1、信號處理技術(shù)涵蓋了數(shù)據(jù)的預(yù)處理、特征提取、噪聲過濾、數(shù)據(jù)壓縮和特征選擇等多個方面,旨在提高數(shù)據(jù)的質(zhì)量和可用性,傳感器是一種檢測裝置,能感受到被測量的信息,并能將感受到的信息,按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出,以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。
2、其中,傳感器數(shù)據(jù)處理方法是一系列技術(shù)和算法的集合,用于處理從傳感器收集的數(shù)據(jù),其目的是清洗、過濾和轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù),以便于提取有價值的信息和洞察。這些方法通常通過數(shù)字信號處理、統(tǒng)計分析、機器學(xué)習(xí)算法和數(shù)據(jù)可視化手段來實現(xiàn),以確保數(shù)據(jù)在質(zhì)量和結(jié)構(gòu)上適合后續(xù)的分析和應(yīng)用。通過這些手段,可以從復(fù)雜和嘈雜的傳感器數(shù)據(jù)中提取出清晰、可靠的信息,例如,關(guān)于鍋爐的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。通過傳感器檢測鍋爐的實時溫度,并在檢測到異常的溫度數(shù)據(jù)時,將異常的溫度數(shù)據(jù)上報至后臺服務(wù)器中,供后臺服務(wù)器進行進一步的審查,以實現(xiàn)鍋爐的監(jiān)控管理。
3、傳統(tǒng)方法在數(shù)據(jù)類型識別和噪聲過濾方面處理粗糙,易受環(huán)境變化影響,導(dǎo)致數(shù)據(jù)質(zhì)量不穩(wěn)定。此外,傳統(tǒng)傳感器網(wǎng)絡(luò)缺乏靈活性和自適應(yīng)能力,面對大規(guī)?;驈?fù)雜的應(yīng)用場景時,網(wǎng)絡(luò)配置和數(shù)據(jù)處理效率不理想。最后,傳統(tǒng)方法在提取和利用數(shù)據(jù)的深層次價值方面也存在限制,無法充分發(fā)掘數(shù)據(jù)間的潛在關(guān)聯(lián)和模式,影響了數(shù)據(jù)分析的深度和廣度。
1、本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點,而提出的一種傳感器數(shù)據(jù)處理方法及系統(tǒng)。
2、為了實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案:一種傳感器數(shù)據(jù)處理方法,包括以下步驟:
3、s1:基于第一傳感器上傳的異常數(shù)據(jù),采用決策樹分類算法,進行異常數(shù)據(jù)類型分析,生成數(shù)據(jù)類型確認;
4、s2:基于所述數(shù)據(jù)類型確認,采用閾值分析方法,對第一傳感器所處區(qū)域進行二次檢測,生成二次檢測結(jié)果;
5、s3:基于所述二次檢測結(jié)果,采用時間序列分析算法,記錄第二傳感器連續(xù)檢測到的異常頻次,生成異常次數(shù)統(tǒng)計;
6、s4:基于所述異常次數(shù)統(tǒng)計,利用自適應(yīng)濾波技術(shù),采用自適應(yīng)最小均方誤差算法,生成噪聲處理數(shù)據(jù);
7、s5:基于所述噪聲處理數(shù)據(jù),運用圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和粒子群優(yōu)化算法,對傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進行調(diào)整,生成優(yōu)化后網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu);
8、s6:基于所述優(yōu)化后網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),采用圖數(shù)據(jù)庫技術(shù)和關(guān)聯(lián)規(guī)則學(xué)習(xí)算法,生成傳感器數(shù)據(jù)知識圖譜。
9、作為本發(fā)明的進一步方案,所述數(shù)據(jù)類型確認具體為異常數(shù)據(jù)的特性分類和標(biāo)注,所述二次檢測結(jié)果具體為檢測指標(biāo)是否符合預(yù)設(shè)閾值,所述噪聲處理數(shù)據(jù)具體為經(jīng)過濾波處理的信號數(shù)據(jù),所述優(yōu)化后網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)具體為傳感器節(jié)點的連接路徑和數(shù)據(jù)處理過程,所述傳感器數(shù)據(jù)知識圖譜具體為傳感器數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系和模式。
10、作為本發(fā)明的進一步方案,基于第一傳感器上傳的異常數(shù)據(jù),采用決策樹分類算法,進行異常數(shù)據(jù)類型分析,生成數(shù)據(jù)類型確認的步驟具體為:
