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多传感器集成技术助力智能安防建设

2015-03-26 09:32
林契于宸
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  信息处理的低成本性

  多个传感器可以花费更少的代价来得到相当于单传感器所能得到的信息量。另一方面,如果不将单个传感器所提供的信息用来实现其他功能,单个传感器的成本和多传感器的成本之和是相当的。

  多传感信息融合架构形式

  信息融合作为对多传感器信息的综合处理过程,具有本质的复杂性。在信息融合处理过程中,根据对原始数据处理方法的不同,信息融合系统的体系结构主要有三种:集中式、分布式和混合式。

  集中式

  集中式将各传感器获得的原始数据直接送至中央处理器进行融合处理,可以实现实时融合,其数据处理的精度高,算法灵活,缺点是对处理器要求高,可靠性较低,数据量大,故难于实现。

  分布式

  每个传感器对获得的原始数据先进行局部处理,包括对原始数据的预处理、分类及提取特征信息,并通过各自的决策准则分别作出决策,然后将结果送入融合中心进行融合以获得最终的决策。分布式对通信带宽需求低、计算速度快、可靠性和延续性好,但跟踪精度没有集中式高。

  混合式

  大多情况是把上述二者进行不同的组合,形成一种混合式结构。它保留了上述两类系统的优点,但在通信和计算上要付出较昂贵的代价。但是,此类系统也有上述两类系统难以比拟的优势,在实际场合往往采用此类结构。

  最近,多功能集成化传感器研究受到国内外的广泛关注,化学分析、生物保护等方面的集成传感器相继问世。随着MEMS技术的发展,人们可以在同一材料上制作几种敏感元器件,制成能够检测多个参量的集成化多功能传感器。多功能传感器主要有几种不同的工作原理及结构形式,其中,由于集成度高、体积小,各个敏感元器件的工作氛围相同,容易实现补偿和校正等优势,将几种不同的敏感元器件制作在同一个硅片,制成集成化多功能传感器将是多功能传感器发展的一个方向。

  此外,引进中间件技术也是实现多传感器集成的一个常见举措。由于不同类型的传感器所提供的感知数据结构不一致,为了实现接入不同类型、不同厂家的传感器,系统要解决异构感知数据的接入和处理问题,以及各层之间交互协议的转换与解析问题,而中间件是实现底层硬件设备与应用系统之间数据传输、过滤、数据转换以及交互协议的转化与解析的一种中间程序。

  基于中间件技术的多传感器系统集成中间件技术与系统的应用是顺应目前安防市场发展形势之举。目前已有的安防系统主要由以下特点:安防系统软件主要是由安防设备厂商所提供的专用C/S架构软件。通常情况下,这种软件只能识别该设备厂商的一款或者几款产品,无法兼容其他厂商的产品,其内部通信协议与信息格式完全封闭,导致可扩展性差。并且由于C/S架构软件自身所具有的使用前安装和无法统一升级等缺点,一旦设备提供商有新的产品上市了,原先的软件也无法兼容该产品,只能是先对系统进行升级,然后让所有用户都重新安装一遍,极大降低了用户体验,同时对于厂商来说,开发、维护、升级的成本都大大提高,系统的兼容性与可扩展性差。

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