物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法在高職學(xué)院實(shí)訓(xùn)室

引言

事實(shí)證明，只有以鄧小平理論和“三個(gè)代表”重要思想為指導(dǎo),深入貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，把握世界新科技革命和產(chǎn)業(yè)革命的歷史機(jī)遇,抓住我國(guó)加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的契機(jī),加強(qiáng)統(tǒng)籌規(guī)劃，促進(jìn)協(xié)同發(fā)展，加強(qiáng)自主創(chuàng)新,注重應(yīng)用牽引;加強(qiáng)監(jiān)督管理,保障信息安全，加強(qiáng)政策扶持，優(yōu)化發(fā)展環(huán)境，重點(diǎn)突破核心技術(shù),研究制定關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn),拓展規(guī)模應(yīng)用，構(gòu)建產(chǎn)業(yè)體系,才能為我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展在新一輪國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)有利位置奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。在“十二五”期間，我國(guó)將以加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式為主線，更加注重經(jīng)濟(jì)質(zhì)量和人民生活水平的提高,亟需采用包括物聯(lián)網(wǎng)在內(nèi)的新一代信息技術(shù)來(lái)改造升級(jí)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展質(zhì)量和效益,提高社會(huì)管理、公共服務(wù)和家居生活的智能化水平。巨大的市場(chǎng)需求將為物聯(lián)網(wǎng)帶來(lái)難得的發(fā)展機(jī)遇、廣闊的發(fā)展空間以及產(chǎn)業(yè)環(huán)境的持續(xù)優(yōu)化。實(shí)際上，黨中央和國(guó)務(wù)院高度重視物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展,明確指出要加快推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用示范。目前大部分地區(qū)已經(jīng)將物聯(lián)網(wǎng)作為發(fā)展重點(diǎn),并出臺(tái)了相應(yīng)的發(fā)展規(guī)劃和行動(dòng)計(jì)劃，許多行業(yè)和部門已將物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用作為推動(dòng)本行業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)工作加以支持。隨著國(guó)家和地方一系列產(chǎn)業(yè)支持政策的出臺(tái),社會(huì)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的認(rèn)知程度也將日益提升,物聯(lián)網(wǎng)正在逐步成為社會(huì)資金投資的熱點(diǎn)，而且發(fā)展環(huán)境不斷優(yōu)化。

1高職學(xué)院的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)室建設(shè)

國(guó)家教育部辦公廳于2010年2月，向各省、自治區(qū)、直轄市教育廳（教委）和部屬各高等學(xué)校下發(fā)了《關(guān)于戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)專業(yè)申報(bào)和審批工作的通知》?！锻ㄖ氛f(shuō)，當(dāng)前國(guó)家決定大力發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)、綠色經(jīng)濟(jì)、低碳經(jīng)濟(jì)、環(huán)保技術(shù)、生物醫(yī)藥等關(guān)系到未來(lái)環(huán)境和人類生活的一些重要戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。所謂物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)，就是面向現(xiàn)代信息處理的關(guān)鍵技術(shù)，高職學(xué)院應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)培養(yǎng)從事物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)分析、科技開發(fā)及研究方面的工程技術(shù)人才?；谖锫?lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)實(shí)驗(yàn)室解決方案是基于目前物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀，經(jīng)過(guò)前期對(duì)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的探究，結(jié)合目前的教育形態(tài),總結(jié)出對(duì)物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)教學(xué)的解決方案。該方案從物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)的層次結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)以及物聯(lián)網(wǎng)注重的關(guān)鍵性問(wèn)題，對(duì)高校物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)給出具體的解決方案，同時(shí)結(jié)合目前產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和高校教學(xué)環(huán)境，為高校如何培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用型人才給出指導(dǎo)性、方向性的建議，力求讓學(xué)生掌握物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的感知層、接入層、網(wǎng)絡(luò)層、支持層與應(yīng)用層的關(guān)鍵技術(shù)，并具備在本專業(yè)領(lǐng)域跟蹤新理論、新知識(shí)、新技術(shù)的能力以及較強(qiáng)的創(chuàng)新實(shí)踐能力。

2高職學(xué)院物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷姆抡嫜芯?

