基于物联网的智能阀控云监测系统研究
这是一篇关于智能阀控系统,物联网,NB-IoT通信,云服务技术,Web的论文, 主要内容为智能阀门在工业控制领域占据着举足轻重的地位,针对当前工控环境中阀控系统监测机制存在的不足,紧跟万物互联、智能制造的发展潮流,本文创新性地设计出一套智能型电动执行器的实时状态监测系统。系统基于物联网技术,设计实现状态数据的远距离采集传输、数据云存储、数据分析处理及状态实时显示等功能,本文主要从硬件系统构建、系统软件编程及数据处理算法应用三方面展开研究工作。(1)根据研究对象特性,完成无线传输模块的选型及数据采集传输功能板硬件电路设计。硬件电路包括:NB-Io T无线模块和STM32单片机外围电路、多路稳压供电电路、USIM接口电路及天线接口匹配电路。(2)为实现硬件电路板功能及设备状态的实时显示,对系统软件部分分别进行编程。利用Keil软件对单片机程序进行开发,实现终端设备数据的采集、处理和上传功能。利用Visual Studio 2019软件编程PC上位机,通过HTTP协议建立与云端数据库的连接,程序逻辑层完成数据解析及状态实时显示。同时依赖Spring Boot框架和Vue渐进式框架编程完成Web端监测界面设计,提供更便捷的状态监测方式。(3)利用聚类算法及关联算法对海量报警信息进行分析,合理的分析结果对阀控系统故障的解决及系统维护起到积极预警作用。系统采用DBSCAN聚类算法完成终端设备海量状态数据的聚类分析,结合Apriori关联规则算法评估判断阀门状态参量之间的强弱关系,设备故障时可根据故障信息间的关联关系向上位机发出预警。本系统通过反复的现场测试,能够有效地将终端阀门状态数据传输到云服务器,并实现数据存储、状态解析及实时状态动态显示等功能,对智能阀控领域推进工业物联网起到积极作用,一定程度上提高了智能阀门制造企业的技术竞争力。
基于物联网的干腌火腿发酵环境监控系统设计
这是一篇关于干腌火腿发酵,物联网,采集系统,智能控制的论文, 主要内容为随着政府部门越来越重视数字农业的建设和发展,物联网作为一项新兴的信息化技术,越来越受到重视并广泛应用在食品与农业生产中。我国传统干腌火腿属于自然发酵肉制品,生产工艺复杂且标准化程度较低,一般中小企业和家庭式作坊,生产干腌火腿发酵过程大多在自然条件下进行,很大程度上限制了火腿的品质和统一性。干腌火腿发酵的环境条件对于火腿的品质好坏有很大影响。基于目前较为成熟的物联网技术,考虑适宜的成本,设计一套干腌火腿发酵环境监控系统,为制定火腿发酵标准化与规范化提供参考,提高干腌火腿发酵环节的科学管理,本文主要研究内容与结果如下:1、设计了干腌火腿发酵环境物联网监控系统的整体方案。通过文献查询和调研访谈等方法,对干腌火腿发酵系统进行需求分析后设计了系统总体方案。2、完成了系统的硬件和软件部分设计。系统采用STM32F103RET6主控芯片,LTE组网方式,针对火腿发酵环境,选择合适的食品级传感器,采集相关环境数据,采用RS485网关,MQTT传输协议,将采集环境信息数据,即时上传至物联网平台存储并进行分析。3、研究建立了火腿发酵室内环境控制策略。本设计采用温湿度PID耦合控制模型来实现,建立温湿度PID控制模型后,通过仿真实验验证其效果,仿真结果表明温湿度PID耦合控制模型控制效果比单温度、湿度PID控制模型更优。4、完成了环境监测数据采集和火腿理化指标检测。系统共收集环境监测数据33568条。监测火腿发酵成熟后,对火腿理化指标进行检验,检验结果表明监测发酵火腿的理化指标符合GB 2730-2015食品安全国家标准,理化品质也与传统发酵火腿的质量相似。通过系统测试,验证了系统各部分功能完整;在实地测试点测试,测试系统能稳定运行、正常监测和采集环境数据;操作便捷,测试效果较好,对科学管理干腌火腿的发酵环节有一定参考价值。
基于Java Web及Android平台的智能家居监控系统
这是一篇关于Java Web,Android,家居环境,家居安全,物联网的论文, 主要内容为随着计算机技术、传感器技术、通信技术及物联网技术的快速发展,人们的生活水平大幅度提高,与此同时人们对家居环境的舒适度和安全性的关注度逐渐增加,传统的家居监控系统已经不能满足人们的这种需求。智能家居监控系统将家居中的物品通过网络连接起来,实现对家居环境数据和家居安全状态的远程监控和智能管理,从而为人们营造舒适、安全、便捷、智能的家居环境。在计算机技术和移动终端蓬勃发展的时代,智能家居已经成为未来生活的发展趋势。随时随地的掌握家居环境信息和及时快捷的发现家居安全问题,成为了人们的迫切需求。