用于操作具有带有数据使用上限的蜂窝通信连接的安全系统的方法和系统

技术领域

本公开总体涉及安全系统，并且更具体地涉及用于操作具有带有数据使用上限的蜂窝通信连接的安全系统的系统和方法。

背景技术

安全系统可包括在监控区域内的多个安全传感器。例如，监控区域可以是室内或室外。例如，每个安全传感器可与安全面板通信。每个安全面板可与远程监控站通信。蜂窝通信可用于安全面板和远程监控站之间的至少一些通信。安全面板还可依赖于蜂窝通信来从远程基于云的服务器(不同于远程监控站)接收更新、配置等。在许多情况下，用于配置和操作安全系统(包括安全面板和安全面板与其他计算机之间的通信)的蜂窝通信可具有数据使用限制。在一些情况下，这些数据使用限制是因为依赖于预付费蜂窝通信数据卡。

应当理解，在某些情况下，特别是在使用预付费蜂窝通信数据卡的情况下，安全系统可能面临或发生不能正常工作的情形，因为当系统需要通信时，它不再具有足够的剩余可用数据来通信。如果找到改进的用于操作具有带有数据使用上限的蜂窝通信连接的安全系统的方法和系统，则将会是有益的。

发明内容

本公开总体涉及用于操作具有带有数据使用上限的蜂窝通信连接的安全系统的方法和系统。这可包括监测剩余可用蜂窝数据并更高效地使用剩余可用蜂窝数据。可以在用于提高安全系统的可靠性的方法中找到示例，该安全系统包括现场安全面板和场外中央监控站(CMS)。安全面板和CMS经由在预定义时间段具有预定义蜂窝数据使用上限(例如每月100兆字节)的蜂窝通信连接进行通信。该例示性方法包括：确定从预定义时间段开始经由蜂窝通信连接的蜂窝通信数据使用量；以及至少部分地基于从预定义时间段开始经由蜂窝通信连接的蜂窝通信数据使用量以及预定义时间段的预定义蜂窝数据使用上限，来确定预定义时间段的剩余部分的蜂窝通信数据剩余量。至少部分地基于蜂窝通信数据剩余量以及在预定义时间段结束之前的剩余时间，确定是否预期预计的蜂窝通信数据使用量在预定义时间段结束时或之前超过预定义蜂窝数据使用上限。响应于确定预期预计的蜂窝通信数据使用量在预定义时间段结束时或之前超过预定义蜂窝数据使用上限，改变安全系统的一个或多个操作以减少安全系统的蜂窝通信数据使用量，从而至少延长安全系统的基本功能。

另一示例可在用于操作安全系统的安全面板的方法中找到，其中安全面板经由蜂窝通信连接与场外中央监控站(CMS)和/或基于云的服务器通信，该蜂窝通信连接在预定义时间段内具有预定义蜂窝数据使用上限。该例示性方法包括：安全面板确定从预定义时间段开始经由蜂窝通信连接的蜂窝通信数据使用量；以及至少部分地基于从预定义时间段开始经由蜂窝通信连接的蜂窝通信数据使用量以及预定义时间段的预定义蜂窝数据使用上限，来确定预定义时间段的剩余部分的蜂窝通信数据剩余量。安全面板至少部分地基于蜂窝通信数据剩余量以及在预定义时间段结束之前的剩余时间，确定是否预期预计的蜂窝通信数据使用量在预定义时间段结束时或之前超过预定义蜂窝数据使用上限。响应于确定预期预计的蜂窝通信数据使用量在预定义时间段结束时或之前超过预定义蜂窝数据使用上限，安全面板改变安全面板的一个或多个操作以减少蜂窝通信数据使用量。

