：CPU）所执行的各种软件实现的构成，以“程序”、“处理部”、“模块”、或“部”来表现。 [0049] 实施例1
[0050] 图1表示第一实施例的、能够实现各种监控的通信系统的整体构成图。在该图中，10、14分别表示被称为WAN(Wide Area Network)的广域网络和被称为LAN(Local Area Network)的局域网络，11是将广域网络和局域网 络互联的网络互联装置。在作为第一网络发挥功能的局域网络14上，连接有温度传感器等各种传感器和监视摄像机等多个通信终端12，在作为第二网络发挥功能的广域网络10上，连接有作为上位节点的管理中心13。在二层模型的本系统构成中，网络互联装置11作为各网络的边缘节点发挥功能。另外，第一网络、第二网络当然不限于所例示的LAN、WAN。 图2表示作为本实施例的第一网络发挥功能的局域网络14的更具体的构成的一例。在该图中，20表示成为监视的对象的监视装置，21～25分别表示作为图1的通信终端12的传感器1、传感器2、传感器3、监视摄像机4、监视摄像机5。在该图的局域网络14中，与监视装置20有关的动作环境等各种传感数据和监视影像数据从传感器和监视摄像机经由网络互联装置11向作为第二网络发挥功能的广域网络14输出。 [0052] 即，图1、图2所示的本实施例的监控系统具有如下构成：在监视装置20的周边配
[0051]
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置传感器21～23和监视摄像机24、25，一旦将数据汇集到作为局域网络14的边缘节点发挥功能的网络互联装置11后，进一步经由广域网络10将数据汇集到管理中心13。 [0053] 在本实施例的监控系统中，作为具体例，设传感器21～23的每个传感数据在未压缩时为1kbps，通过后文详述的平均化和特征提取等过滤处理，最小能够压缩到0.2kbps。此外，能够构成为，来自摄像机24、25的数据能够根据每1台的画质而从4k、16k、32k、64k、128kbps的5个级别中选择，但当然不限于此。 [0054] 使用图18，说明从通信终端12向网络互联装置发送的信息的内容和形式（包格式）。从通信终端12发送头信息180和传感信息181，该传感信息181包含从与该终端连接的传感器或监视摄像机等输入的包含各种传感数据和图像等。在头信息180中包含：表示通信终端及所连接的器件（传感器、监视摄像机等）的类别的终端类别182、用于区分多个通信终端的终端ID183、取得传感信息时的时刻信息184等。在本实施例中，终端类别分为“传感器”和“监视摄像机”二种，终端ID为1～5。终端ID可以像本实施例这样，不管终端类别是“传感器”还是“监视摄像机”，都赋予连续编号，也可以对每个终端类别分开赋予“传感器1”“监视摄像机1”等。 [0055] 使用图11、图12、图13，首先说明图1所示的本实施例的系统整体构 成中的网络互联装置11、通信终端12、管理中心13的内部构成的一例。 [0056] 图11表示网络互联装置11的一实施例。在该图中，网络互联装置11具备与局域网络14及广域网络10连接的局域网络通信接口（I/F）111及广域网络通信I/F116，该网络互联装置11包括：作为处理部的中央处理部（Central Processing Unit：CPU）112，与将上述各接口连接的内部总线117连接；作为处理部的硬件加速器115；作为存储部的运算用处理器114；程序保存用处理器113，作为存储由CPU112执行的程序的存储部。另外，详述的各种表可以储存·存储在构成存储部的运算用处理器114和程序保存用处理器113的任一个中。在此，硬件加速器115将由CPU112执行的过滤处理部33这样的软件运算的一部分置换为硬件电路，并作为过滤处理部1151而使运算高速化。例如是执行FFT运算、turbo符号等的错误订正解码运算、MPEG图像的压缩·复原等的器件，作为FPGA（Field Programmable Gate Array）的电路IP可以使用市售的电路IP。 [0057] 此外，在程序保存用处理器113中保存有：图3所示的各处理部、与图5A、图5B所示的各表对应的过滤程序1131、局域网络数据统计程序1132、优先顺序/过滤器类别选择程序1133、广域网络状况推进程序1136、输出数据选择程序1137和状态用表1134、压缩度计算表1135。另一方面，在运算用处理器114中，根据各程序的执行状况，作为其分布区而设有缓冲区域1141、局域网络数据统计信息1142、广域网络状况估计信息1143、优先顺序/过滤器类别选择信息1144。