基于这方面日趋强烈的需求,提出了本文的研究内容。近年来,用户界面友好且架构简洁的Android移动终端手机得到了广泛的应用。在对智能家居系统开发理论和技术方法进行深入研究后,结合家居信息服务的特点,本文选择以Java Web和Android作为系统软件开发的平台,设计并实现了一种基于Java Web及Android平台的智能家居监控系统。论文主要完成了软件系统的开发,主要包括Web服务器端软件开发和Android终端软件开发。其中Web端主要包括用户信息管理、家居环境监测、家居安全报警提示以及相册管理等功能模块,实现了用户信息注册和登录管理、环境数据收集及显示、家居安全状态提示、图片上传并显示等功能。Android端主要实现了用户信息管理、数据显示、安全提示以及报警等功能,同时Android终端通过网络向Web服务器请求数据更新,保证Android端与Web端数据的一致性。本论文首先简要介绍了智能家居系统相关背景知识以及国内外发展现状。然后对系统涉及的相关技术进行详细说明,主要包括MVC设计模式、SSH框架、数据库知识、Android UI开发等技术。接着详细介绍了Web端软件系统和Android终端各个模块的设计与实现,同时对系统开发中遇到的技术难题和解决方案进行了描述。最后本论文对系统各功能模块进行了测试,总结了论文所做的主要工作并提出了系统后续需要改进的地方。
物联网环境下微服务的调度方法研究
这是一篇关于深度强化学习,物联网,调度,微服务的论文, 主要内容为在云计算领域,服务调度是一个重要分支。若服务的性能受到影响,可能会出现服务延时、服务不响应、服务反馈错误信息等问题,所以调度问题已成为云计算领域的关键研究问题之一。在物联网环境下,支撑服务的基础环境变得更加复杂,影响调度的因素也随之增多,例如数据分布更加分散,服务之间的依赖更加复杂等,这些都对调度提出了更高的要求。微服务是一种新型的应用软件结构,由于每个微服务都可以拥有自己的存储和处理资源,所以微服务具有灵活、可扩展等优势,已被普遍运用于各领域应用。因此,本文以物联网环境为背景,针对微服务的调度方法展开研究。首先,分析物联网环境下微服务的监控需求,设计了物联网环境下面向微服务的多层级监控架构。其次,本文探讨了物联网环境下的调度模型,包括基础环境、调度约束,以及调度目标,并提出一种基于深度确定策略梯度(Deep Deterministic Policy Gradient)的服务调度方法。最后,本文基于面向微服务的多层级监控架构,实现了一个可视化监控系统,还对基于深度确定策略梯度的服务调度方法的有效性进行验证。本文主要的研究工作如下:1、为了解决物联网环境下调度对监控提出的全面监控微服务运行状态的需求,本文设计了一种面向微服务的多层级监控架构。该架构结合Kubernetes和Istio技术,从资源和服务两个视角实现了节点层、容器层和服务层的微服务多级监控。具体的,面向微服务的多层级监控架构由服务集群和监控服务器组成,服务集群是监控对象,监控服务器则负责收集各种类型的监控数据,并且提供可以从外部访问监控数据的接口,最后基于该架构,实现了一个可视化监控系统,该系统能够监控节点、容器和服务的运行状态,获取的监控指标可以用于支持调度方法的执行。2、为了应对物联网环境下影响微服务质量因素的变化,本文对物联网环境下的调度模型进行分析和设计,并提出一种基于深度确定性策略梯度的服务调度方法。具体的,本文设计的服务调度模型将服务依赖、数据依赖和用户依赖作为调度约束,并从服务商和用户视角出发以资源均衡性和服务时延作为调度目标。本文提出的服务调度方法将深度学习和强化学习相结合,实现调度方案的持续优化。3、为了验证可视化监控系统的可行性和基于深度确定策略梯度的服务调度方法的有效性,本文将从可视化监控系统中获取的监控数据进行处理后作为实验数据集,将提出的方法与基于粒子群(Particle Swarm Optimization,PSO)的调度方法和基于遗传算法(Genetic Algorithm,GA)的调度方法进行对比。实验结果表明,相比基于粒子群的调度方法和基于遗传算法的调度方法,基于深度确定策略梯度的调度方法在物联网环境的约束下,能够生成更符合调度目标的调度方案。
基于云服务的智能语音技术在智能家居中的应用