另一个示例可以存在于具有存储在其上的指令的非暂态计算机可读存储介质中。当指令由安全系统的一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器确定自预定义时间段开始以来安全面板与一个或多个场外中央监控站(CMS)和/或基于云的服务器之间经由蜂窝通信连接的蜂窝通信数据使用量，其中该蜂窝通信连接在预定义时间段具有预定义蜂窝数据使用上限。使该一个或多个处理器至少部分地基于从预定义时间段开始经由蜂窝通信连接的蜂窝通信数据使用量以及预定义时间段的预定义蜂窝数据使用上限，来确定预定义时间段的剩余部分的蜂窝通信数据剩余量。使该一个或多个处理器至少部分地基于蜂窝通信数据剩余量以及在预定义时间段结束之前的剩余时间，确定是否预期预计的蜂窝通信数据使用量在预定义时间段结束时或之前超过预定义蜂窝数据使用上限。响应于确定预期预计的蜂窝通信数据使用量在预定义时间段结束时或之前超过预定义蜂窝数据使用上限，使该一个或多个处理器自动改变或推荐改变安全系统的一个或多个操作以减少安全系统的蜂窝通信数据使用量。

提供前面的发明内容是为了便于理解本公开的一些特征，而并非意图作为完整的描述。通过将整个说明书、权利要求书、附图和说明书摘要作为一个整体，能够获得对本公开的全面理解。

附图说明

结合附图考虑以下对本公开的各种示例性实施方案的描述，可以更全面地理解本公开，其中：

图1为例示性安全系统的示意性框图；

图2为例示性方法的流程图；

图3为例示性方法的流程图；

图4为例示性方法的流程图；

图5为例示性安全系统的示意性框图；

图6为例示性方法的流程图；并且

图7为例示性方法的流程图。

虽然本公开服从于各种修改和另选形式，但是其细节已经在附图中以示例的方式示出并将被详细描述。然而，应当理解，其意图不是将本公开的方面限制到所描述的特定例示性实施方案。相反，其意图是覆盖落入本公开的实质和范围内的所有修改、等同物和替代方案。

具体实施方式

下面的描述应该参照附图来阅读，其中相同的附图标号指示相同的元件。附图不一定按比例绘制，并且不旨在限制本公开的范围。在一些图中，为了清楚起见，可能已省略对于理解所示部件之间的关系而言认为不必要的元件。

本文假设所有数字均由术语“约”修饰，除非内容另有明确说明。用端点对数值范围的表述包括包含在该范围内的所有数字(例如，1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5)。

如在本说明书和所附权利要求中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指代物，除非内容另有明确说明。如在本说明书和所附权利要求中所使用的，术语“或”通常以其包括“和/或”的意义使用，除非内容另有明确说明。

应当注意，在说明书中对“实施方案”、“一些实施方案”、“其他实施方案”等的引用指示所描述的实施方案可包括特定特征、结构或特性，但是每个实施方案可不必包括特定的特征、结构或特性。而且，这些短语不一定是指同一实施方案。另外，当结合实施方案描述特定特征、结构或特性时，可以设想到，无论是否明确描述，该特征、结构或特性可以应用于其他实施方案，除非另外明确相反陈述。

图1为例示性安全系统10的示意性框图。例示性安全系统10包括被分别标记为12a、12b和12n的多个传感器12。应当理解，安全系统10可包括任意数量的传感器12。传感器12可包括各种不同类型的传感器，诸如但不限于门打开传感器、窗打开传感器、PIR(无源红外)和其它移动传感器、玻璃破损检测器等。

每个传感器12可被配置为使用多种有线或无线通信协议中的任一种与现场安全面板14通信。传感器12可向现场安全面板14提供信号，报告每个传感器12可能已检测或感测到的情况(如有)。例如，在一些情况下，现场安全面板14可向传感器12中的至少一些传感器提供指令，诸如但不限于指示传感器12中的至少一些传感器在特定时间激活，或在另一特定时间关闭。在一些情况下，传感器12向现场安全面板14报告，但是在安全系统10未警戒的时间期间，现场安全面板14可能忽略所接收的信号。

