面向物联网的室内ZigBee监控系统设计

设计一种基于ZigBee的室内监控系统,该系统采用低功耗无线收发芯片CC2530及传感器构建室内局域网,包含物联网的感知层、网络层及应用层三层结构,传输协议选用ZigBee;感知层包括温湿度、光敏、摄像头图片数据采集;网络层主要是ZigBee无线网络,数据汇聚至网关;应用层包括手机、PC机等;网络拓扑结构采用星形网络结构;给出软硬件实现方法,主要有节点设计、网络组建及软件设计等;实验在长6m宽3m的室内进行,测试正常室温,温度传感器附近放置低于室温10℃和高于室温10℃物体改变环境温度;光敏传感器测试采用日照强度,遮挡及部分遮挡传感器改变光照强度;人员在摄像区域内外移动测试摄像清晰度及监控范围;测试结果表明系统工作正常,PC机终端软件显示各传感器随环境变化相应变化值。     

基于动态跟踪与集对理论的地下病害风险评估云模型研究

本文提出一种融入动态跟踪思想和集对分析理论的城市地下病害风险评估云模型。首先,考虑到病害的动态发育特性,提出一种基于动态跟踪思想的风险评估方法,将病害属性变化率纳入风险评估体系;其次,利用基于二阶和四阶中心矩的逆向高斯云算法将评估指标转化为指标云,并使用最小二乘法将主观云权重和客观Critic权重耦合并优化,为指标云科学分配权重;最后,引入集对分析理论,将高斯云模型的“3En”规则与集对理论中的集对势相结合,计算云模型相似度,提高病害风险等级判别准确性。通过对贵阳市地下病害检测工程及北京东四环道路的检测评估,并与其他三种评估模型对比分析,验证了模型的有效性。     

基于智能手机的安全监护系统设计与实现

为了加强对青少年等弱势群体的监护,设计并实现了一种基于手机的安全监护系统;阐述了系统的总体设计,介绍了手机端程序、服务器端程序的架构和程序流程;将OPTICS聚类算法应用于轨迹坐标,提出一种分层的轨迹聚类方法,对被监护人停留点等有意义信息进行挖掘;实验中,被监听端手机每隔10s发送一次坐标数据,数据采用phoneNum,time,lat,lngt四元组的形式存放在服务器中,采用三层的OPTICS聚类算法对轨迹停留点进行发现,实验结果显示分层的OPTICS算法可以有效地发现被监护人的停留位置;通过实际的部署和验证,该系统稳定可靠,算法合理有效,数据收发准确,提高了社会对弱势群体的监护管理效率。     

基于SPA和云理论的城市地下病害风险评估模型

针对城市地下病害风险评估问题兼具模糊性和随机性,提出一种基于云理论和集对理论的城市地下病害风险评估模型,定量评估病害危险性。依据相关标准,从风险发生概率和风险后果两方面选取25项病害风险评估指标,建立4级风险评估体系及指标量化标准;引入不确定性人工智能中研究模糊性与随机性关联的云理论,利用基于2阶中心距和4阶中心矩的逆向高斯云算法将指标值转化为指标云模型;提出一种最小二乘法优化的云-Critic耦合权重,综合考虑主观云权重与客观Critic权重,利用最小二乘法将二者组合并优化,为指标云合理分配权重并逐级计算得到综合云;通过引入集对分析(SPA)理论,提出一种基于集对势和高斯云"3En"规则的云模型相似度计算方法,利用高斯云的"3En"规则统计云滴并进行同异反分析,采用集对势计算综合云隶属度,判定病害风险等级。利用所建模型定量评估贵阳市道路检测工程实例,评估结果符合开挖验证实际情形,验证了模型的适用性。此外,将本文模型与层次分析法、模糊综合评价及模糊层次分析法构建的评估模型进行对比实验,结果表明本文模型具有更高的评估准确度。因此,将本文模型应用于城市地下病害的风险评估具有可行性。     

一种基于物联网的室内监控系统节能研究

针对无线传感器网络通信中能量消耗过高及电源极为有限、不可替换问题,设计室内监控系统,布置ZigBee无线网络,重点解决延长网络生命周期问题。针对LEACH算法中所有节点轮流充当簇首消耗能量过多问题,提出每轮第一次充当簇首的节点全程有效,本文称FL方法。该算法减少节点竞争簇首时消耗能量。依据监控系统实际使用环境,结合LEACH(Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy)算法分析通信过程中能量消耗,设计验证实验,提出监控系统通信算法。实验证明,网络稳定,系统能耗低,通信性能良好,可用性强。