[0058] 图12表示通信终端12的一实施例。在该图中，通信终端12除了上述的作为各种通信终端的传感器功能和摄像机功能之外，还具备图12所示的功能块要素。即，具备与局域网络14连接的局域网络通信I/F121，由与其连接的内部总线127所连接的CPU122、运算用处理器124、程序保存用处理器123构成。各通信终端12使用这些CPU122、运算用处理器124、程序保存用处理器123进行控制，以对来自省略了图示的各传感器功能部和摄像机功能部的数据进行处理，并向局域网络14输出。 [0059] 在该图中，硬件加速器125被一部分置换为过滤处理部1251。此外，在程序保存用
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处理器123中保存有过滤程序1231、局域网络数据统计程序1232。另一方面，在运算用处理器124中，根据各程序的执行状况，作为 其分布区而设有缓冲区域1241、局域网络数据统计信息1242。
[0060] 图13表示管理中心13的一实施例。在该图中，管理中心13具备与广域网络10连接的广域网络通信I/F136，由与其连接的内部总线137所连接的CPU132、硬件加速器135、运算用处理器134、程序保存用处理器133构成。 [0061] 同样，在该图的构成中，硬件加速器135也被一部分置换为过滤处理部1351。此外，在程序保存用处理器133中保存有过滤程序1331、广域网络状况推进程序1332。另一方面，在运算用处理器134中，根据各程序的执行状况，作为其分布区而设有缓冲区域1341、广域网络状况估计信息1342。
[0062] 图3是表示作为实施例1的边缘节点发挥功能的网络互联装置11的一构成的图。在该图中，31～39表示由网络互联装置11的处理部执行的软件、或通过由FPGA实现的专用硬件等实现的各处理功能块，分别表示局域网络通信处理部、缓冲处理部、过滤处理部、优先控制部、局域网络数据统计处理部、优先顺序/过滤器类别选择处理部、广域网络状况估计处理部、输出数据选择处理部、广域网络通信处理部。广域网络状况估计处理部36实现对广域网络10的通信状况、即实质上能够输出的速率的平均等进行定期监控的处理。 [0063] 局域网络通信处理部31是与局域网络14的通信接口。缓冲处理部32作为使用处理器的数据缓存器发挥功能。 [0064] 在过滤处理部33中具有：之前在图18中说明的来自通信终端的信息中的头信息180的压缩处理等可逆处理、传感信息181的量子化处理等不可逆处理。过滤处理部33的过滤处理的内容有如下两种情况：作为预先嵌入到作为边缘节点的装置11的内部的过滤处理库而被读出的情况、和从作为上位节点的管理中心发布的情况。 [0065] 作为可逆处理，有根据传感器的传感信息的基准值进行的差分计算处理、多个传感信息的汇总包生成处理、按照规定的通信协议的头信息的压缩处理（例如在IETF标准RFC4944中有规定）等。 [0066] 另一方面，作为不可逆处理，有不需要的传感信息的废弃处理、传感信息的平均值计算处理、最大值/最小值检测/判定处理、异常值判定处理、 时间方向的取样间隔剔除处理、量子化处理、摄像机图像信息的帧间隔剔除处理、图像尺寸变更处理、面部检测、运动检测等特征提取处理等。
[0067] 进行不可逆处理而传感信息的精度下降或含义变化的情况下，通过缓冲处理部32，在作为边缘节点的网络互联装置11内对处理前的数据进行缓冲，由此将处理前的数据原样发送，或者在之后需要时，从上位节点访问作为边缘节点的装置11，从而能够确认处理前的数据。
[0068] 优先级控制部34如图3所示，大体来说提供以下三个处理。即，局域网络数据统计处理部35、广域网络状况估计处理部36、优先顺序/过滤器类别选择处理部37。这些处理能够通过软件处理来实现，该软件处理是指，由CPU132执行与存储在之前说明的图11的程序保存用处理器133中的各处理对应的程序。 [0069] 在此，广域网络状况估计处理部36估计将边缘节点收集的传感信息通过广域网络通信处理部39向上位节点输出时使用的广域网络10的吞吐量（throughput）和延迟等
