一种基于边缘计算的社区噪音处理方法和系统与流程

本申请涉及边缘计算及学习监控领域，尤其涉及一种基于边缘计算的社区噪音处理方法和系统。

背景技术：

目前社区中，经常有居民在不合适的时段发出噪音，影响邻里的正常休息。而且，有时噪音来源比较隐蔽，邻里不知道噪音的来源在何处，无法处理噪音。

而且，传统上，从噪音产生，到邻里反应到物业，物业再派遣人员进行处理，这需要一个比较长的时间周期，也许等到物业人员前往噪音源处理噪音时，噪音已经不再产生了，而人们正常的工作休息却已经被短暂的噪音所打乱，这就迫切要求一种能即使识别噪音源，并能立即进行简单噪音处理的方法。

边缘计算是指在靠近物或数据源头的一侧，采用网络、计算、存储、应用核心能力为一体的开放平台，就近提供最近服务。边缘计算通过给予网络边缘设备一定的计算能力和存储能力，形成“智能终端—边缘服务器—云数据中心”三层系统结构，在网络的边缘提供通信和it服务、存储和计算资源，以降低应用的处理延迟以及更有效地利用移动网络。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请的目的在于提出一种基于边缘计算的社区噪音处理方法和系统，提高噪音处理效率，解决目前社区管理过程中，噪音处理效率低的技术问题。

基于上述目的，本申请提出了一种基于边缘计算的社区噪音处理方法，包括：

在社区中每个住户的噪音传播出口处设置噪音边缘计算节点，所述噪音边缘计算节点面向住户声源方向设置，并通过旋转采集噪音的大小和方位；

在采集到的噪音超过噪音通知阈值时，通过边缘计算网络向邻居噪音边缘计算节点扩散噪音源的大小和方位，并直接发送至社区管理员；

在采集到的噪音超过第一噪音控制阈值时，触发所述噪音源对应的噪音边缘计算节点执行噪音源控制策略，并向邻居噪音边缘计算节点发送通知信号；

所述邻居噪音边缘计算节点在接收到所述通知信号后，持续监测噪音大小和方位，当所述噪音的大小超过第二噪音控制阈值时，触发所述邻居噪音边缘计算节点执行噪音传播控制策略。

在一些实施例中，所述方法还包括：

设置噪音频度阈值，在离散型噪音源的频度超过所述噪音频度阈值时，通过边缘计算网络向邻居噪音边缘计算节点扩散噪音源的大小、频度和方位，并直接发送至社区管理员。

在一些实施例中，所述方法还包括：

每个噪音边缘计算节点记录对应住户的噪音产生记录，并对所述记录进行规则抽取得到噪音发生规律，向邻居噪音边缘计算节点发送所述噪音发生规律；

所述邻居噪音边缘计算节点根据所述噪音发生规律，预测出回避噪音时间，并向对应的住户发出噪音回避策略。

在一些实施例中，在社区中每个住户的噪音传播出口处设置噪音边缘计算节点，所述噪音边缘计算节点面向住户声源方向设置，并通过旋转采集噪音的大小和方位，包括：

每个住户的噪音传播出口处安装多个噪音边缘计算节点；

所述多个噪音边缘计算节点同时对指定住户发出的噪音进行检测，并根据全部检测结果进行校准，确定噪音的大小和方位。

在一些实施例中，所述执行噪音源控制策略，包括：

向所述噪音源对应的住户发送提醒信息；

向所述噪音源方向释放消音物质。

在一些实施例中，向邻居噪音边缘计算节点发送通知信号，包括：

根据噪音源的噪音大小、方向和距离，发送按照不同优先级发送通知信号，所述优先级按照以下公式确定：

其中，p为所述优先级，db为所述噪音源的噪音大小，an为所述邻居噪音边缘计算节点与所述噪音源连线和所述噪音源噪音传播中心线之间的夹角，dis为所述邻居噪音边缘计算节点与所述噪音源之间的距离。

