傳感技術同計算機技術與通信技術一起被稱為信息技術的三大支柱。從仿生學觀點，如果把計算機看成處理和識別信息的“大腦”

，把通信係統看成傳遞信息的“神經係統”的話

，那麼傳感器就是“感覺器官”。

隨著傳感器技術、數據處理技術
、計算機技術

、網絡通訊技術
、人(ren)工(gong)智(zhi)能(neng)技(ji)術(shu)和(he)並(bing)行(xing)計(ji)算(suan)的(de)軟(ruan)硬(ying)件(jian)技(ji)術(shu)等(deng)相(xiang)關(guan)技(ji)術(shu)的(de)發(fa)展(zhan)，多(duo)傳(chuan)感(gan)器(qi)信(xin)息(xi)融(rong)合(he)技(ji)術(shu)已(yi)受(shou)到(dao)了(le)廣(guang)泛(fan)關(guan)注(zhu)。隨(sui)著(zhe)科(ke)學(xue)技(ji)術(shu)的(de)進(jin)步(bu)
，多(duo)傳(chuan)感(gan)器(qi)信(xin)息(xi)融(rong)合(he)至(zhi)今(jin)已(yi)形(xing)成(cheng)和(he)發(fa)展(zhan)成(cheng)為(wei)一(yi)門(men)信(xin)息(xi)綜(zong)合(he)處(chu)理(li)的(de)專(zhuan)門(men)技(ji)術(shu)，並(bing)很(hen)快(kuai)推(tui)廣(guang)應(ying)用(yong)到(dao)工(gong)業(ye)機(ji)器(qi)人(ren)、智能檢測、自動控製、交通管理和醫療診斷等多種領域。我國從20世紀90年代也開始了多傳感器信息融合技術的研究和開發工作，並在工程上開展了多傳感器識別

、定位等同類信息融合的應用係統的開發，現在多傳感器信息融合技術越來越受到人們的普遍關注。

多傳感器信息融合技術的基本原理就像人的大腦綜合處理信息的過程一樣，將各種傳感器進行多層次
、多(duo)空(kong)間(jian)的(de)信(xin)息(xi)互(hu)補(bu)和(he)優(you)化(hua)組(zu)合(he)處(chu)理(li)，最(zui)終(zhong)產(chan)生(sheng)對(dui)觀(guan)測(ce)環(huan)境(jing)的(de)一(yi)致(zhi)性(xing)解(jie)釋(shi)。在(zai)這(zhe)個(ge)過(guo)程(cheng)中(zhong)要(yao)充(chong)分(fen)地(di)利(li)用(yong)多(duo)源(yuan)數(shu)據(ju)進(jin)行(xing)合(he)理(li)支(zhi)配(pei)與(yu)使(shi)用(yong)
，而(er)信(xin)息(xi)融(rong)合(he)的(de)最(zui)終(zhong)目(mu)標(biao)則(ze)是(shi)基(ji)於(yu)各(ge)傳(chuan)感(gan)器(qi)獲(huo)得(de)的(de)分(fen)離(li)觀(guan)測(ce)信(xin)息(xi)
，通(tong)過(guo)對(dui)信(xin)息(xi)多(duo)級(ji)別(bie)
、多(duo)方(fang)麵(mian)組(zu)合(he)導(dao)出(chu)更(geng)多(duo)有(you)用(yong)信(xin)息(xi)。這(zhe)不(bu)僅(jin)是(shi)利(li)用(yong)了(le)多(duo)個(ge)傳(chuan)感(gan)器(qi)相(xiang)互(hu)協(xie)同(tong)操(cao)作(zuo)的(de)優(you)勢(shi)，而(er)且(qie)也(ye)綜(zong)合(he)處(chu)理(li)了(le)其(qi)它(ta)信(xin)息(xi)源(yuan)的(de)數(shu)據(ju)來(lai)提(ti)高(gao)整(zheng)個(ge)傳(chuan)感(gan)器(qi)係(xi)統(tong)的(de)智(zhi)能(neng)化(hua)。

多傳感器融合係統具有四個顯著的特點：

1、信息的冗餘性：對於環境的某個特征
，可以通過多個傳感器(或者單個傳感器的多個不同時刻)得de到dao它ta的de多duo份fen信xin息xi，這zhe些xie信xin息xi是shi冗rong餘yu的de，並bing且qie具ju有you不bu同tong的de可ke靠kao性xing，通tong過guo融rong合he處chu理li，可ke以yi從cong中zhong提ti取qu出chu更geng加jia準zhun確que和he可ke靠kao的de信xin息xi。此ci外wai，信xin息xi的de冗rong餘yu性xing可ke以yi提ti高gao係xi統tong的de穩wen定ding性xing，從cong而er能neng夠gou避bi免mian因yin單dan個ge傳chuan感gan器qi失shi效xiao而er對dui整zheng個ge係xi統tong所suo造zao成cheng的de影ying響xiang。