现场安全面板14可与场外中央监控站(CMS)16通信。在一些情况下，现场安全面板14可向CMS 16传送警报或可能的警报。虽然仅示出了一个CMS 16，但是应当理解，在一些情况下，安全系统10可包括多于一个的CMS 16。例如，安全系统10可分布在多个设施之间，每个现场安全面板14(或多个现场安全面板14)向不同的CMS 16报告。在一些情况下，多个CMS16可以层级方式布置，可能较低层级的CMS 16各自与一个或多个现场安全面板14通信，较低层级的CMS 16各自与较高层级的CMS 16通信。这只是示例。

在一些情况下，现场安全面板14可与基于云的服务器18通信。在一些情况下，基于云的服务器18可将系统配置信息传送到现场安全面板14。例如，基于云的服务器18可定期向现场安全面板14提供系统更新。在一些情况中，CMS 16还可与基于云的服务器18通信。在一些情况下，CMS 16的功能和基于云的服务器18的功能可被合并到单个块中。在一些情况下，CMS 16可由基于云的服务器18托管。

现场安全面板14与CMS 16之间的通信以及现场安全面板14与基于云的服务器18之间的通信可包括蜂窝通信链路。在一些情况下，CMS 16与基于云的服务器18之间的通信可以是基于蜂窝的通信，但这不是必需的。表明现场安全面板14、CMS 16和基于云的服务器18中的任一者之间的通信是基于蜂窝的通信即意味着该等设备之间的通信路径的至少一段经由蜂窝网络发生。应当理解，在一些情况下，现场安全面板14和CMS 16例如可以仅使用蜂窝网络彼此直接通信。在一些情况下，现场安全面板14与CMS 16之间的至少一些通信或通信的一部分可经由蜂窝网络发生，而其他通信或通信的一部分可经由其他网络发生，包括但不限于局域网(LAN)或广域网(WAN)。

在一些情况下，安全系统10的组件之间的至少一些蜂窝通信可以利用具有预定义蜂窝数据使用上限或限制的预付费蜂窝数据计划。此类上限或限制通常与物联网Sim卡(IoT SIM卡)相关联。因此，在一些情况下，安全系统10或其部分的可用的蜂窝数据可能不足。如果安全系统10的可用蜂窝数据严重不足，则安全系统10可能不能够如预期的那样正常工作。因此，安全系统10可以采用跟踪甚至学习其蜂窝数据消耗的方法，并且可以将其与剩余蜂窝数据进行比较。如果适当，安全系统10可实施各种改变以节省蜂窝数据使用，从而至少延长安全系统的基本功能。图2至图4是示出安全系统10这样做的例示性方法的示例的流程图。

图2是示出用于提高安全系统(诸如安全系统10)的可靠性的例示性方法20的流程图，该安全系统包括现场安全面板(诸如现场安全面板14)和场外中央监控站(CMS)(诸如CMS 16)，安全面板和CMS经由蜂窝通信连接通信，该蜂窝通信连接在预定义时间段具有预定义蜂窝数据使用上限(例如每月100兆字节)。当通信路径的至少一段经由蜂窝网络发生时，现场安全面板与CMS之间的通信被认为是经由蜂窝连接进行通信。例示性方法20包括确定从预定义时间段开始(例如，一个月的开始)经由蜂窝通信连接的蜂窝通信数据使用量，如框22所示。

至少部分地基于从预定义时间段开始经由蜂窝通信连接的蜂窝通信数据使用量以及预定义时间段的预定义蜂窝数据使用上限，来确定预定义时间段的剩余部分(例如，一个月的剩余部分)的蜂窝通信数据剩余量，如框24所示。在一些情况下，可以至少部分地基于以往预定义时间段期间以往蜂窝通信数据使用历史记录确定预计的蜂窝通信数据使用量，有时考虑以往预定义时间段期间的不同时间期间的数据使用率、一周的不同日子期间的数据使用率、一年的不同时间期间的数据使用率、不同假日期间的数据使用率、当安全系统设置在不同安全级别时的数据使用率，和/或任何其他合适的因素。在一些情况下，预计的蜂窝通信数据使用量基于数据使用模式研究。在一些情况下，可以至少部分地基于使用以往蜂窝通信数据使用历史记录来训练的机器学习模型确定预计的蜂窝通信数据使用量。

