基于邊緣計算的室內(nèi)空氣質(zhì)量監(jiān)測方法及其預(yù)測模型研究
發(fā)布時間:2021-01-12 12:16
隨著居民對生活質(zhì)量的要求不斷提高,室內(nèi)空氣作為與居民長時間接觸并極大影響居民身體健康的重要因素,引起愈發(fā)廣泛的關(guān)注,迫切需要一種完善的方式進行實時監(jiān)控和預(yù)測。針對目前室內(nèi)空氣質(zhì)量監(jiān)測意識薄弱,監(jiān)控方式落后,沒有完善成熟的全套解決方案等問題,本文基于物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu),利用邊緣計算和ARIMA預(yù)測模型等技術(shù),開發(fā)了一套端到端的室內(nèi)空氣質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng),用于實時高效的監(jiān)測室內(nèi)空氣。主要研究內(nèi)容如下:(1)基于物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)和技術(shù),開發(fā)了包括空氣感知終端、傳輸協(xié)議和設(shè)備組網(wǎng)、云端監(jiān)控平臺三層架構(gòu)的室內(nèi)空氣質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng),實現(xiàn)了室內(nèi)空氣參數(shù)實時采集,傳輸及云端存儲方法;(2)利用邊緣網(wǎng)關(guān),研究了網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)邊緣計算方法,實現(xiàn)了多設(shè)備接入和管理、數(shù)據(jù)分析和清洗、信息決策和規(guī)則計算等功能,可緩解空氣監(jiān)測系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)傳輸壓力,提升邊緣決策能力及監(jiān)控的實時性;(3)通過樣本平穩(wěn)化處理、定階和模型建立、模型評價和結(jié)果預(yù)測、模型檢驗和預(yù)測誤差分析等步驟,建立了以室內(nèi)CO2濃度為例的ARIMA預(yù)測模型,可實現(xiàn)對室內(nèi)CO2濃度的預(yù)測,提高空氣監(jiān)測系統(tǒng)的預(yù)警能力。以某建筑物室內(nèi)為實際監(jiān)測環(huán)境,測試和驗證了系統(tǒng)功能,實現(xiàn)了室內(nèi)空氣數(shù)據(jù)...
【文章來源】:華東理工大學(xué)上海市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:76 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1室內(nèi)空氣質(zhì)量標準??Fig.?1.1?Indoor?air?quality?standard??另一方面,居民對于室內(nèi)空氣污染的理解過于片面
物聯(lián)網(wǎng)樹形比喻圖
感知層??傳感器?執(zhí)行器?RFID?二維碼?智能裝置??圖2.2物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)??Fig.?2.2?Network?architecture?of?Internet?of?Things???應(yīng)用層:以感知層和網(wǎng)絡(luò)層為基礎(chǔ),以應(yīng)用功能和服務(wù)要求為目標進行構(gòu)建,是整??個物聯(lián)網(wǎng)發(fā)揮價值的最終實現(xiàn)環(huán)節(jié)。應(yīng)用層分為兩個部分:應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施(中間件)和??物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施包括信息處理、網(wǎng)絡(luò)管理、解析服務(wù)和云計算等管理和??計算服務(wù),屏蔽繁雜的數(shù)據(jù)處理和海量的數(shù)據(jù)計算,提供給物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)者更高層次??的抽象接口,加速開發(fā)周期。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用則是最終服務(wù)于人類社會的價值體現(xiàn),利??用最新的人工智能和大數(shù)據(jù)等技術(shù)實現(xiàn)對現(xiàn)實物理世界實時感知、精確管理和科學(xué)??決策的目的。??2.1.3物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)體系??物聯(lián)網(wǎng)涉及技術(shù)種類繁多,構(gòu)成了龐大的技術(shù)體系,涵蓋了包括微電子、計算機、??嵌入式、微機電等學(xué)科的眾多關(guān)鍵技術(shù)。文章按照物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)進行技術(shù)層次劃分,總結(jié)??概括了感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層的相關(guān)關(guān)鍵技術(shù),同時抽象出這三層共有的共性技術(shù)和??底層的支撐技術(shù),詳細如圖2.3所示。??支撐物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)的基礎(chǔ)支撐技術(shù)
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于云計算平臺的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 劉雄飛,聶偉,陳浩,賴思敏. 傳感器與微系統(tǒng). 2019(03)