基于上述目的，本申请还提出了一种基于边缘计算的社区噪音处理系统，包括：

构建模块，用于在社区中每个住户的噪音传播出口处设置噪音边缘计算节点，所述噪音边缘计算节点面向住户声源方向设置，并通过旋转采集噪音的大小和方位；

采集模块，用于在采集到的噪音超过噪音通知阈值时，通过边缘计算网络向邻居噪音边缘计算节点扩散噪音源的大小和方位，并直接发送至社区管理员；

第一控制模块，用于在采集到的噪音超过第一噪音控制阈值时，触发所述噪音源对应的噪音边缘计算节点执行噪音源控制策略，并向邻居噪音边缘计算节点发送通知信号；

第二控制模块，用于所述邻居噪音边缘计算节点在接收到所述通知信号后，持续监测噪音大小和方位，当所述噪音的大小超过第二噪音控制阈值时，触发所述邻居噪音边缘计算节点执行噪音传播控制策略。

在一些实施例中，所述系统还包括：

频度检测模块，用于设置噪音频度阈值，在离散型噪音源的频度超过所述噪音频度阈值时，通过边缘计算网络向邻居噪音边缘计算节点扩散噪音源的大小、频度和方位，并直接发送至社区管理员。

在一些实施例中，所述系统还包括：

规则抽取模块，用于每个噪音边缘计算节点记录对应住户的噪音产生记录，并对所述记录进行规则抽取得到噪音发生规律，向邻居噪音边缘计算节点发送所述噪音发生规律；

回避策略模块，用于所述邻居噪音边缘计算节点根据所述噪音发生规律，预测出回避噪音时间，并向对应的住户发出噪音回避策略。

在一些实施例中，所述构建模块，包括：

初始单元，用于每个住户的噪音传播出口处安装多个噪音边缘计算节点；

校准单元，用于所述多个噪音边缘计算节点同时对指定住户发出的噪音进行检测，并根据全部检测结果进行校准，确定噪音的大小和方位。

附图说明

在附图中，除非另外规定，否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解，这些附图仅描绘了根据本发明公开的一些实施方式，而不应将其视为是对本发明范围的限制。

图1示出根据本发明实施例的基于边缘计算的社区噪音处理方法的流程图。

图2示出根据本发明实施例的基于边缘计算的社区噪音处理方法的流程图。

图3示出根据本发明实施例的基于边缘计算的社区噪音处理方法的流程图。

图4示出根据本发明实施例的基于边缘计算的社区噪音处理系统的构成图。

图5示出根据本发明实施例的基于边缘计算的社区噪音处理系统的构成图。

图6示出根据本发明实施例的基于边缘计算的社区噪音处理系统的构成图。

图7示出根据本发明实施例的构建模块的构成图。

图8示出根据本发明实施例的原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

图1示出根据本发明实施例的基于边缘计算的社区噪音处理方法的流程图。如图1所示，该基于边缘计算的社区噪音处理方法包括：

步骤s11、在社区中每个住户的噪音传播出口处设置噪音边缘计算节点，所述噪音边缘计算节点面向住户声源方向设置，并通过旋转采集噪音的大小和方位。

举例来说，噪音边缘计算节点可以设置在社区中每户住户的大门口正对位置，也可以设置在住户家庭的窗户口或阳台外侧，因为这些位置都是噪音能够直接往外传播的位置，也是噪音监测和噪音处理的最佳位置。

而且，这些噪音边缘计算的角度可以根据噪音的大小和方向自动进行调节。例如，噪音边缘计算节点可以安装在可旋转雷达式支架上，当监测到存在噪音时，进行360度的旋转，选择一个能够最准确监测噪音源产生方向和大小的角度，然后持续进行一段时间的采集，待监测数据进入稳定状态后得出最终的噪音检测指，从而更加准确地对噪音源进行监控。

在一种实施方式中，在社区中每个住户的噪音传播出口处设置噪音边缘计算节点，所述噪音边缘计算节点面向住户声源方向设置，并通过旋转采集噪音的大小和方位，包括：

每个住户的噪音传播出口处安装多个噪音边缘计算节点；

所述多个噪音边缘计算节点同时对指定住户发出的噪音进行检测，并根据全部检测结果进行校准，确定噪音的大小和方位。

具体来说，可以在住户的噪音传播出口处设置多个噪音边缘计算节点。例如，可以在住户的大门口正对位置设置一个或多个噪音边缘计算节点，同时也可以在住户的阳台和窗户外设置一个或多个噪音边缘计算节点。

如图8所述，s为噪音源，扇形asc为噪音源s的扩散方向，sb为噪音扩散的中心线，因此，可以在扇形边缘abc上设置一个或多个噪音边缘计算节点，优选地，在位置c设置一个噪音边缘计算节点可以最准确地监测出s的噪音大小、方位和种类。