11、s101:基于第一傳感器上傳的異常數(shù)據(jù),采用z分數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化算法,生成標(biāo)準(zhǔn)化后的異常數(shù)據(jù);
12、s102:基于所述標(biāo)準(zhǔn)化后的異常數(shù)據(jù),采用支持向量機分類算法,生成異常模式識別;
13、s103:基于所述異常模式識別,采用隨機森林分類算法,生成異常數(shù)據(jù)類型分類結(jié)果;
14、s104:基于所述異常數(shù)據(jù)類型分類結(jié)果,利用交叉驗證技術(shù),采用自助法和時間序列交叉驗證,生成數(shù)據(jù)類型確認。
15、作為本發(fā)明的進一步方案,基于所述數(shù)據(jù)類型確認,采用閾值分析方法,對第一傳感器所處區(qū)域進行二次檢測,生成二次檢測結(jié)果的步驟具體為:
16、s201:基于所述數(shù)據(jù)類型確認,采用動態(tài)閾值調(diào)整算法,進行檢測閾值設(shè)九游體育置,生成調(diào)整后的閾值設(shè)定;
17、s202:基于所述調(diào)整后的閾值設(shè)定,利用實時數(shù)據(jù)采集技術(shù),采用輕量級數(shù)據(jù)采集器,生成實時區(qū)域監(jiān)測數(shù)據(jù);
18、s203:基于所述實時區(qū)域監(jiān)測數(shù)據(jù),采用閾值分析方法,進行數(shù)據(jù)異常判斷,生成初步二次檢測結(jié)果;
19、s204:基于所述初步二次檢測結(jié)果,利用數(shù)據(jù)確認技術(shù),采用冗余校驗和哈希算法,生成二次檢測結(jié)果。
20、作為本發(fā)明的進一步方案,基于所述二次檢測結(jié)果,采用時間序列分析算法,記錄第二傳感器連續(xù)檢測到的異常頻次,生成異常次數(shù)統(tǒng)計的步驟具體為:
21、s301:基于所述二次檢測結(jié)果,采用k最近鄰算法,定位第二傳感器,生成目標(biāo)傳感器選擇;
22、s302:基于所述目標(biāo)傳感器選擇,采用流處理引擎收集第二傳感器數(shù)據(jù),生成連續(xù)監(jiān)測數(shù)據(jù);
23、s303:基于所述連續(xù)監(jiān)測數(shù)據(jù),采用時間序列分析算法,生成異常頻次統(tǒng)計;
24、s304:基于所述異常頻次統(tǒng)計,采用校驗和算法,生成異常次數(shù)統(tǒng)計。
25、作為本發(fā)明的進一步方案,基于所述異常次數(shù)統(tǒng)計,利用自適應(yīng)濾波技術(shù),采用自適應(yīng)最小均方誤差算法,生成噪聲處理數(shù)據(jù)的步驟具體為:
26、s401:基于所述異常次數(shù)統(tǒng)計,運用最小均方誤差算法,生成初步噪聲濾波數(shù)據(jù);
27、s402:基于所述初步噪聲濾波數(shù)據(jù),采用快速傅里葉變換算法識別噪聲頻段,生成頻譜分析;
28、s403:基于所述頻譜分析,采用低通濾波器和高通濾波器,生成頻域濾波數(shù)據(jù);
29、s404:基于所述頻域濾波數(shù)據(jù),采用自適應(yīng)算法,生成噪聲處理數(shù)據(jù)。
30、作為本發(fā)明的進一步方案,基于所述噪聲處理數(shù)據(jù),運用圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和粒子群優(yōu)化算法,對傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進行調(diào)整,生成優(yōu)化后網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的步驟具體為:
31、s501:基于所述噪聲處理數(shù)據(jù),使用圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法分析傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),生成網(wǎng)絡(luò)分析;
32、s502:基于所述網(wǎng)絡(luò)分析,運用粒子群優(yōu)化算法進行網(wǎng)絡(luò)路徑優(yōu)化,生成網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案;
33、s503:基于所述網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案,運用網(wǎng)絡(luò)負載分析工具,生成網(wǎng)絡(luò)負載分析;
34、s504:基于所述網(wǎng)絡(luò)負載分析,采用實時調(diào)整策略優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)配置,生成優(yōu)化后網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