在基于物聯(lián)網(wǎng)與無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的多種應(yīng)用中，一般都需要對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)采集到的多個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理，以便更準(zhǔn)確地判斷環(huán)境或數(shù)據(jù)的真實(shí)狀況。在以往的處理過(guò)程中，用得較多的方法是對(duì)高職院校物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)?zāi)K所測(cè)量的數(shù)據(jù)取平均值進(jìn)行判別。這種方法雖然執(zhí)行起來(lái)較為簡(jiǎn)單，但是當(dāng)出現(xiàn)某種干擾而使得部分傳感器與高職院校物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)?zāi)K所測(cè)量的數(shù)據(jù)出現(xiàn)誤差時(shí)，對(duì)高職院校物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)?zāi)K數(shù)據(jù)取平均值將導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果無(wú)法反應(yīng)環(huán)境的實(shí)際狀態(tài)，從而可能會(huì)引起錯(cuò)誤的判決。于是，可以采用加權(quán)融合算法來(lái)處理傳感器與高職院校物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)?zāi)K的測(cè)量數(shù)據(jù)樣本空間。若某學(xué)院物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)傳感器節(jié)點(diǎn)采集到n個(gè)數(shù)據(jù){x1,x2,…,xn}，則可用以下加權(quán)函數(shù)式來(lái)表示融合結(jié)果：

y=w1x1+w2x2+…+wnxn(1)

其中，為各個(gè)高職院校物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)?zāi)K所測(cè)量數(shù)據(jù)的權(quán)系數(shù)。

基于高職院校物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)?zāi)K加權(quán)融合算法的權(quán)系數(shù)可以依據(jù)不同的應(yīng)用背景，并通過(guò)不同的方式獲得。在環(huán)境等相關(guān)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，可通過(guò)高斯隸屬函數(shù)來(lái)求得各個(gè)高職院校物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)?zāi)K節(jié)點(diǎn)測(cè)量值的權(quán)系數(shù)。其公式如下：

其中,x為模塊自變量,c和o為模塊參數(shù)。這里將自變量x設(shè)為同一時(shí)刻不同傳感器與高職院校物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)?zāi)K的測(cè)量數(shù)據(jù)；將參數(shù)c設(shè)為模塊測(cè)量數(shù)據(jù)的均值為模塊參數(shù)，設(shè)為測(cè)量數(shù)據(jù)的方差。通過(guò)歸一化計(jì)算，即可求得各個(gè)高職院校物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)?zāi)K測(cè)量數(shù)據(jù)的權(quán)系數(shù)為：

將高職院校物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)?zāi)K權(quán)系數(shù)代入加權(quán)函數(shù)式(1)，可得融合結(jié)果為:

本文提出的高職院校物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)模塊融合算法是一種數(shù)據(jù)級(jí)的融合算法,僅適用于對(duì)同類高職院校物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)模塊進(jìn)行融合，如物聯(lián)網(wǎng)溫度傳感器采集的溫度數(shù)據(jù)模塊,物聯(lián)網(wǎng)濕度傳感器采集的濕度數(shù)據(jù)模塊等。但是，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中,還經(jīng)常需要對(duì)多種高職院校物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，以對(duì)系統(tǒng)環(huán)境的實(shí)際情況進(jìn)行判定，并做出最終的決策，即決策級(jí)融合。這種情況下，可在本課題所做工作的基礎(chǔ)上,研究高效決策級(jí)高職院校物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)模塊融合算法，以便進(jìn)一步提高高職院校物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)模塊終端的實(shí)用性。

3結(jié)語(yǔ)

將基于物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法在高職學(xué)院實(shí)驗(yàn)室管理中進(jìn)行應(yīng)用,可以把智能家居、智能醫(yī)療、智能城市、智能交通、智能環(huán)保、智能司法、智能農(nóng)業(yè)、智能物流等一系列物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用產(chǎn)品結(jié)構(gòu)模塊與網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái),從而真正進(jìn)入高職院校物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)模塊終端的新時(shí)代，實(shí)現(xiàn)在生活上、工作上的全新體驗(yàn)。

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