[2]實驗室室內(nèi)空氣污染物監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計研究[J]. 林杰,林拉. 環(huán)境科學(xué)與管理. 2019(01)
[3]嵌入式Linux下的戶外報警對講系統(tǒng)設(shè)計[J]. 王碩,郭書軍. 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù). 2018(11)
[4]邊緣計算在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用及展望[J]. 楚俊生,張博山,林兆驥. 信息通信技術(shù). 2018(05)
[5]從云計算跨越到邊緣計算[J]. 王慶. 信息通信技術(shù). 2018(05)
[6]利用自回歸模型的平穩(wěn)時序數(shù)據(jù)快速辨識算法[J]. 黃雄波,胡永健. 計算機應(yīng)用研究. 2018(09)
[7]智能化規(guī)則引擎技術(shù)研究[J]. 趙志偉. 軟件. 2018(08)
[8]面向物聯(lián)網(wǎng)的邊緣計算研究[J]. 關(guān)欣,李璐,羅松. 信息通信技術(shù)與政策. 2018(07)
[9]基于嵌入式與Android的智能電力設(shè)備遠程監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)[J]. 陳家義,何經(jīng)偉. 電子技術(shù)與軟件工程. 2018(13)
[10]基于消息總線及內(nèi)存數(shù)據(jù)庫的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備接入云平臺[J]. 閆佼,陳建江. 微型電腦應(yīng)用. 2018(06)
博士論文
[1]城市空氣質(zhì)量預(yù)測模型與數(shù)據(jù)可視化方法研究[D]. 蔣志方.山東大學(xué) 2011
碩士論文
[1]基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的空氣質(zhì)量預(yù)測研究與實現(xiàn)[D]. 唐之享.西安電子科技大學(xué) 2018
[2]基于灰色理論的城市空氣質(zhì)量評價及污染物濃度預(yù)測研究[D]. 丁鵬.江西理工大學(xué) 2018
[3]基于物聯(lián)網(wǎng)的電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)及評估方法的研究[D]. 張少儒.華東理工大學(xué) 2018
[4]物聯(lián)網(wǎng)端到端安全技術(shù)研究[D]. 白磊.西安電子科技大學(xué) 2017
[5]智能家居室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測評價與監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計[D]. 徐文政.北京工業(yè)大學(xué) 2017
[6]基于物聯(lián)網(wǎng)的消防監(jiān)測及決策系統(tǒng)的研究[D]. 徐飛翔.華東理工大學(xué) 2017
[7]基于空氣質(zhì)量時間序列分析的預(yù)測模型設(shè)計與應(yīng)用[D]. 喻彩麗.寧夏大學(xué) 2016
[8]基于云計算與物聯(lián)網(wǎng)的居住環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)研究[D]. 王建華.杭州電子科技大學(xué) 2016
[9]基于ARM的室內(nèi)空氣質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)研究[D]. 范奧博.浙江理工大學(xué) 2015
[10]基于物聯(lián)網(wǎng)的標識解析系統(tǒng)研究與實現(xiàn)[D]. 汪鵬.武漢理工大學(xué) 2014
本文編號:2972835
【文章來源】:華東理工大學(xué)上海市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:76 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1室內(nèi)空氣質(zhì)量標準??Fig.?1.1?Indoor?air?quality?standard??另一方面,居民對于室內(nèi)空氣污染的理解過于片面
物聯(lián)網(wǎng)樹形比喻圖
感知層??傳感器?執(zhí)行器?RFID?二維碼?智能裝置??圖2.2物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)??Fig.?2.2?Network?architecture?of?Internet?of?Things???應(yīng)用層:以感知層和網(wǎng)絡(luò)層為基礎(chǔ),以應(yīng)用功能和服務(wù)要求為目標進行構(gòu)建,是整??個物聯(lián)網(wǎng)發(fā)揮價值的最終實現(xiàn)環(huán)節(jié)。應(yīng)用層分為兩個部分:應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施(中間件)和??物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施包括信息處理、網(wǎng)絡(luò)管理、解析服務(wù)和云計算等管理和??計算服務(wù),屏蔽繁雜的數(shù)據(jù)處理和海量的數(shù)據(jù)計算,提供給物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)者更高層次??