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的通信状况，并通知给优先顺序/过滤器类别选择处理部37。 [0070] 广域网络10中有对象系统专用的封闭网络，也有因特网或便携电话网等公开网络，存在总是保证一定量的可选择的数据量（频带）的情况、和网络上的通讯时刻变化而无法保证的情况。保证频带的情况下，宽频带网络状况估计处理部36保持设定时的保证频带的信息。频带变动的情况下，采用如下方法等：在边缘节点和上位节点之间定期地交换将TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）的窗口尺寸信息作为参考信息使用的、包含时刻信息的计测用包，根据计测用包的接受时刻和包含在包中的时刻信息的差，计算传输延迟。
[0071] 局域网络数据统计处理部35测定边缘节点从传感器收集传感信息时使用的局域网络14的吞吐量和延迟、以及何种优先级的数据包含何种程度的量等通信状况，并通知给优先顺序/过滤器类别选择处理部37。
[0072] 在优先顺序/过滤器类别选择处理部37中，根据从广域网络状况估计处理部36通知的广域网络的通信状况（能够输出的数据量）、从局域网络数据统计处理部35通知的局域网络14的通信状况（想要输出的数据量和优先级的分布）、从过滤处理部33通知的处理后的数据（异常值判定结果 等）这3个输入，决定实际将来自哪个终端的数据以何种形式进行过滤处理（过滤条件）并以何种顺序输出。优先顺序/过滤器类别选择处理部37将包含决定的过滤条件和输出顺序的结果通知给输出数据选择处理部38。
[0073]
图4是表示优先级控制部34的优先顺序/过滤器类别选择处理部37的处理流程
的图。
图4表示该决定方法的一例的动作流程。在图4中，首先，在初始状态（40）下，根
据从过滤处理部33通知来的处理后的数据、例如异常判定结果等，检测事件条件（41），判断局域网络的事件状态（42）。另外，该过滤处理部33中的异常判定如前面所详述，是指基于从温度传感器或送话器等传感信息的基准值得到的差分计算结果的异常值判定、面部检测、运动检测等基于特征提取的人物检测等软件处理。 [0075] 接着，根据该事件状态，选择应参照的数据压缩方法所记载的状态用表（43）。然后，根据想要输出的数据量和能够输出的数据量的比来计算压缩率，参照选择的状态表，决定适于压缩率的输出顺序和过滤器类别（44）。在本实施例中，进行该决定时，由局域网络数据统计处理部35进行局域网络的状态判定（45），并由广域网络状态估计处理部36进行广域网络的状态判定（46），基于其状态判定结果，根据后面说明的压缩度计算表来选择与两网络状态对应的压缩度（47），指定输出顺序和过滤器类别。该过滤器类别当然包含上述的时间方向的取样间隔剔除处理、量子化处理、摄像机图像信息的帧间隔剔除处理、图像尺寸变更处理等基于软件的压缩方法。 [0076] 接着，使用图5A，图5B、图6A、图6B，说明使用了以上说明的本实施例的监控系统的构成的、考虑了网络互联装置11中的网络的频带限制的优先级控制方法的具体例。网络互联装置11设定多个状态用表，该状态用表定义将来自各传感器及摄像机的数据向网络输出时的优先顺序，在通常时，根据传感器的警报检测时等事件条件来切换有效的表，由此实现考虑了频带限制的优先级控制方法。
[0074] [0077]
图5A示出了本实施例中的事件状态条件、即每个状态的表及其构成要素的一例。
在该图中，51、52、53分别表示状态A，状态B、状态C用的表。在示出了一例的状态C用表
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53中，作为表构成要素，具备与压缩度对应的 压缩率、输出顺序、过滤器类别。压缩度具有1以上的值。如状态C用表53所示，压缩度为1的情况下，压缩率为1.0，输出的数据未压缩。将输出顺序规定为按α、β、γ的顺序输出。压缩度为1的情况下，例如数据量成为259kbps，与压缩度变高相对应，数据量被设定为像131kbps、---、8.6kbps、4.6kbps这样降低。
图5B示出了用于根据本实施例中的网络状态和通信状况计算压缩度的压缩度计