2、信息的互補性：不(bu)同(tong)種(zhong)類(lei)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)可(ke)以(yi)為(wei)係(xi)統(tong)提(ti)供(gong)不(bu)同(tong)性(xing)質(zhi)的(de)信(xin)息(xi)，這(zhe)些(xie)信(xin)息(xi)所(suo)描(miao)述(shu)的(de)對(dui)象(xiang)是(shi)不(bu)同(tong)的(de)環(huan)境(jing)特(te)征(zheng)，它(ta)們(men)彼(bi)此(ci)之(zhi)間(jian)具(ju)有(you)互(hu)補(bu)性(xing)。如(ru)果(guo)定(ding)義(yi)一(yi)個(ge)由(you)所(suo)有(you)特(te)征(zheng)構(gou)成(cheng)的(de)坐(zuo)標(biao)空(kong)間(jian)，那(na)麼(me)每(mei)個(ge)傳(chuan)感(gan)器(qi)所(suo)提(ti)供(gong)的(de)信(xin)息(xi)隻(zhi)屬(shu)於(yu)整(zheng)個(ge)空(kong)間(jian)的(de)一(yi)個(ge)子(zi)空(kong)間(jian)，和(he)其(qi)他(ta)傳(chuan)感(gan)器(qi)形(xing)成(cheng)的(de)空(kong)間(jian)相(xiang)互(hu)獨(du)立(li)。

3、信息處理的及時性：gechuanganqidechuliguochengxianghuduli，zhenggechuliguochengkeyicaiyongbingxingdaorechulijizhi，congershixitongjuyougengkuaidechulisudu，tigonggengjiajishidechulijieguo。

4、信息處理的低成本性：多(duo)個(ge)傳(chuan)感(gan)器(qi)可(ke)以(yi)花(hua)費(fei)更(geng)少(shao)的(de)代(dai)價(jia)來(lai)得(de)到(dao)相(xiang)當(dang)於(yu)單(dan)傳(chuan)感(gan)器(qi)所(suo)能(neng)得(de)到(dao)的(de)信(xin)息(xi)量(liang)。另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian)
，如(ru)果(guo)不(bu)將(jiang)單(dan)個(ge)傳(chuan)感(gan)器(qi)所(suo)提(ti)供(gong)的(de)信(xin)息(xi)用(yong)來(lai)實(shi)現(xian)其(qi)他(ta)功(gong)能(neng)，單(dan)個(ge)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)成(cheng)本(ben)和(he)多(duo)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)成(cheng)本(ben)之(zhi)和(he)是(shi)相(xiang)當(dang)的(de)。

信(xin)息(xi)融(rong)合(he)作(zuo)為(wei)對(dui)多(duo)傳(chuan)感(gan)器(qi)信(xin)息(xi)的(de)綜(zong)合(he)處(chu)理(li)過(guo)程(cheng)
，具(ju)有(you)本(ben)質(zhi)的(de)複(fu)雜(za)性(xing)。在(zai)信(xin)息(xi)融(rong)合(he)處(chu)理(li)過(guo)程(cheng)中(zhong)，根(gen)據(ju)對(dui)原(yuan)始(shi)數(shu)據(ju)處(chu)理(li)方(fang)法(fa)的(de)不(bu)同(tong)，信(xin)息(xi)融(rong)合(he)係(xi)統(tong)的(de)體(ti)係(xi)結(jie)構(gou)主(zhu)要(yao)有(you)三(san)種(zhong)：集中式
、分布式和混合式。

1
、集中式：集(ji)中(zhong)式(shi)將(jiang)各(ge)傳(chuan)感(gan)器(qi)獲(huo)得(de)的(de)原(yuan)始(shi)數(shu)據(ju)直(zhi)接(jie)送(song)至(zhi)中(zhong)央(yang)處(chu)理(li)器(qi)進(jin)行(xing)融(rong)合(he)處(chu)理(li)
，可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)實(shi)時(shi)融(rong)合(he)，其(qi)數(shu)據(ju)處(chu)理(li)的(de)精(jing)度(du)高(gao)
，算(suan)法(fa)靈(ling)活(huo)，缺(que)點(dian)是(shi)對(dui)處(chu)理(li)器(qi)要(yao)求(qiu)高(gao)，可(ke)靠(kao)性(xing)較(jiao)低(di)，數(shu)據(ju)量(liang)大(da)，故(gu)難(nan)於(yu)實(shi)現(xian)。

