基于工業(yè)級的溫度傳感器網(wǎng)絡數(shù)據(jù)校正方法的研究與應用.pdf

1、隨著傳感器網(wǎng)絡技術的推進，無線傳感網(wǎng)在工業(yè)中的應用也相對普遍化，而最為常用的傳感器必然是溫度監(jiān)測傳感器，然而利用工業(yè)級無線傳感器網(wǎng)絡進行室外的空氣溫度測量并不是看起來的那么簡單。與傳統(tǒng)室內(nèi)研究時所具備的條件不同的是，室外監(jiān)測節(jié)點將受到太陽輻射與其它的環(huán)境因素的影響。當溫度傳感器等器件用盒子封裝后，節(jié)點將會因為元器件吸收太陽輻射的熱量而導致測量的溫度與真實環(huán)境的溫度相差較大，尤其在太陽輻射強度較大的情況下，然而元器件吸收輻射熱量在物理學中

2、是一個不可避免的現(xiàn)象。在這種情況下室外部署網(wǎng)絡如果不進行進一步的數(shù)據(jù)校正，將會導致監(jiān)測網(wǎng)絡僅僅變成一個擺設。為了克服這個問題，工業(yè)級無線傳感器網(wǎng)絡的應用中需要針對太陽輻射導致的誤差進行校正處理。對室外空氣溫度校正算法有基于單一節(jié)點收集然后通過建立太陽輻射與真實溫度之間的數(shù)學關系式來計算真實空氣溫度，這類算法有一定的局限性，如在部署這樣的節(jié)點時需要額外的增加額外的太陽輻射強度測量計，并且會忽略自身系統(tǒng)漂移等特性，因此進一步的研究是有必要的

3、。
　　本研究提出一種新穎的協(xié)作式溫度估計模型，采用分類預測的方法來解決這種局限性限制。通過對桂林電子科技大學購進，并部署在金雞嶺校區(qū)內(nèi)的室外無線感知網(wǎng)絡進行了多次的實驗研究，建立協(xié)作式估計模型，使用整個網(wǎng)絡的測量數(shù)據(jù)，揭露出在不同天氣情況下溫度偏移的經(jīng)驗特征。為了給出一個能夠實時的監(jiān)測獲取有效的真實溫度的無線傳感器網(wǎng)絡，本文的數(shù)據(jù)校正方法包含三個階段性的工作：數(shù)據(jù)預處理階段、離線數(shù)據(jù)訓練階段、在線協(xié)作式溫度估計階段，其中預處理階

4、段，將使用收集的該網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)，按同一時間戳轉化成一組向量，并對該組向量進行處理；離線數(shù)據(jù)訓練階段，采用的是K-means算法進行聚類處理建立模式庫，再使用聚類標記過的數(shù)據(jù)進行兩個半監(jiān)督學習訓練，第一，采用支持向量機訓練獲取分類器，第二，使用后向傳播神經(jīng)網(wǎng)絡分類訓練出每個模式下的等溫區(qū)域收集數(shù)據(jù)集與真實溫度之間的非線性數(shù)學關系；在線預測階段，該階段將進行實時的溫度估計，首先將采集的新數(shù)據(jù)集通過分類器進行分類，獲取相應的分類標記，然后選擇