算表54的一例。如该图所示，本实施例的情况下，基于该表54的纵轴的局域网络状态和横轴的广域网络状态，选择压缩度1～4。基于该选择·决定的压缩度，选择·决定各事件状态用表中的对应的压缩度。 [0079] 在图6A、图6B中，作为图5A所示的作为事件条件的状态的具体例，示出了在温度传感器的检测温度急剧变化等传感器1、传感器2的异常发生时这样的事件条件时使用的状态用表的一例。在图6A中，状态用表61与图5A的表53同样，作为表构成要素，具有压缩度、压缩率、输出顺序、过滤器类别，与压缩度1、2，3对应地分别具有图示的压缩率1.0、0.6、0.4。
[0080] 此外，作为输出顺序，对于传感器1～3、监视摄像机4、警报1～3，如图所示，具有发生了异常的传感器1的数据被最先输出这样的顺序。此外，作为过滤器类别，对于传感器1～3适当地选择无过滤器、仅输出警报检测结果等，对于监视摄像机适当地选择无间隔剔除、图像尺寸变更和间隔剔除、仅输出人的有无这样的特征提取结果等。例如，在压缩度3中，发生了异常的传感器1的警报结果、监视摄像机4的特征提取结果、其他传感器2、传感器3的警报检测结果被输出。 [0081] 同样地，在图6B的状态用表62中，与压缩度1、2、3对应地分别具有压缩率1.0、0.6、0.3，此外，输出顺序也如图所示地决定。此外，过滤器类别也如图所示。与图6A的状态用表61的差异在于，在输出顺序和过滤器类别中，传感器1更换为传感器2、监视摄像机5更换为监视摄像机4。这是为了将发生异常的传感器的数据最优先输出。即，事件状态条件为异常发生的情况下，将检测到该异常发生的传感器的数据设为最优先，接着根据与网络的通讯状况对应的压缩度，将相关联的监视摄像机的数据或其他传感器的数据设为优先。 [0082] 另外，图5A、图5B、图6A、图6B所示的各种表只是一例，当然也可以采用其他要素。 [0083] 图19A、B表示图6A、B的变形例。图19A、B将图6A、B进一步具体化，在输出顺序的项中，为了确定是从哪个终端发来的数据，首先指定在图18中说明的终端类别182和终端ID183。终端类别及终端ID的信息包含在从通信终端21发送来的包的头信息中。在输出顺序的项中未被指定的数据（例如本实施例的图19A中的监视摄像机4的图像）虽然被收集到网络互联装置11，但是不向管理中心13输出。在过滤器类别的项中，对于由输出顺序
[0078]
的项确定的数据，指定由过滤处理部33施加的处理的种类。例如，在压缩度1中，按照传感器1的处理前数据、监视摄像机5的处理前数据、传感器2的处理前数据、传感器3的处理前数据的顺序指定数据。在压缩度3中，按照传感器1的警报检测结果(事件状态)、监视摄像机5的特征提取结果、传感器2的警报检测结果、传感器3的警报检测结果的顺序指定输出数据。
[0084] 在本实施例中，决定优先级、即决定优先顺序之后，与能够输出的频带相应地选择传感数据及监视摄像机数据的压缩方法，所以与网络的通讯状态无关，能够总是将全部的
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来自通信终端的数据输出。 [0085] 使用图8、图14、图9、图10，说明用于本实施例的监控系统中的网络的通信状况判断的通信流程的一例。图8、图9、图10的通信流程对应于进行时刻赋予的装置或判断网络的通信状况的装置是网络互联装置11、管理中心13、通信终端12的情况。 [0086] 首先，图8所示的通信流程的情况下，监控系统上的通信终端12经由局域网络14向网络互联装置11进行包发送后，装置11通过之前说明的缓冲处理部进行缓冲（81），从缓冲后的包数据中选择输出的包数据（82）。接着，对选择的包的头信息赋予输出时的时刻信息（83），将该包经由广域网络10发送给管理中心13。在管理中心13中，将接收的包的头信息与接收时的时刻信息一起记录（84）。在图8中，例示了该广域发送时刻和广域接收时刻的一例。 [0087] 然后，管理中心13将该时刻差信息等作为逐次反馈信息向网络互联装置11发送。接收了该逐次反馈信息的网络互联装置11储存广域接收时刻 和广域发送时刻的时刻差的反馈信息，通过其统计处理，能够判断广域网络10的通信状况。通过图14说明该网络互联装置11中的统计处理。另外，该统计处理能够通过软件处理来实现，该软件处理是指，由CPU132执行存储在之前说明的图11的程序保存用处理器133中的统计处理程序。该统计处理程序包含在图3所示的网络互联装置11的构成的广域网络状况估计处理部37中。 图14的141是表示上述的时刻差的统计数据的概率分布的曲线图。图14的曲线