2
、分布式：每個傳感器對獲得的原始數據先進行局部處理，包括對原始數據的預處理、分(fen)類(lei)及(ji)提(ti)取(qu)特(te)征(zheng)信(xin)息(xi)，並(bing)通(tong)過(guo)各(ge)自(zi)的(de)決(jue)策(ce)準(zhun)則(ze)分(fen)別(bie)作(zuo)出(chu)決(jue)策(ce)
，然(ran)後(hou)將(jiang)結(jie)果(guo)送(song)入(ru)融(rong)合(he)中(zhong)心(xin)進(jin)行(xing)融(rong)合(he)以(yi)獲(huo)得(de)最(zui)終(zhong)的(de)決(jue)策(ce)。分(fen)布(bu)式(shi)對(dui)通(tong)信(xin)帶(dai)寬(kuan)需(xu)求(qiu)低(di)、計算速度快、可靠性和延續性好，但跟蹤精度沒有集中式高。

3、混合式：daduoqingkuangshibashangshuerzhejinxingbutongdezuhe
，xingchengyizhonghunheshijiegou。tabaoliuleshangshuliangleixitongdeyoudian
，danzaitongxinhejisuanshangyaofuchujiaoangguidedaijia。danshi，cileixitongyeyoushangshuliangleixitongnanyibinideyoushi，zaishijichanghewangwangcaiyongcileijiegou。

最近，多功能集成化傳感器研究受到國內外的廣泛關注，化學分析、生物保護等方麵的集成傳感器相繼問世。隨著MEMS技ji術shu的de發fa展zhan
，人ren們men可ke以yi在zai同tong一yi材cai料liao上shang製zhi作zuo幾ji種zhong敏min感gan元yuan器qi件jian，製zhi成cheng能neng夠gou檢jian測ce多duo個ge參can量liang的de集ji成cheng化hua多duo功gong能neng傳chuan感gan器qi。多duo功gong能neng傳chuan感gan器qi主zhu要yao有you幾ji種zhong不bu同tong的de工gong作zuo原yuan理li及ji結jie構gou形xing式shi，其qi中zhong，由you於yu集ji成cheng度du高gao、體ti積ji小xiao
，各ge個ge敏min感gan元yuan器qi件jian的de工gong作zuo氛fen圍wei相xiang同tong，容rong易yi實shi現xian補bu償chang和he校xiao正zheng等deng優you勢shi，將jiang幾ji種zhong不bu同tong的de敏min感gan元yuan器qi件jian製zhi作zuo在zai同tong一yi個ge矽gui片pian，製zhi成cheng集ji成cheng化hua多duo功gong能neng傳chuan感gan器qi將jiang是shi多duo功gong能neng傳chuan感gan器qi發fa展zhan的de一yi個ge方fang向xiang。

ciwai，yinjinzhongjianjianjishuyeshishixianduochuanganqijichengdeyigechangjianjucuo。youyubutongleixingdechuanganqisuotigongdeganzhishujujiegoubuyizhi，weileshixianjierubutongleixing、butongchangjiadechuanganqi，xitongyaojiejueyigouganzhishujudejieruhechuliwenti，yijigecengzhijianjiaohuxieyidezhuanhuanyujiexiwenti，erzhongjianjianshishixiandicengyingjianshebeiyuyingyongxitongzhijianshujuchuanshu

、過濾、數據轉換以及交互協議的轉化與解析的一種中間程序。
[page]
中間件技術與係統的應用是順應目前安防市場發展形勢之舉。目前已有的安防係統主要由以下特點：

①安防係統軟件主要是由安防設備廠商所提供的專用C/S架(jia)構(gou)軟(ruan)件(jian)。通(tong)常(chang)情(qing)況(kuang)下(xia)，這(zhe)種(zhong)軟(ruan)件(jian)隻(zhi)能(neng)識(shi)別(bie)該(gai)設(she)備(bei)廠(chang)商(shang)的(de)一(yi)款(kuan)或(huo)者(zhe)幾(ji)款(kuan)產(chan)品(pin)，無(wu)法(fa)兼(jian)容(rong)其(qi)他(ta)廠(chang)商(shang)的(de)產(chan)品(pin)，其(qi)內(nei)部(bu)通(tong)信(xin)協(xie)議(yi)與(yu)信(xin)息(xi)格(ge)式(shi)完(wan)全(quan)封(feng)閉(bi)
，導(dao)致(zhi)可(ke)擴(kuo)展(zhan)性(xing)差(cha)。並(bing)且(qie)由(you)於(yu)C/S架(jia)構(gou)軟(ruan)件(jian)自(zi)身(shen)所(suo)具(ju)有(you)的(de)使(shi)用(yong)前(qian)安(an)裝(zhuang)和(he)無(wu)法(fa)統(tong)一(yi)升(sheng)級(ji)等(deng)缺(que)點(dian)，一(yi)旦(dan)設(she)備(bei)提(ti)供(gong)商(shang)有(you)新(xin)的(de)產(chan)品(pin)上(shang)市(shi)了(le)，原(yuan)先(xian)的(de)軟(ruan)件(jian)也(ye)無(wu)法(fa)兼(jian)容(rong)該(gai)產(chan)品(pin)