综合多个噪音边缘计算节点的监测数据(例如，对全部噪音边缘计算节点的监测数据进行加权平均)，可以更为准确地确定噪音源的大小和方向。

另一方面，还可以把一个噪音边缘计算节点的监测数据当作基准数据，使用其他噪音边缘计算节点的监测数据进行校正，从而更加准确地确定噪音源的大小和方向。例如，以住户的大门口正对位置的噪音边缘计算节点的监测数据为基准，用住户窗口和阳台外的噪音边缘计算节点的监测数据对大门口正对位置的噪音边缘计算节点的监测数据进行校正。

步骤s12、在采集到的噪音超过噪音通知阈值时，通过边缘计算网络向邻居噪音边缘计算节点扩散噪音源的大小和方位，并直接发送至社区管理员。

具体来说，根据噪音的大小可以将噪音分为多个层次，例如有的噪音刚发生，但有变大的趋势，此时，可以当噪音的大小超过了通知阈值时，即可向邻居或是社区管理人员进行提前通知，从而防止噪音大小进一步恶化，影响社区居民的正常生活。

步骤s13、在采集到的噪音超过第一噪音控制阈值时，触发所述噪音源对应的噪音边缘计算节点执行噪音源控制策略，并向邻居噪音边缘计算节点发送通知信号。

例如，当监测到的噪音达到一定程度时，可以立即通过噪音边缘计算节点的一些操作进行干预，从而防止噪音对周围邻居的影响。例如，当检测到存在噪音源正在打洞钻孔时，有可能噪音源只是打一两个孔，等到社区管理人员到来时，孔已经打完，邻居已经被吵醒，社区管理人员也白来一趟。针对这一情况，当噪音边缘计算节点监测到噪音源正在打孔时，立即启动控制策略，便可以在最短的时间内对噪音进行处理，从而提高噪音的处理效率，改善噪音的处理效果。

在一种实施方式中，所述执行噪音源控制策略，包括：

向所述噪音源对应的住户发送提醒信息；

向所述噪音源方向释放消音物质。

具体来说，从噪音的处理经验来看，控制噪音可以从噪音的传播源、传播途径和噪音的接收者三个角度进行控制，因此，噪音源控制策略也包括这三个方面。向所述噪音源对应的住户发送提醒信息包括两个方面的内容，一方面，从噪音的接收者角度进行噪音控制，例如，可以通过智能视听的方式，按照噪音源的大小、种类、方向给邻居住户发出噪音躲避建议；另一方面，从噪音的传播源进行噪音控制，例如，也可以通过智能视听的方式，按照噪音源的大小、种类，并结合周围邻居的起居习惯、生活要求、社区规范向噪音的传播源发出噪音产生提醒。

另外，还可以向所述噪音源方向释放消音物质。例如，可以向噪音源方向喷洒消音物质，又如，可以控制下拉社区中指定位置的隔音卷帘门，从而阻隔噪音的传播。

在一种实施方式中，向邻居噪音边缘计算节点发送通知信号，包括：

根据噪音源的噪音大小、方向和距离，发送按照不同优先级发送通知信号，所述优先级按照以下公式确定：

其中，p为所述优先级，db为所述噪音源的噪音大小，an为所述邻居噪音边缘计算节点与所述噪音源连线和所述噪音源噪音传播中心线之间的夹角，dis为所述邻居噪音边缘计算节点与所述噪音源之间的距离。

另外，在噪音边缘计算节点组成的噪音边缘计算网络中，噪音状态经过采集、分析后，以定向组播的形式向边缘学习网络中指定的多个邻居边缘计算节点进行传输，而没有采用传统的广播形式，这是因为，一方面，本地边缘计算服务器具有一定的计算能力，能够分析计算出哪些邻居边缘服务器需要这些数据；另一方面，采用组播的形式进行传输可以大幅减小网络负载，避免出现网络拥塞。

步骤s14、所述邻居噪音边缘计算节点在接收到所述通知信号后，持续监测噪音大小和方位，当所述噪音的大小超过第二噪音控制阈值时，触发所述邻居噪音边缘计算节点执行噪音传播控制策略。