至少部分地基于蜂窝通信数据剩余量以及在预定义时间段结束之前的剩余时间，确定是否预期预计的蜂窝通信数据使用量在预定义时间段结束时或之前超过预定义蜂窝数据使用上限，如框26所示。

响应于确定预期预计的蜂窝通信数据使用量在预定义时间段结束时或之前超过预定义蜂窝数据使用上限，改变安全系统的一个或多个操作以减少安全系统的蜂窝通信数据使用量，如框28所示。在一些情况下，方法20还可包括将一个或多个通知传送给场外CMS。一个或多个通知可推荐对安全系统的现有静态配置的一个或多个改变，从而改变安全系统的一个或多个操作以减少安全系统的蜂窝通信数据使用量。

在一些情况下，改变安全系统的一个或多个操作以减少安全系统的蜂窝通信数据使用量可包括减少由安全系统经由蜂窝通信连接传送的诊断数据量。作为示例，减少诊断数据量可包括排除由安全系统通过蜂窝通信连接传送的诊断数据的类型。

改变安全系统的一个或多个操作以减少安全系统的蜂窝通信数据使用量可包括减少由安全系统经由蜂窝通信连接传送的操作数据量。作为示例，减少操作数据量可包括排除由安全系统通过蜂窝通信连接传送的操作数据的类型。在一些情况下，改变安全系统的一个或多个操作以减少安全系统的蜂窝通信数据使用量可包括减少由安全系统通过蜂窝通信连接传送的维护数据量。作为示例，减少维护数据量可包括排除由安全系统通过蜂窝通信连接传送的维护数据的类型。

改变安全系统的一个或多个操作以减少安全系统的蜂窝通信数据使用量可包括改变安全系统在通过蜂窝通信连接进行通信时所使用的一个或多个通信参数。作为示例，改变一个或多个通信参数可包括减少在通信被认为失败之前的重试次数和/或增加通过蜂窝通信连接进行的重试间隔。作为另一示例，改变一个或多个通信参数可包括增加经由蜂窝通信连接发送更新的操作数据的更新间隔，或者增加设备之间的看门狗查验间隔。

图3是示出用于操作安全系统(诸如安全系统10)的安全面板(诸如现场安全面板14)的例示性方法32的流程图，其中安全面板通过蜂窝通信连接与场外中央监控站(CMS)(诸如CMS 16)和/或基于云的服务器(诸如基于云的服务器18)通信，该蜂窝通信连接在预定义时间段具有预定义蜂窝数据使用上限。例示性方法32包括安全面板确定从预定义时间段开始经由蜂窝通信连接的蜂窝通信数据使用量，如框34所示。安全面板至少部分地基于从预定义时间段开始经由蜂窝通信连接的蜂窝通信数据使用量以及预定义时间段的预定义蜂窝数据使用上限，来确定预定义时间段的剩余部分的蜂窝通信数据剩余量，如框36所示。

安全面板至少部分地基于蜂窝通信数据剩余量以及在预定义时间段结束之前的剩余时间，确定是否预期预计的蜂窝通信数据使用量在预定义时间段结束时或之前超过预定义蜂窝数据使用上限，如框38所示。在一些情况下，至少部分地基于以往蜂窝通信数据使用历史记录来确定预计的蜂窝通信数据使用量。可以至少部分地基于使用以往蜂窝通信数据使用历史记录来训练的机器学习模型，确定预计的蜂窝通信数据使用量。响应于确定预期预计的蜂窝通信数据使用量在预定义时间段结束时或之前超过预定义蜂窝数据使用上限，安全面板改变安全面板的一个或多个操作以减少蜂窝通信数据使用量，如框40所示。

