1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
| """
360°停车威胁检测——分布式事件驱动架构
核心思想：
1. 不用一个中心处理器处理所有传感器数据
2. 每个传感器节点（FPGA）做本地事件检测
3. 只在有事件时唤醒主处理器
4. 静态状态功耗极低（<100mW）
对IMS的启示：
- CPD（儿童遗留检测）可做always-on监测
- 停车后DMS/OMS转为低功耗安防模式
- 分布式架构避免单点故障
"""
class DistributedThreatDetection:
"""
分布式360°停车威胁检测系统
传感器节点分布：
- 前风挡摄像头 → 前方监测
- 后视摄像头 → 后方监测
- 侧方摄像头 × 2 → 侧方监测
- 车内摄像头 → 内部监测
- 雷达（60GHz） → 近场运动检测
每个节点配独立FPGA做事件检测
"""
SENSOR_NODES = {
'front_camera': {
'sensor': '摄像头',
'fpga': 'Mach-N2',
'function': '前方运动检测',
'power_idle': '<50mW',
'power_active': '<500mW'
},
'rear_camera': {
'sensor': '摄像头',
'fpga': 'Mach-N2',
'function': '后方运动检测',
'power_idle': '<50mW',
'power_active': '<500mW'
},
'interior_camera': {
'sensor': '摄像头',
'fpga': 'Mach-N2',
'function': '车内乘员检测',
'power_idle': '<50mW',
'power_active': '<500mW'
},
'cabin_radar': {
'sensor': '60GHz mmWave',
'fpga': 'Mach-N2',
'function': 'CPD + 生命体征',
'power_idle': '<100mW',
'power_active': '<800mW'
}
}
def __init__(self):
self.nodes = {}
for name, config in self.SENSOR_NODES.items():
self.nodes[name] = EventDrivenNode(name, config)
self.coordinator = CentralCoordinator()
def process_event(self, node_name: str, event: dict):
"""
处理来自传感器节点的事件
事件驱动核心：
- 静态时各节点功耗 <50mW
- 检测到运动/变化时发送事件
- 中央协调器决定是否唤醒主处理器
"""
node = self.nodes[node_name]
if event['severity'] == 'low':
self.coordinator.log_event(node_name, event)
elif event['severity'] == 'medium':
self.coordinator.evaluate(node_name, event)
elif event['severity'] == 'high':
self.coordinator.trigger_alarm(node_name, event)
class EventDrivenNode:
"""
事件驱动的传感器节点（FPGA端）
工作模式：
1. IDLE：极低功耗，仅做基本运动检测
2. DETECT：检测到变化，启动详细分析
3. ALERT：确认威胁，发送事件到中央
FPGA优势：
- 并行处理多个传感器
- 确定性延迟
- 低功耗always-on
"""
def __init__(self, name: str, config: dict):
self.name = name
self.config = config
self.state = 'IDLE'
self.power = config['power_idle']
def update(self, sensor_data) -> dict:
"""
处理传感器数据
Returns:
event: 检测到的事件（或None）
"""
if self.state == 'IDLE':
if self._detect_motion(sensor_data):
self.state = 'DETECT'
self.power = self.config['power_active']
return None
return None
elif self.state == 'DETECT':
threat = self._analyze_threat(sensor_data)
if threat:
self.state = 'ALERT'
return {
'node': self.name,
'severity': threat['severity'],
'type': threat['type'],
'timestamp': sensor_data.get('timestamp'),
'details': threat
}
elif not self._detect_motion(sensor_data):
self.state = 'IDLE'
self.power = self.config['power_idle']
return None
def _detect_motion(self, data) -> bool:
"""基本运动检测（帧差法/多普勒）"""
return True
def _analyze_threat(self, data) -> dict:
"""威胁分析"""
return {
'severity': 'high',
'type': 'person_approaching',
'distance': 2.5,
'speed': 1.2
}
class CentralCoordinator:
"""
中央协调器
接收各节点事件，做全局判断：
- 单节点高优先级 → 直接告警
- 多节点中优先级 → 关联分析后可能升级
- 低优先级 → 记录日志
"""
def __init__(self):
self.event_log = []
self.main_processor_active = False
def log_event(self, node: str, event: dict):
"""记录低优先级事件"""
self.event_log.append({
'node': node,
'event': event,
'action': 'logged'
})
def evaluate(self, node: str, event: dict):
"""评估中优先级事件"""
self.event_log.append({
'node': node,
'event': event,
'action': 'evaluating'
})
recent_events = [e for e in self.event_log
if e['event'].get('timestamp', 0) >
event.get('timestamp', 0) - 30]
if len(recent_events) >= 2:
self.trigger_alarm(node, event)
def trigger_alarm(self, node: str, event: dict):
"""触发高优先级告警"""
if not self.main_processor_active:
self.wake_main_processor()
self.event_log.append({
'node': node,
'event': event,
'action': 'ALARM_TRIGGERED'
})
def wake_main_processor(self):
"""唤醒主处理器"""
self.main_processor_active = True
print("[Coordinator] 唤醒主处理器")
|