图141的横轴表示上述的时刻差，纵轴表示储存的数据延迟量（时刻差）的发生概率分布。统计处理程序根据与概率密度成为最大142的时刻差对应的延迟量包含在事先阈值设定的“富余”“通常”“混杂”的哪个区域中，来判断通信状况。作为该判断的指标，不仅是概率密度成为最大时的值，还可以使用累计概率比规定值大n个百分点（累计概率＞n%）时的值。此外，区域区分不限于图示的3区域，当然可以进一步细分。总之，这样的统计处理程序自身是很容易获得的。 [0089] 接着，说明图9所示的处理流程的情况。另外，以与图8的差异为中心进行说明。从网络互联装置11发送了选择的包数据后，管理中心13将接收的包的头信息与接收时的时刻信息一起记录（84），基于该时刻信息进行时刻差信息的统计处理，判断广域网络10的通信状况（91）。在图9的处理流程中，与图8不同，由管理中心13进行基于统计处理的广域网络10的通信状况的判断，并将该结果周期性地反馈给包发送源的网络互联装置11。该周期性的反馈信息当然发送给之前说明的图3的广域网络状况估计处理部37。 [0090] 接着，说明图10所示的处理流程的情况。该处理流程的情况下，通信终端12进行包生成的情况下，在头上赋予时刻信息（101），并进行该包发送。网络互联装置11将接收的包的头信息与接收时的时刻信息一起记录（102）。然后，通过与图8、图9的处理同样的处理，管理中心13将从装置11接收的包的头信息与接收时的时刻信息一起记录（103）。本处理流程的情况下，记录的时刻信息除了广域发送时刻、广域接收时刻之外，还包括包生成时刻和本地接收时刻。在此，本地接收时刻当然是网络互相装置经由局域网络14接收到包时的时刻信息。
[0088] [0091]
这些时刻信息通过逐次反馈被发送到网络互联装置11，在装置11中，根据本地接
收时刻和包生成时刻的差分信息，判断局域网络14的通信状况（104），同样地判断广域网络10的通信状况（85）。另外，作为其变形例，将从网络互联装置11向管理中心13发送的
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包的包生成时刻和本地接收时刻预先储存到装置11中，使用该储存数据进行时刻差的统计处理，也能够判断局域网络14的通信状况。在任一种情况下，当然由图3所示的网络互联装置11的构成之一的局域网络数据统计处理部35进行该统计处理。 [0092] 接着，使用图7，说明以上详述的第一实施例的数据输出方法的效果。在图7中，比较并示出了未使用本实施例的构成的以往方式和本实施例的方法的双方。在图7的上段所示的以往方式的情况下，在通常时，优先级较高的温度传感器等的数据速率较低，但是与希望以一定间隔可靠地发送的传感器1～3对应的传感数据71～73被进行了QoS频带保证，能够确保一定的数据输出量。另一方面，对于数据速率较高但通常时优先级较低的监视摄像机4，通过尽力服务通信，在能够发送的范围内尽可能多地发送，所以其数据输出量变动。在此，若通过警报检测来识别监视对象的异常发生，并提高监视摄像机数据74的优先级，则QoS频带保证被监视摄像机数据74独占，无法发送优先级较低的传感器数据72、73。此外，仅在警报发生时扩宽QoS保证频带的情况下，由于这时的网络的通讯状态，无法确保所需的QoS保证频带。 [0093] 另一方面，在图7的下段所示的本实施例的情况下，如上所述决定优先级、即决定优先顺序之后，与能够输出的频带75相应地选择传感数据71、监视摄像机数据74、传感数据72、73的压缩方法，所以与网络的通讯状态无关，能够总是将全部的来自通信终端的数据输出。
如以上详述，在本实施例的监控系统中，根据状态决定来自多个通信终端的数据
的优先顺序，进而与网络中能够输出的频带相应地选择压缩方法，所以与网络的通讯状态无关，能够以与该优先级相对应的输出顺序全部发送来自多个通信终端的数据。 [0095] 实施例2 [0096] 接着，作为广域网络状况估计处理部的第二实施例，说明使用基于TCP的流程控制的窗口尺寸信息的情况。