35、作為本發(fā)明的進一步方案,基于所述優(yōu)化后網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),采用圖數(shù)據(jù)庫技術(shù)和關(guān)聯(lián)規(guī)則學(xué)習(xí)算法,生成傳感器數(shù)據(jù)知識圖譜的步驟具體為:
36、s601:基于所述優(yōu)化后網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),利用圖數(shù)據(jù)庫技術(shù),采用neo4j和arangodb,生成初步知識圖譜;
37、s602:基于所述初步知識圖譜,采用關(guān)聯(lián)規(guī)則學(xué)習(xí)算法分析數(shù)據(jù)間的聯(lián)系,生成關(guān)聯(lián)分析;
38、s603:基于所述關(guān)聯(lián)分析,利用圖譜嵌入技術(shù),采用gcn和node2vec,生成完善的知識圖譜;
39、s604:基于所述完善的知識圖譜,采用循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法,生成傳感器數(shù)據(jù)知識圖譜。
40、一種傳感器數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),所述傳感器數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)用于執(zhí)行上述傳感器數(shù)據(jù)處理方法,所述系統(tǒng)包括異常數(shù)據(jù)處理模塊、區(qū)域監(jiān)測模塊、異常數(shù)據(jù)分析模塊、噪聲處理模塊、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化模塊、知識圖譜構(gòu)建模塊、決策支持模塊。
41、作為本發(fā)明的進一步方案,所述異常數(shù)據(jù)處理模塊基于第一傳感器上傳的異常數(shù)據(jù),采用決策樹分類和隨機森林算法,進行數(shù)據(jù)分類和識別,生成數(shù)據(jù)類型確認;
42、所述區(qū)域監(jiān)測模塊基于數(shù)據(jù)類型確認,采用動態(tài)閾值調(diào)整算法和輕量級數(shù)據(jù)采集器,進行區(qū)域內(nèi)數(shù)據(jù)監(jiān)測和分析,生成初步二次檢測結(jié)果;
43、所述異常數(shù)據(jù)分析模塊基于初步二次檢測結(jié)果,采用k最近鄰算法定位目標(biāo)傳感器,結(jié)合流處理引擎和時間序列分析,生成異常次數(shù)統(tǒng)計;
44、所述噪聲處理模塊基于異常次數(shù)統(tǒng)計,采用最小均方誤差算法和快速傅里葉變換,進行噪聲濾波和頻譜分析,生成噪聲處理數(shù)據(jù);
45、所述網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化模塊基于噪聲處理數(shù)據(jù),采用圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和粒子群優(yōu)化算法,進行傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)調(diào)整,生成優(yōu)化后網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu);
46、所述知識圖譜構(gòu)建模塊基于優(yōu)化后的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),運用圖數(shù)據(jù)庫技術(shù)和關(guān)聯(lián)規(guī)則學(xué)習(xí)算法,生成傳感器數(shù)據(jù)知識圖譜;
47、所述決策支持模塊基于傳感器數(shù)據(jù)知識圖譜,采用循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法,生成決策支持。
49、本發(fā)明中,通過采用決策樹分類算法和閾值分析方法,實現(xiàn)了異常數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)識別和二次檢測,有效降低誤報和漏報,提高數(shù)據(jù)處理準(zhǔn)確性。自適應(yīng)最小均方誤差算法在噪聲消除上的應(yīng)用顯著提升了數(shù)據(jù)的信噪比,保證了數(shù)據(jù)質(zhì)量。利用圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和粒子群優(yōu)化算法對傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化,增強了網(wǎng)絡(luò)的魯棒性和數(shù)據(jù)傳輸效率,適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境的需求。通過構(gòu)建傳感器數(shù)據(jù)的知識圖譜,深入挖掘數(shù)據(jù)間的關(guān)聯(lián)性和模式,為決策提供了豐富的信息支持,增強了數(shù)據(jù)洞察力。