这是一篇关于智能家居,语音识别,物联网,MQTT,云服务,服务器的论文, 主要内容为随着近些年科技的发展,在物联网,通信,大数据,人工智能,云技术等方面取得的巨大成就,智能家居技术也逐渐变得成熟。将家中各电器实现网络连接,通过智能终端就能实现各家居设备的控制,为生活带来了极大的便利。但是一般都是通过app的方式控制,存在控制单调,体验性欠缺等问题。本系统拟将智能语音技术用于智能家居控制之中,实现语音控制,提高用户体验的同时使得家居生活变得更加智能。本系统由智能家居设备端,阿里云Io T云平台,Web服务器,百度智能语音云平台以及语音终端五部分组成。智能家居设备端采用乐鑫公司的ESP8266芯片进行开发,通过编写底层代码实现网络接入,完成在Io T云平台上的注册以及解析云端发送的数据完成外围设备的控制;物联网云平台使用阿里的Io T平台,其功能是对接入的设备进行管理控制,设备端与Io T云平台基于MQTT协议进行数据的交互;Web服务器使用Spring Boot进行开发,其功能主要是用于连接Io T云平台与智能语音云平台,将语音云平台的请求转换为Io T云平台能够识别的请求以及将来自Io T云平台的反馈转为语音云平台能够识别的响应;语音云平台的功能是识别接收到的语音信号然后转发到Web服务器做物联网控制;语音终端程序基于Android系统进行开发,其功能为接收用户输入的语音信号,预处理后发送到语音云平台,接收语音云平台的处理结果并加以播报。通过测试,本系统可以实现基于语音的智能家居控制。通过Web服务器可以将语音云平台的能力与物联网云平台的能力实现无缝的衔接,使得语音识别能力快速接入到智能家居中变得可能。整套系统的连接性稳定,易于部署以及成本低廉。主要的功能部署在云端,扩展性得到加强,硬件方面无需大量改动。是将来的一个发展方向,前景广大。
面向地铁屏蔽门的智能运维平台应用研究
这是一篇关于地铁屏蔽门,物联网,智能运维平台,故障诊断,CART算法的论文, 主要内容为地铁交通作为城市公共交通的重要组成部分,为城市居民提供了快速、便捷的出行方式。然而,地铁屏蔽门作为地铁站点的重要安全设备,长期以来存在运维管理不便、故障率高、人为漏检和高成本维护等问题,影响了乘客的安全保障和地铁站点的正常运行。而随着物联网、人工智能等技术的发展,利用先进的技术对硬件设备进行智能运维管理已成为各个行业的发展趋势。基于此,本文面向地铁屏蔽门的维护和管理,设计了一种智能运维平台解决方案,论文开展的主要工作如下:(1)针对传统地铁屏蔽门运维存在信息孤岛、设备数量多、海量数据难以处理和管理等问题,设计了一种面向屏蔽门的智能运维平台。首先,对实际屏蔽门运维相关的用户、功能、性能需求进行了分析;其次,基于前后端分离、微服务技术设计了平台的总体架构、分层架构、功能架构以及网络架构,由于前端与后端服务耦合度低且每个微服务都可以独立部署升级和扩展,使得平台具有高可用性和伸缩性;最后,设计了实际业务流程和功能,如:单点登录技术解决平台多系统登录和安全问题、轻量级消息协议MQTT和全双工通讯协议Web Socket实现线路监控实时可视化、流计算引擎解决海量时序数据的高并发计算问题等。由此,解放了多余人工运维工作,提高了维修屏蔽门设备效率,进而增加了地铁运营效益和安全性。(2)针对传统地铁屏蔽门诊断存在成本高且高度依赖人工经验等问题,提出了一种将CART算法和故障树分析法相结合应用于地铁屏蔽门设备的智能诊断方法。该诊断方法将屏蔽门实验台采集的真实数据使用Kruskal-Wallis算法进行特征提取,并且采用十折交叉验证划分数据集,将相关特征数据输入CART决策树模型进行识别。采用决策树模型对电磁锁卡滞和同步带磨损断齿数据进行了分析,结果表明两故障的识别准确率分别达到了93.6%和83.2%;同时,通过与其他分类算法比较得出:该方法能有效诊断屏蔽门的电磁锁和同步带故障,且具有较高的识别率。此外,使用故障树分析法构建了电机和门体的故障树,可为屏蔽门的故障诊断提供一定参考价值。所提方法可使平台在无人工操作情况下独立完成智能诊断。(3)针对屏蔽门运维平台在真实场景下是否可行,对运维平台进行了实现与测试。对平台的单点登录、首页、基础管理、设备管理、线路监控、告警管理、统计分析和库存管理功能进行了实现。在模拟地铁正常运行环境下,对运维平台进行了多台设备并发的压力和黑盒功能测试,结构显示:服务器的CPU、内存占用和网络传输都很稳定,没有出现宕机的情况,功能测试用例也符合预期要求。测试结果验证了该智能运维平台在地铁屏蔽门的实际运行过程中的可行性。综上所述,在交通信息化发展的背景下,为解决传统地铁屏蔽门运维、故障诊断存在的相关问题,本文提出将大数据平台设计开发与CART故障诊断模型相结合用于地铁屏蔽门的智能诊断,可为地铁屏蔽门的智能信息化提供技术参考。
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