[0097] 在基于TCP的流程控制中，当返回ACK(Acknowledge)信号时，与TCP头的格式相应地传达窗口尺寸信息，该ACK信号是数据接收侧向发送侧通知已接受数据的意思的信号。该窗口尺寸信息表示接收侧一次能够接受的包量、即接收侧的缓存器的空闲状况。控制为，当窗口尺寸较小时，通过减少由发送侧发出的量来降低包的拥堵，当窗口尺寸较大时，通过增加由发送侧发出的量来提高吞吐量。该窗口尺寸信息未必与上述的第一实施例中说明的广域网络状况一致，但是能够作为广域网络状况的判断指标之一利用，能够在图3所示的网络互联装置11的广域网络状况估计处理部37中提取TCP头内的窗口尺寸信息并利用。
[0098] 实施例3 [0099] 接着，作为第三实施例，说明监控系统的其他通信系统的构成例。
[0100] 图15表示第三实施例的能够实现各种监控的监控系统的整体构成图。与图1的通信系统的实差异在于，在图15的通信系统中成为三层模型，本地网络14的边缘节点29与传感器26、27、监视摄像机28、以及监视装置等连接，边缘节点29进行传感数据和摄像机数据的过滤。也就是说，能够构成为分担一部分实施例1、2中的网络互联装置11的过滤处理部的功能。
[0094] [0101]
实施例4
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接着，作为第四实施例，说明工厂设备的远程监视系统的构成例。
[0103] 图16表示第四实施例的工厂设备的远程监视系统的整体构成图。在该图中，工厂设备内网络161与监视摄像机1（162）、监视摄像机2（168）、声音通信终端1（163）连接。网络互联装置11进行摄像机图像和声音数据的过滤，经由广域网络10与管理中心13内的声音通信终端164和显示器165连接。来自工厂设备内的监视摄像机162的影像显示在管理中心内的显示器165上。管理中心13中的监视员167观看显示器165的影像，能够掌握工厂设备内的状况。工厂设备内的操作员166根据需要，能够经由工厂设备侧的声音通信终端163和管理中心侧的声音通信终端165与管理中心内的监视员167通话。声音通信既可以从操作员166开始，也可以从监视员167开始。想要开始声音通信时，操作员166通过声音通信终端163，将声音传输开始请求指令发送给网络互联装置11。监视员167也同样地，通过声音通信终端165将声音传输开始请求指令发送给网络互联装置11。 [0104] 在第四实施例中，也与图4同样地，进行优先级控制部34的优先顺序/过滤器类别选择处理部37的处理。本实施例的情况下，作为事件检测41的内容的事件状态，可以想到与“来自声音通信终端163或165的声音传输开始请求指令的检测”或“基于传输包的解析的声音传输的检测”等声音通信有关的的事件被检测到时的状态和未被检测到时的状态。
图17A、图17B表示在上述声音事件检测时使用的状态用表的一例。在图17A中，
状态用表171与图5A的表53同样，作为表构成要素，具有压缩度、压缩率、输出顺序、过滤器类别，与压缩度1、2，3对应地分别具有图示的压缩率1.0、0.6、0.4。在输出顺序的项中，为了确定是从哪个终端发来的数据，首先指定在图18中说明的终端类别182和终端ID183。在过滤器类别的项中，对于由输出顺序的项确定的数据，指定由过滤处理部33施加的处理的种类。本实施例的情况下，由输出顺序的项指定的终端类别为“监视摄像机”和“声音通信终端”这2种。此外，终端ID与实施例1不同，按每个终端类别赋予“监视摄像机”1～n、“声音通信终端”1～n。图17A的表171设想未检测到与前述的声音有关的事件的情况的状态用表，输出顺序与压缩度无关，按照“监视摄像机”1～n、“声音通信终端”1～n的顺序进行指定。对于“声音通信终端”，过滤器类别也与压缩度无关，总是指定“压缩”。“监视摄像机”的过滤器类别根据压缩度，在压缩度为1时指定无过滤，在压缩度为2时指定“间隔剔除·缩小·压缩”，在压缩度为3时指定“特征提取”。 [0106] 同样，图17B的状态用表172设想检测到与前述的声音有关的事件的情况的状态用表，与图17A的状态用表171的差异在于，在输出顺序和过滤器类别中，将检测到声音事件的声音通信终端1的数据优先输出。其他输出数据根据通过图4的处理流程选择的压缩度来应用过滤。
[0107] 根据第四实施例，网络互联装置11通过与前述的声音有关的事件检测来决定摄像机图像、声音间的优先级，与工厂设备内网络和广域网络的状态对应地选择压缩度，从而与网络的通讯状态无关，能够进行通话品质较高的声音通信。 [0108] 产业上的可利用性
[0105]
