CN112114952A - 一种多级阈值触发传感器及多级阈值触发方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种多级阈值触发传感器及多级阈值触发方法，多级阈值触发传感器包括多级阈值触发传感模块、事件驱动任务调度模块和上层应用模块，多级阈值触发传感模块包括子传感器、监测项处理模块、多级阈值触发模块和监测等级设置模块。多级阈值触发方法包括：多级阈值触发传感模块根据监测等级进行数据采集；判断是否存在数据异常，若存在异常则进入下一步；反之，则上报数据，进入第一步；根据监测等级进行相应告警优先级的告警及调整监测等级同时上报数据，进入第一步。本发明的优点是：能够尽最大限度的减小***空转时间，按需分配***资源，达到减小***运行功耗的目的；通过设置阈值实现多个事件的生成，通过对事件的执行实现多级阈值触发。

Description

一种多级阈值触发传感器及多级阈值触发方法
技术领域
本发明涉及传感器领域，尤其涉及一种多级阈值触发传感器及多级告警方法。
背景技术
传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
传统的传感器只能够按照预设的检测方案进行固定采样频率的数据采集，对于具有报警功能的传感器也只能够进行对某一特定情况进行报警，并不能根据采集数据的变化调整采样频率和报警等级。
在进行地质灾害检测时，需要采集多个数据，综合考虑这些数据进行地质灾害预警，同时还按照行业技术规范，地质灾害预警需要包括蓝色预警、黄色预警、橙色预警和红色预警，而传统的传感器只能进行单一预警，需要与其他设备配合使用才能够到达上述需求。
发明内容
本发明主要解决传统传感器只能进行固定采样频率的数据采集及对某一特定情况进行报警的问题，提供了具有多个报警等级、数据上报频率、采样频率的一种多级阈值触发传感器及多级告警方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是，一种多级阈值触发传感器，包括：
多级阈值触发传感模块，用于数据采集并根据采集的数据生成不同优先级的事件；
事件驱动任务调度模块，设有事件队列对多级阈值触发传感模块产生的事件进行维护，按照事件产生的先后顺序读取事件，并根据事件优先级进行处理；
上层应用模块，用于对事件驱动任务调度模块的运行策略进行控制并接收事件驱动任务调度模块发出的信息。
事件驱动任务调度模块，通过维护一个事件队列来驱动调度器的调度工作，多级阈值触发传感模块产生的事件按照事件产生时间的先后放入事件队列。调度器按照先入先出的顺序读取事件，并依据线程优先级调度线程。在同线程优先级情况下，调度器采用先来先服务的策略调度线程，以确保各线程之间调度的公平性。在线程优先级不同的情况下，调度器优先调度优先级高的线程。在高优先级线程等待低优先级线程所占用资源的情况下，带来的优先级反转的问题采用优先级继承的方式处理，即调度器暂时调高低优先级线程的优先级，和正在等待资源的高优先级线程的优先级相同。当调度器处理完事件队列中的事件后，如果没有新的事件产生，则调度器将执行由上层应用传入的低功耗策略，进入低功耗状态。如果***有新的事件产生，调度器执行上层应用传入的低功耗策略，退出低功耗模式，重新开始执行事件驱动调度功能。事件驱动任务调度模块能尽最大限度的减小***空转时间，按需分配***资源，达到减小***运行功耗的目的，通过事件队列实现多级阈值触发。
作为上述方案的一种优选方案，所述多级阈值触发传感模块包括：
子传感器，检测不同种类的数据；
监测等级设置模块，用于设置监测等级，所述监测等级包括子传感器采集频率、上报方式和监测项；
监测项处理模块，根据监测项对子传感器采集的数据进行处理，判断是否存在异常；
多级阈值触发模块，设有多个阈值，通过对阈值和通过对阈值和监测项处理模块处理后的数据进行比较判断是否生成事件及确定事件的优先级，所述事件为触发告警和调整监测等级中的一个或多个。通过设置阈值实现多个事件的生成，通过对事件的执行实现多级阈值触发。
作为上述方案的一种优选方案，所述上报方式包括实时上报、定时上报、周期上报和触发上报。不同的上报方式应对不同的场景需求。上报方式不同，设备的运行功耗也有所不同，提高了传感器的适用范围和续航时间。
作为上述方案的一种优选方案，所述监测项包括监测属性、告警等级、监测方法和监测参数，所述监测属性为子传感器所检测的数据，所述监测方法为判断子传感器所采集数据是否存在异常的方法，所述监测参数为监测方法所使用的参数，告警等级为监测项触发告警时的告警优先级。
对应的，本发明还提供一种多级阈值触发传感器多级阈值触发方法，采用上述多级阈值触发传感器，包括以下步骤：
S1：所述多级阈值触发传感模块根据监测等级进行数据采集；
S2：判断是否存在数据异常，若存在异常则进入步骤S3；反之，则上报数据，进入步骤S1;
