PM2.5對人類身體健康危害極大。目前PM2.5濃度的監(jiān)測主要依靠官方建立的空氣質(zhì)量監(jiān)測站點,單個站點的建設(shè)成本高昂,站點分布不均,無法實現(xiàn)細粒度的PM2.5濃度監(jiān)測。機器學(xué)習(xí)技術(shù)的應(yīng)用在我們的實際生活中隨處可見。通過設(shè)計各種機器學(xué)習(xí)算法對積累的歷史數(shù)據(jù)進行學(xué)習(xí)與分析,就能對當前或者未來的事件進行估算,尤其在語音識別、圖像識別和推薦系統(tǒng)等領(lǐng)域已經(jīng)成績斐然。因此,使用機器學(xué)習(xí)技術(shù)進行PM2.5濃度監(jiān)測是一項值得深究且具有發(fā)展前景的工作。論文首先介紹了研究背景、研究內(nèi)容、主要工作以及系統(tǒng)中使用到的關(guān)鍵技術(shù)。之后對系統(tǒng)進行了需求分析,根據(jù)需求分析給出系統(tǒng)整體架構(gòu)設(shè)計、功能模塊劃分,并描述了各模塊的詳細設(shè)計與實現(xiàn)。論文工作基于參與式感知平臺實現(xiàn),由樹莓派、服務(wù)器、客戶端組成。樹莓派負責(zé)拍攝圖像并上傳至服務(wù)器。服務(wù)器根據(jù)圖像的EXIF信息爬取對應(yīng)的氣象數(shù)據(jù),并使用亮度歸一化、圖像分割等技術(shù)進行圖像預(yù)處理,提取出與PM2.5濃度相關(guān)性高的圖像特征。在此基礎(chǔ)之上,以圖像特征、氣象特征作為輸入特征數(shù)據(jù),調(diào)用離線訓(xùn)練形成并適合處理時序數(shù)據(jù)的LSTM算法模型進行PM2.5濃度數(shù)值估算�？蛻舳素撠�(zé)對樹莓派進...

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 研究內(nèi)容
    1.3 論文工作
        1.3.1 樹莓派初始化與圖像數(shù)據(jù)收集
        1.3.2 服務(wù)器功能模塊實現(xiàn)
        1.3.3 客戶端開發(fā)
    1.4 論文結(jié)構(gòu)
第二章 相關(guān)技術(shù)介紹
    2.1 服務(wù)器開發(fā)相關(guān)技術(shù)介紹
        2.1.1 Spring Boot框架
        2.1.2 Maven
        2.1.3 JSON對象標記
    2.2 MQTT內(nèi)網(wǎng)穿透相關(guān)技術(shù)介紹
    2.3 機器學(xué)習(xí)相關(guān)技術(shù)介紹
        2.3.1 卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
        2.3.2 循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
    2.4 Android平臺相關(guān)技術(shù)介紹
    2.5 本章小結(jié)
第三章 樹莓派PM2.5監(jiān)測系統(tǒng)需求分析
    3.1 業(yè)務(wù)場景描述
    3.2 功能需求分析
        3.2.1 用戶角色分析
        3.2.2 樹莓派子系統(tǒng)功能需求分析
        3.2.3 服務(wù)器子系統(tǒng)功能需求分析
        3.2.4 客戶端子系統(tǒng)功能需求分析
    3.3 系統(tǒng)非功能需求分析
        3.3.1 穩(wěn)定性需求
        3.3.2 可靠性
        3.3.3 易用性需求
    3.4 系統(tǒng)運行環(huán)境需求
    3.5 本章小結(jié)
第四章 樹莓派PM2.5監(jiān)測系統(tǒng)功能概要設(shè)計
    4.1 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計
    4.2 系統(tǒng)軟件層次架構(gòu)設(shè)計
    4.3 樹莓派子系統(tǒng)概要設(shè)計
        4.3.1 樹莓派初始化設(shè)置模塊
        4.3.2 圖像數(shù)據(jù)收集模塊
        4.3.3 MQTT訂閱模塊
    4.4 服務(wù)器子系統(tǒng)概要設(shè)計
        4.4.1 數(shù)據(jù)爬取模塊
        4.4.2 PM2.5濃度估算模塊
        4.4.3 樹莓派站點管理模塊
        4.4.4 MQTT代理模塊
    4.5 客戶端子系統(tǒng)概要設(shè)計
        4.5.1 樹莓派初始化設(shè)置模塊
        4.5.2 樹莓派站點管理模塊
        4.5.3 PM2.5濃度估算模塊
        4.5.4 基礎(chǔ)功能模塊
        4.5.5 MQTT發(fā)布模塊
    4.6 數(shù)據(jù)模型設(shè)計
    4.7 本章小結(jié)
第五章 樹莓派PM2.5監(jiān)測系統(tǒng)詳細設(shè)計與實現(xiàn)
    5.1 樹莓派子系統(tǒng)詳細設(shè)計與實現(xiàn)
        5.1.1 樹莓派初始化設(shè)置模塊
        5.1.2 圖像數(shù)據(jù)收集模塊
        5.1.3 MQTT訂閱模塊
    5.2 服務(wù)器子系統(tǒng)詳細設(shè)計與實現(xiàn)
        5.2.1 數(shù)據(jù)爬取模塊
        5.2.2 PM2.5濃度估算模塊
        5.2.3 樹莓派站點管理模塊
        5.2.4 MQTT代理模塊
    5.3 客戶端子系統(tǒng)詳細設(shè)計與實現(xiàn)
        5.3.1 樹莓派初始化設(shè)置模塊
        5.3.2 樹莓派站點管理模塊
        5.3.3 PM2.5濃度估算模塊
        5.3.4 基礎(chǔ)功能模塊
        5.3.5 MQTT發(fā)布模塊
    5.4 本章小結(jié)
第六章 系統(tǒng)功能測試
    6.1 白盒測試
    6.2 黑盒測試
        6.2.1 樹莓派功能模塊黑盒測試
        6.2.2 服務(wù)器功能模塊黑盒測試
        6.2.3 客戶端功能模塊黑盒測試
    6.3本章小結(jié)
第七章 總結(jié)和展望
    7.1 全文總結(jié)
    7.2 系統(tǒng)應(yīng)用情況
    7.3 未來工作展望
參考文獻
致謝



本文編號：3907299