本发明作为利用传感器或监视摄像机的监控系统、尤其是进行考虑了 宽频带网
的频带限制的优先级控制的监控技术是有用的。 [0110] 符号的说明
[0109]
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CN 102763386 A[0111] [0112] [0113] [0114] [0115] [0116] [0117] [0118] [0119] [0120] [0121] [0122] [0123] [0124] [0125] [0126] [0127] [0128] [0129] [0130] [0131] [0132] [0133] [0134] [0135] [0136] [0137] [0138] [0139] [0140] [0141] [0142] [0143] [0144] [0145] [0146] [0147] [0148] [0149]
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10…广域网络 11…网络互联装置 12…通信终端 13…管理中心 14…局域网络
20…监视装置 21…传感器1 22…传感器2 23…传感器3 24…监视摄像机4 25…监视摄像机5 26、27…传感器 28…摄像机 29…边缘节点
31…局域网络通信处理部 32…缓冲处理部 33…过滤处理部 34…优先级控制部
35…局域网络数据统计处理部 36…广域网络状况估计处理部
37…优先顺序/过滤器类别选择处理部 38…输出数据选择处理部 39…广域网络通信处理部 51、52、53…状态A、B、C用表 61、62、171、172…状态用表 71、72、73…传感数据 74…监视摄像机数据 75…能够输出的频带 111、121…局域网络通信I/F 112、122、132…CPU 113123、133…程序保存用处理器 114、124、134…运算用处理器 115、135…硬件加速器 116、126、136…广域网络通信I/F 117、127、137…内部总线。 161…工厂设备内网络 162、168…监视摄像机 163、164…声音通信终端 165…显示器
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166…操作员 167…监视员 180…头信息 181…传感信息 182…终端类别
183…终端ID
[0156] 184…时刻信息。
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图1
图2
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图3
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图4
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图5A
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图7
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图8
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图10
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图11
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图12
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图13
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图15
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图17B
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图19A
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