，隻(zhi)能(neng)是(shi)先(xian)對(dui)係(xi)統(tong)進(jin)行(xing)升(sheng)級(ji)，然(ran)後(hou)讓(rang)所(suo)有(you)用(yong)戶(hu)都(dou)重(zhong)新(xin)安(an)裝(zhuang)一(yi)遍(bian)，極(ji)大(da)降(jiang)低(di)了(le)用(yong)戶(hu)體(ti)驗(yan)，同(tong)時(shi)對(dui)於(yu)廠(chang)商(shang)來(lai)說(shuo)，開(kai)發(fa)、維護、升級的成本都大大提高，係統的兼容性與可擴展性差。

②有(you)些(xie)安(an)防(fang)係(xi)統(tong)是(shi)僅(jin)針(zhen)對(dui)某(mou)一(yi)類(lei)型(xing)安(an)防(fang)設(she)備(bei)的(de)單(dan)一(yi)係(xi)統(tong)，或(huo)者(zhe)是(shi)集(ji)成(cheng)了(le)多(duo)個(ge)子(zi)係(xi)統(tong)，但(dan)各(ge)個(ge)子(zi)係(xi)統(tong)之(zhi)間(jian)獨(du)立(li)工(gong)作(zuo)。每(mei)一(yi)個(ge)子(zi)係(xi)統(tong)都(dou)要(yao)單(dan)獨(du)監(jian)控(kong)的(de)話(hua)，將(jiang)耗(hao)費(fei)大(da)量(liang)的(de)人(ren)力(li)物(wu)力(li);bingqietongyishijianyinqigegexitongdulibaojing，daozhijiankongrenyuanrenweishiliangcibuxiangguandebaojing，zheyejianggeijiankongrenyuandailaixuduobubian

，zaochengrenliziyuandelangfei。

而我們的實際項目需求是：可以接入不同類型
、不同廠家的傳感器設備
，包括紅外傳感器、溫度傳感器和攝像頭;用戶體驗性好，不需要在使用軟件前先進行安裝，隻要在可以聯網的環境下，通過瀏覽器即可查看實時的警情信息;可維護性好
，如果係統進行更新升級，隻需要對服務器端的代碼進行更新即可，而不是對所有客戶端的軟件進行升級;形成一個整體的安防係統，而不是各個子係統單一工作;不同類型的傳感器之間可以協同報警，從而提供更為全麵的報警信息;智能化程度高，監控人員不用再7*24時間監視著視頻牆，一旦有異常情況出現
，係統會自動進行分析，並以圖像、聲音
、duanxindefangshitongzhijiankongrenyuan
，tongshihuiduibaojingshiduanjinxingluxiang，zheyangjiuwuxushihoucongdaliangjiankongshipinzhongxunzhaoyichanghuamian。zhenduizhexiexuqiu
，liyongzhongjianjianjishushixianduochuanganqijichenggongnengdeanfangxitongyingyunersheng，cichuyijiyuweb技術的多傳感器協同報警安防係統設計為例，簡要闡述係統設計應用相關要素。

本係統體係架構包含感知層、傳輸層與應用層。

感知層：由多種不同類型傳感器組成：主要用於集采異常信息
，這些傳感器的類型和功能可以有很大的差異
，它們可以使不同廠家的、不同型號的

、不同用途的、擁有不同數據格式和通信協議的。在本係統中
，我們使用紅外探測器
、溫度傳感器和攝像頭三種來做示範研究。紅外探測器可以檢測某一空間內是否有人經過，適用於倉庫類型的場所