在一些情况下，方法32还可包括安全面板向场外中央监控站(CMS)和/或基于云的服务器传送一个或多个通知。一个或多个通知可推荐对安全面板的现有静态配置的一个或多个改变，以改变安全面板的一个或多个操作，从而减少蜂窝通信数据使用量，如框42所示。在一些情况下，改变安全面板的一个或多个操作以减少蜂窝通信数据使用量可包括减少以下一者或多者：减少通过蜂窝通信连接传送的诊断数据量、减少通过蜂窝通信连接传送的操作数据量，和/或减少通过蜂窝通信连接传送的维护数据量。在一些情况下，改变安全面板的一个或多个操作以减少蜂窝通信数据使用量可包括改变安全面板在通过蜂窝通信连接进行通信时所使用的一个或多个通信参数。在一些情况下，安全面板可以自动改变安全面板的一个或多个操作以减少蜂窝通信数据使用量。

图4是示出在执行保存在非暂态计算机可读存储介质上的一系列可执行指令时可以由安全系统(诸如安全系统10)的一个或多个处理器执行的例示性的一系列步骤44的流程图。例如，一个或多个处理器可设置在现场安全面板14内。一个或多个处理器可设置在CMS 16内，或者甚至设置在基于云的服务器18内。在一些情况下，一个或多个处理器可包括分布在两个或更多个现场安全面板14、CMS 16和/或基于云的服务器18之间的两个或更多个处理器。

当执行可执行指令时，可使一个或多个处理器确定自预定义时间段开始以来安全面板与一个或多个场外中央监控站(CMS)和/或基于云的服务器之间经由蜂窝通信连接的蜂窝通信数据使用量，其中该蜂窝通信连接在预定义时间段具有预定义蜂窝数据使用上限，如框46所示。至少部分地基于从预定义时间段开始经由蜂窝通信连接的蜂窝通信数据使用量以及预定义时间段的预定义蜂窝数据使用上限，来确定预定义时间段的剩余部分的蜂窝通信数据剩余量，如框48所示。

至少部分地基于蜂窝通信数据剩余量以及在预定义时间段结束之前的剩余时间，确定是否预期预计的蜂窝通信数据使用量在预定义时间段结束时或之前超过预定义蜂窝数据使用上限，如框50所示。响应于确定预期预计的蜂窝通信数据使用量在预定义时间段结束时或之前超过预定义蜂窝数据使用上限，自动改变或推荐改变安全系统的一个或多个操作以减少安全系统的蜂窝通信数据使用量，如框52所示。

图5为例示性安全系统54的示意性框图。例示性安全系统54可以被认为是安全系统10的示例。属于安全系统10的任何特征可应用于安全系统54。属于安全系统54的任何特征可应用于安全系统10。例示性安全系统54包括提供多个特征的控制面板56。如图所示，控制面板56包括安全应用块58、数据池块60、数据分析块62和机器学习块64。数据使用数据从安全应用程序块58流到数据池块60。经过滤的数据从数据池块60流到数据分析块62。经分析的数据从数据分析块62流到机器学习块64。机器学习块64向安全面板控制台66提供配置信息。

数据优化在机器学习块64和安全应用块58之间来回流动。安全应用块58将警报和事件传送到蜂窝模块68，该蜂窝模块又允许控制面板56和专用云70之间的蜂窝通信。这允许事件信息、诊断信息、控制信息和固件升级从专用云70传送到控制面板56。蜂窝模块68还允许控制面板56与CMS 72和CMS 74之间的蜂窝通信。在一些情况下，警报信息被传送到CMS72和/或CMS 74。

图6是示出例示性方法76的流程图。例示性方法76包括收集数据，如框78所示。清理数据，如框80所示。拆分数据，如框82所示。将数据形成为簇并分组，如框84所示。了解数据，包括对数据进行排序，如框86所示。匹配数据，如框88所示。形成模型，如框90所示。分析数据，并确定推荐，如框92所示。