的抽象接口,加速開發(fā)周期。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用則是最終服務(wù)于人類社會的價值體現(xiàn),利??用最新的人工智能和大數(shù)據(jù)等技術(shù)實現(xiàn)對現(xiàn)實物理世界實時感知、精確管理和科學(xué)??決策的目的。??2.1.3物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)體系??物聯(lián)網(wǎng)涉及技術(shù)種類繁多,構(gòu)成了龐大的技術(shù)體系,涵蓋了包括微電子、計算機、??嵌入式、微機電等學(xué)科的眾多關(guān)鍵技術(shù)。文章按照物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)進行技術(shù)層次劃分,總結(jié)??概括了感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層的相關(guān)關(guān)鍵技術(shù),同時抽象出這三層共有的共性技術(shù)和??底層的支撐技術(shù),詳細如圖2.3所示。??支撐物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)的基礎(chǔ)支撐技術(shù)
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于云計算平臺的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 劉雄飛,聶偉,陳浩,賴思敏. 傳感器與微系統(tǒng). 2019(03)
[2]實驗室室內(nèi)空氣污染物監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計研究[J]. 林杰,林拉. 環(huán)境科學(xué)與管理. 2019(01)
[3]嵌入式Linux下的戶外報警對講系統(tǒng)設(shè)計[J]. 王碩,郭書軍. 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù). 2018(11)
[4]邊緣計算在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用及展望[J]. 楚俊生,張博山,林兆驥. 信息通信技術(shù). 2018(05)
[5]從云計算跨越到邊緣計算[J]. 王慶. 信息通信技術(shù). 2018(05)
[6]利用自回歸模型的平穩(wěn)時序數(shù)據(jù)快速辨識算法[J]. 黃雄波,胡永健. 計算機應(yīng)用研究. 2018(09)
[7]智能化規(guī)則引擎技術(shù)研究[J]. 趙志偉. 軟件. 2018(08)
[8]面向物聯(lián)網(wǎng)的邊緣計算研究[J]. 關(guān)欣,李璐,羅松. 信息通信技術(shù)與政策. 2018(07)
[9]基于嵌入式與Android的智能電力設(shè)備遠程監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)[J]. 陳家義,何經(jīng)偉. 電子技術(shù)與軟件工程. 2018(13)
[10]基于消息總線及內(nèi)存數(shù)據(jù)庫的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備接入云平臺[J]. 閆佼,陳建江. 微型電腦應(yīng)用. 2018(06)
博士論文
[1]城市空氣質(zhì)量預(yù)測模型與數(shù)據(jù)可視化方法研究[D]. 蔣志方.山東大學(xué) 2011
碩士論文
[1]基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的空氣質(zhì)量預(yù)測研究與實現(xiàn)[D]. 唐之享.西安電子科技大學(xué) 2018
[2]基于灰色理論的城市空氣質(zhì)量評價及污染物濃度預(yù)測研究[D]. 丁鵬.江西理工大學(xué) 2018
[3]基于物聯(lián)網(wǎng)的電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)及評估方法的研究[D]. 張少儒.華東理工大學(xué) 2018
[4]物聯(lián)網(wǎng)端到端安全技術(shù)研究[D]. 白磊.西安電子科技大學(xué) 2017
[5]智能家居室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測評價與監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計[D]. 徐文政.北京工業(yè)大學(xué) 2017
[6]基于物聯(lián)網(wǎng)的消防監(jiān)測及決策系統(tǒng)的研究[D]. 徐飛翔.華東理工大學(xué) 2017
[7]基于空氣質(zhì)量時間序列分析的預(yù)測模型設(shè)計與應(yīng)用[D]. 喻彩麗.寧夏大學(xué) 2016
[8]基于云計算與物聯(lián)網(wǎng)的居住環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)研究[D]. 王建華.杭州電子科技大學(xué) 2016
[9]基于ARM的室內(nèi)空氣質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)研究[D]. 范奧博.浙江理工大學(xué) 2015
[10]基于物聯(lián)網(wǎng)的標識解析系統(tǒng)研究與實現(xiàn)[D]. 汪鵬.武漢理工大學(xué) 2014
本文編號:2972835
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