S3：根据监测等级进行相应告警优先级的告警及调整监测等级同时上报数据，进入步骤S1。
通过调整监测等级改变数据采集频率、上报方式和监测项，到达多级阈值触发的效果。
作为上述方案的一种优选方案，所述步骤S1中，所述步骤S1中，多级阈值触发传感模块中的子传感器按照监测等级中的子传感器采集频率进行数据采集。
作为上述方案的一种优选方案，所述步骤S2中，监测项处理模块按照监测项中的监测方法进行数据处理并判断是否存在异常。
作为上述方案的一种优选方案，所述多级阈值触发模块通过对阈值和监测项处理模块处理后的数据进行比较判断是否生成事件及确定事件的优先级。
作为上述方案的一种优选方案，所述事件驱动任务调度模块对阈值比较器生成的事件进行处理，所述事件为触发告警和调整监测等级中的一个或多个。
作为上述方案的一种优选方案，上报数据时按照当前监测等级的上报方式进行上报。
本发明的优点是：设有事件驱动任务调度模块能够尽最大限度的减小***空转时间，按需分配***资源，达到减小***运行功耗的目的；通过设置阈值实现多个事件的生成，通过对事件的执行实现多级阈值触发。
附图说明
图1为实施例中多级阈值触发传感器的一种结构框图。
图2为实施例多级阈值触发方法的一种流程示意图。
1-多级阈值触发传感模块 2-事件驱动任务调度模块 3-上层应用模块 4-子传感器 5-监测等级设置模块 6-监测项处理模块 7-多级阈值触发模块。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的说明。
实施例：
本实施例一种多级阈值触发传感器，如图1所示，包括多级阈值触发传感模块1、事件驱动任务调度模块2和上层应用模块3，多级阈值触发传感模块用于数据采集并根据采集的数据生成不同优先级的事件，事件驱动任务调度模块中设有调度器和时间队列，通过事件队列对多级阈值触发传感模块产生的事件进行维护，调度器按照事件产生的先后顺序读取事件，并根据事件优先级进行处理，上层应用模块用于对事件驱动任务调度模块的运行策略进行控制并接收事件驱动任务调度模块发出的信息。
多级阈值触发传感模块包括若干子传感器4、监测项处理模块5、多级阈值触发模块7和监测等级设置模块6，子传感器模块用于监测不用种类的数据，如温度、湿度、位移、声音和降雨量等，监测项处理模块根据监测项对子传感器采集的数据进行处理，判断是否存在异常；，如通过累加获取总位移，判断总位移是否过大，通过对位移量和降雨量加权计算滑坡概率等，多级阈值触发模块中对不同种类的数据设有多个阈值，通过对阈值和监测项处理模块处理后的数据进行比较判断是否生成事件及确定事件的优先级，事件为触发告警和调整监测等级中的一个或多个，监测等级设置模块用于设置监测等级，监测等级包括子传感器采集频率、上报方式和监测项。
其中，上报方式包括实时上报、定时上报、周期上报和触发上报。在实时上报模式下，数据上报的频率和传感器采集的频率相同，即设备立刻上报采集到的传感数据，在采集传感数据的同时，判断数据是否异常，如果存在数据异常，设备额外上报一条告警信息；定时上报为设备按照设定的采样频率采集传感数据，并在预先设定好的时间点上报传感数据，在设备采集传感数据的同时判断数据是否存在异常，如果存在数据异常，则立刻上报异常数据和告警消息；周期上报是定时上报的变种，设备按照设定好的采样频率采集传感数据，并按照预设的频次上报传感数据，设定的上报频次必须为传感器采样频率的整数倍，数据异常处理策略同定时上报一致；在触发上报模式时设备以设定的采样频率采集传感数据并判断数据是否异常，只有在传感数据存在异常的情况下，设备才上报异常数据和告警信息。不同的上报方式应对不同的场景需求。上报方式不同，设备的运行功耗也有所不同，一般情况下设备的功耗关系如下：实时上报>周期上报>定时上报>触发上报。
检测项包括监测属性、告警等级、监测方法和监测参数，监测属性为子传感器所检测的数据 ，如加速度传感器的加速度值，温度传感器的温度值等，监测方法为判断子传感器所采集数据是否存在异常的方法，通常为设置基准值比较大小，也为行业经验公式或算法；监测参数为监测方法所使用的参数，如对多个监测属性进行综合判断时，各个监测属性的加权值；告警等级为监测项触发告警时的告警优先级。