具体来说，当噪音进一步扩大时，可以通知邻居边缘计算节点启动噪音传播控制策略，在邻居边缘计算节点处进行噪音传播的控制。例如，可以在与噪音源由近到远的顺序，逐步开启消音设备，一方面节约了噪音阻隔的资源，另一方面，有效地保护了社区内邻居的休息权利。

图2示出根据本发明实施例的基于边缘计算的社区噪音处理方法的流程图。如图2所示，该基于边缘计算的社区噪音处理方法还包括：

步骤s15、设置噪音频度阈值，在离散型噪音源的频度超过所述噪音频度阈值时，通过边缘计算网络向邻居噪音边缘计算节点扩散噪音源的大小、频度和方位，并直接发送至社区管理员。

举例来说，有一种噪音形式，虽然噪音的大小不足以影响人们的正常的工作生活，但是它一直以一定的频度发出声响，这给社区中人们的正常生活造成了影响。因此，除了对噪音源的大小、种类、方向等进行监测，还可以对噪音源的频度进行监测，从而更加全面地保护社区住户正常的生活。

图3示出根据本发明实施例的基于边缘计算的社区噪音处理方法的流程图。如图3所示，该基于边缘计算的社区噪音处理方法还包括：

步骤s16、每个噪音边缘计算节点记录对应住户的噪音产生记录，并对所述记录进行规则抽取得到噪音发生规律，向邻居噪音边缘计算节点发送所述噪音发生规律。

步骤s17、所述邻居噪音边缘计算节点根据所述噪音发生规律，预测出回避噪音时间，并向对应的住户发出噪音回避策略。

具体来说，社区中产生噪音的噪音源一般具有规律性，例如，装修期间，总是会发出声响，因此，对指定噪音源的装修噪音进行记录，并统计出规律，根据规律向邻居发出回避建议(例如，建议用户在某个时间段离开住处或是开启隔音设备)，从而让用户最小程度收到干扰。

图4示出根据本发明实施例的基于边缘计算的社区噪音处理系统的构成图。如图4所示，该基于边缘计算的社区噪音处理系统整体可以分为：

构建模块41，用于在社区中每个住户的噪音传播出口处设置噪音边缘计算节点，所述噪音边缘计算节点面向住户声源方向设置，并通过旋转采集噪音的大小和方位；

采集模块42，用于在采集到的噪音超过噪音通知阈值时，通过边缘计算网络向邻居噪音边缘计算节点扩散噪音源的大小和方位，并直接发送至社区管理员；

第一控制模块43，用于在采集到的噪音超过第一噪音控制阈值时，触发所述噪音源对应的噪音边缘计算节点执行噪音源控制策略，并向邻居噪音边缘计算节点发送通知信号；

第二控制模块44，用于所述邻居噪音边缘计算节点在接收到所述通知信号后，持续监测噪音大小和方位，当所述噪音的大小超过第二噪音控制阈值时，触发所述邻居噪音边缘计算节点执行噪音传播控制策略。

图5示出根据本发明实施例的基于边缘计算的社区噪音处理系统的构成图。如图5所示，该基于边缘计算的社区噪音处理系统整体可以分为：

频度检测模块45，用于设置噪音频度阈值，在离散型噪音源的频度超过所述噪音频度阈值时，通过边缘计算网络向邻居噪音边缘计算节点扩散噪音源的大小、频度和方位，并直接发送至社区管理员。

图6示出根据本发明实施例的基于边缘计算的社区噪音处理系统的构成图。如图6所示，该基于边缘计算的社区噪音处理系统整体可以分为：

规则抽取模块46，用于每个噪音边缘计算节点记录对应住户的噪音产生记录，并对所述记录进行规则抽取得到噪音发生规律，向邻居噪音边缘计算节点发送所述噪音发生规律；

回避策略模块47，用于所述邻居噪音边缘计算节点根据所述噪音发生规律，预测出回避噪音时间，并向对应的住户发出噪音回避策略。

图7示出根据本发明实施例的构建模块的构成图。从图7可以看出，构建模块包括：

初始单元411，用于每个住户的噪音传播出口处安装多个噪音边缘计算节点；

校准单元412，用于所述多个噪音边缘计算节点同时对指定住户发出的噪音进行检测，并根据全部检测结果进行校准，确定噪音的大小和方位。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(ram)，只读存储器(rom)，可擦除可编辑只读存储器(eprom或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式只读存储器(cdrom)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读存储介质中。所述存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到其各种变化或替换，这些都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。