，以檢測是否有人闖入;溫度傳感器可以檢測某一場所內的溫度信息，可用以檢測環境是否有異常;攝像頭則用於探測畫麵中是否有異常情況出現，包括人員的運動檢測

、畫麵丟失檢測、物體丟失檢測等，同時還可以利用攝像頭進行錄像。

傳輸層：由you網wang關guan節jie點dian組zu成cheng。傳chuan輸shu層ceng在zai應ying用yong層ceng與yu感gan知zhi層ceng之zhi間jian起qi到dao一yi個ge傳chuan遞di信xin息xi的de功gong能neng。網wang關guan節jie點dian通tong過guo數shu據ju適shi配pei中zhong間jian件jian和he網wang關guan中zhong間jian件jian來lai實shi現xian傳chuan感gan器qi感gan知zhi數shu據ju的de信xin息xi獲huo取qu和he下xia發fa控kong製zhi命ming令ling功gong能neng。

應用層：由安防係統和web應用組成。Web應用包括PC端和移動終端上的應用。安防係統通過平台中間件實現數據資源的開放，同時也實現了安防係統對傳輸層設備
、感知層設備的向下尋址功能。

感知層與傳輸層之間通過數據適配中間件接口進行通信;傳輸層與應用層之間通過網關中間件接口進行通信;而應用層中的安防係統與web應用之間通過平台中間件接口進行通信。
係統中設計三種中間件：數shu據ju適shi配pei中zhong間jian件jian，網wang關guan中zhong間jian件jian和he平ping台tai中zhong間jian件jian。從cong功gong能neng上shang說shuo，它ta們men向xiang下xia為wei多duo種zhong設she備bei的de異yi構gou感gan知zhi數shu據ju提ti供gong統tong一yi的de接jie入ru格ge式shi和he能neng力li
，並bing進jin行xing數shu據ju的de存cun儲chu和he整zheng合he;向上以統一接口的方式開放設備資源的能力

，提供對感知層設備數據的一致性訪問
，同時為各層之間的交互協議提供了轉換和解析。

數據適配中間件：為使不同廠家、不同型號、不同用途、擁yong有you不bu同tong數shu據ju格ge式shi的de傳chuan感gan器qi都dou可ke以yi接jie入ru到dao係xi統tong中zhong
，係xi統tong引yin入ru數shu據ju適shi配pei中zhong間jian件jian。針zhen對dui不bu同tong的de傳chuan感gan器qi設she備bei提ti供gong相xiang應ying的de數shu據ju獲huo取qu與yu處chu理li模mo塊kuai
，將jiang獲huo取qu到dao的de各ge種zhong異yi構gou數shu據ju按an照zhao統tong一yi的de格ge式shi進jin行xing封feng裝zhuang;數據適配中間件也可以按照一定的規則解析安防係統的控製命令，進而根據傳感器的唯一標識分發給各感知層設備。

網關中間層：網關中間件在係統中具有唯一標識，它的作用包括：負責感知層與應用層之間的信息傳遞

，將數據適配中間件封裝好的數據發送給平台中間件;按照事先規定好的規則解析安防係統的控製命令;負責感知層與傳輸層之間的交互協議的轉換與解析。它使用socket連接進行向上和向下的消息傳遞。

平台中間層：安防係統通過平台中間件實現對感知數據的接收和處理功能
，以及對網關、感知層設備的向下尋址功能。同時還負責傳輸層與應用層之間交互協議的轉換與解析。
本ben係xi統tong通tong過guo多duo傳chuan感gan器qi中zhong間jian件jian的de運yun用yong，以yi及ji對dui消xiao息xi交jiao互hu方fang式shi和he消xiao息xi格ge式shi自zi定ding義yi等deng配pei套tao措cuo施shi，為wei設she備bei提ti供gong方fang和he資zi源yuan使shi用yong方fang提ti供gong了le一yi種zhong新xin型xing的de安an防fang軟ruan件jian架jia構gou

，助zhu力li實shi現xian智zhi能neng安an防fang。

目前流行的組合傳感設備，在安防也很受青睞。傳感設備封裝中加入加速度傳感設備
、陀tuo螺luo儀yi或huo電dian子zi羅luo盤pan所suo形xing成cheng的de不bu同tong組zu合he產chan品pin，通tong過guo在zai各ge單dan一yi封feng裝zhuang中zhong整zheng合he能neng夠gou增zeng加jia更geng多duo的de應ying用yong功gong能neng

，並bing且qie盡jin可ke能neng的de節jie約yue了le空kong間jian及ji成cheng本ben。在zai這zhe些xie應ying用yong愈yu來lai愈yu廣guang泛fan的de領ling域yu推tui動dong下xia
，這zhe兩liang年nian來lai組zu合he傳chuan感gan設she備bei市shi場chang的de銷xiao售shou額e一yi直zhi處chu於yu不bu斷duan上shang升sheng的de狀zhuang態tai，市shi場chang潛qian力li巨ju大da。

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