以滑坡监测为例，在多级阈值触发模块中设置总位移阈值分别为10mm、45mm、85mm和100mm，当总位移小于10mm，生成第五优先级的事件，即不触发告警，保持第五监测等级，该监测等级下，采集频率为1次/h，上报频率为1次/12h，监测项的监测属性为位移，告警等级为最低等级，即不进行告警，监测方法为对位移进行累加并与多级阈值触发模块中设置总位移阈值进行比较，监测参数为空；当总位移大于10mm小于45mm时生成第四优先级的事件，触发蓝色预警，调整监测等级为第四监测等级，该监测等级下，采集频率为1次/30min，上报频率为1次/6h，监测项的监测属性、监测方法和监测参数与第五监测等级相同，告警等级高于第五监测等级；当总位移大于45mm小于85mm时生成第三优先级的事件，触发黄色预警，调整监测等级为第三监测等级，该监测等级下，采集频率为1次/10min，上报频率为1次/2h，监测项的监测属性、监测方法和监测参数与第五监测等级相同，告警等级高于第四监测等级；当总位移大于85mm小于100mm时生成第二优先级的事件，触发橙色预警，调整监测等级为第二监测等级，该监测等级下，采集频率为1次/0.5min，上报频率为1次/5min，监测项的监测属性、监测方法和监测参数与第五监测等级相同，告警等级高于第三监测等级；当总位移大于100mm时生成第一优先级的事件，触发红色预警，调整监测等级为第一监测等级，该监测等级下，采集频率为1次/0.5s，上报频率为1次/s，监测项的监测属性、监测方法和监测参数与第五监测等级相同，告警等级高于第二监测等级。第一优先级先与第二优先级执行，以此类推。在极端情况下，可能出现不同优先级的事件集中在短时间内生成，此时优先级高的事件优先执行，高等级的告警覆盖低等级的告警。
对应的，本实施例还提供一种多级阈值触发传感器多级阈值触发方法，采用上述多级阈值触发传感器，如图2所示，包括以下步骤：
S1：多级阈值触发传感模块根据监测等级进行数据采集，多级阈值触发传感模块中的子传感器按照监测等级中的子传感器采集频率进行数据采集；
S2：监测项处理模块按照监测项中的监测方法进行数据处理并判断是否存在异常，若存在异常则进入步骤S3；反之，则上报数据，进入步骤S1；
S3：多级阈值触发模块通过对阈值和监测项处理模块处理后的数据进行比较判断是否生成事件及确定事件的优先级，事件驱动任务调度模块对多级阈值触发模块生成的事件进行处理，事件为触发告警和调整监测等级中的一个或多个。根据监测等级进行相应告警优先级的告警及调整监测等级同时上报数据，进入步骤S1，上报数据时按照当前监测等级的上报方式进行上报。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种多级阈值触发传感器，其特征是：包括：
多级阈值触发传感模块，用于数据采集并根据采集的数据生成不同优先级的事件；
事件驱动任务调度模块，设有事件队列对多级阈值触发传感模块产生的事件进行维护，按照事件产生的先后顺序读取事件，并根据事件优先级进行处理；
上层应用模块，用于对事件驱动任务调度模块的运行策略进行控制并接收事件驱动任务调度模块发出的信息。
2.根据权利要求1所述的一种多级阈值触发传感器，其特征是：所述多级阈值触发传感模块包括：
子传感器，检测不同种类的数据；
监测等级设置模块，用于设置监测等级，所述监测等级包括子传感器采集频率、上报方式和监测项；
监测项处理模块，根据监测项对子传感器采集的数据进行处理，判断是否存在异常；
多级阈值触发模块，设有多个阈值，通过对阈值和监测项处理模块处理后的数据进行比较判断是否生成事件及确定事件的优先级，所述事件为触发告警和调整监测等级中的一个或多个。
3.根据权利要求2所述的一种多级阈值触发传感器，其特征是：所述上报方式包括实时上报、定时上报、周期上报和触发上报。
4.根据权利要求2所述的一种多级阈值触发传感器，其特征是：所述监测项包括监测属性、告警等级、监测方法和监测参数，所述监测属性为子传感器所检测的数据，所述监测方法为判断子传感器所采集数据是否存在异常的方法，所述监测参数为监测方法所使用的参数，告警等级为监测项触发告警时的告警优先级。
5.一种多级阈值触发传感器多级阈值触发方法，采用权利要求1-4任一项所述的多级阈值触发传感器，其特征是：包括以下步骤：
S1：所述多级阈值触发传感模块根据监测等级进行数据采集；
S2：判断是否存在数据异常，若存在异常则进入步骤S3；反之，则上报数据，进入步骤S1;
S3：根据监测等级进行相应告警优先级的告警及调整监测等级同时上报数据，进入步骤S1。
6.根据权利要求5所述的一种多级阈值触发传感器多级阈值触发方法，其特征是：所述步骤S1中，多级阈值触发传感模块中的子传感器按照监测等级中的子传感器采集频率进行数据采集。
7.根据权利要求5所述的一种多级阈值触发传感器多级阈值触发方法，其特征是：所述步骤S2中，监测项处理模块按照监测项中的监测方法进行数据处理并判断是否存在异常。
8.根据权利要求7所述的一种多级阈值触发传感器多级阈值触发方法，其特征是：所述多级阈值触发模块通过对阈值和监测项处理模块处理后的数据进行比较判断是否生成事件及确定事件的优先级。
9.根据权利要求8所述的一种多级阈值触发传感器多级阈值触发方法，其特征是：所述事件驱动任务调度模块对多级阈值触发模块生成的事件进行处理，所述事件为触发告警和调整监测等级中的一个或多个。
10.根据权利要求5所述的一种多级阈值触发传感器多级阈值触发方法，其特征是：上报数据时按照当前监测等级的上报方式进行上报。
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