在一些情况下，针对每个端点对数据进行过滤和清理，并且针对每个端点测量和计数协议参数。诸如握手会话中的字节数、增量时间间隔、ResetPackets计数、Fin Packet计数、OutOfOrder Packet计数、Alert计数、重复确认计数、重传、Alert类型、Late响应计数、纳秒响应时间、重试计数等。使用无监督的学习技术使用K Means、DNN对这些数据分组。在一些情况下，对数据模型进行清理，检查离群值，提取特征并利用合适的ML模型(如随机森林或增强学习模型)进行训练。

图7为例示性方法94的流程图。例示性方法94包括收集数据，如框96所示。获得配置的端点，如框98所示。分割数据流，如框100所示。提取数据，如框102所示。对原始数据执行分析，如框104所示，并与预期数据频率匹配，如框106所示。将数据模型公式化，如框108所示。估计预计的数据使用，如框110所示。将预计的数据使用与数据计划中可用的剩余数据进行比较，以便确定校正动作，如框112所示。

在一些情况下，系统可具有三个(或更多个)数据状态，包括正常数据状态、优化数据状态和关键优化数据状态。当预计数据使用未指示数据使用将超过预定义蜂窝数据使用上限时，系统可被置于正常数据状态。当预计数据使用指示数据使用将超过预定义蜂窝数据使用上限但小于第一数据超用阈值时，系统可被置于优化数据状态。当预计数据使用指示数据使用将超过预定义蜂窝数据使用上限但多于第一数据超用阈值时，系统可被置于关键优化数据状态。

在一些情况下，可基于数据状态来执行或推迟固件更新。例如，由于固件升级可能消耗大量数据，因此可能仅在正常数据状态下允许固件升级，或者它可以建议(例如通过推送通知)用户增加当前预定义时间段的数据使用上限以容许期望的固件升级。

在一些情况下，一旦处于关键优化数据状态，系统可阻止通过蜂窝链路传输诊断数据，或者它可以建议(例如，通过推送通知)用户增加当前预定义时间段的数据使用上限以查看诊断数据。

在一些情况下，一旦处于关键优化数据状态，系统可以仅发送警报。在一些情况下，一旦处于关键优化数据状态，系统将仅向指定的主CMS而不向指定的辅CMS站发送警报。

在一些情况下，一旦处于关键优化数据状态，系统可增加查验之间的监督间隔以减少经蜂窝链路的数据使用。在一些情况下，系统可分析所连接的每个CMS的对于警报的CMS响应时间和对于监督消息的响应时间。基于该分析，系统可揭示每个CMS在更快响应方面的健康度，并且基于此推荐每个特定CMS的重试时间段和超时间隔。系统还可以尝试不同的监督间隔并且找出CMS所需的最小监督间隔，并且系统可以建议安装者选择比该CMS的监督间隔更高的监督间隔。

在一些情况下，在优化数据状态和/或关键优化数据状态下，相同区域的(相同类型的)重复事件可被抑制(例如，摆动抑制)以减少跨蜂窝链路的数据使用。

在一些情况下，可将事件分组，并且在优化数据状态和/或关键优化数据状态下仅某些事件组可以被传送。例如，可以基于诸如关键(例如警报)、主要(例如旁通)和次要(例如非关键事件)之类的事件类型来对事件进行分组，并且当系统处于关键优化数据状态时仅关键事件类型可以被传送。

当处于关键优化数据状态并且数据使用达到非常关键阈值时，系统可自动授权并且获得当前预定义时间段的数据使用的增加，和/或向授权用户发送推送通知以指示需要立即补充数据。

本领域技术人员将认识到，本公开可以以不同于本文描述和设想的特定实施方案的各种形式来表现。因此，在不脱离如所附权利要求中所述的本公开的范围和实质的情况下，可以在形式和细节上作出改变。