Research on Preprocessing and Fusion Methods for Industrial Process Sensing Series

近年来，随着物联网技术的发展及其在工业领域的推广应用，大量的各种类型的传感器、自动识别系统、工业无线网络系统等新型的信息获取与传输技术被引入到工业生产现场，构建起具有泛在特征的工业物联环境，使得面向工业生产过程控制与管理的泛在信息的获取与传输成为可能。在工业过程感知信息极大丰富的基础上，信息的分析、处理与融合利用成为提升人们对各种工业活动的信息感知和管理控制能力的关键所在。为此，本文从工业过程感知序列预处理与融合利用入手，开展相关关键技术及方法研究，为工业感知信息融合处理提供具有一定实用性的技术方法和解决思路。具体研究内容包括：1、为满足大数据量感知序列异常值检测需求，提出了一种计算简单快速的基于边缘化后验比检验的异常值在线检测方法。该方法将基于“偏差”的检测思想与统计学理论相结合，首先利用基于数据的鲁棒建模方法对待检测数据进行拟合并得到拟合残差，然后利用统计学知识分析拟合残差以最终确定数据的异常情况。为了实现算法的在线检测要求，引进了两窗口结构并对其加以改进；通过合理的选取先验分布以及对未知参数进行边缘化处理的方式，有效地减少了算法中的参数个数，提高了算法的可用性。实验证明该方法具有良好的检测准确性和实用性。2、针对工业过程控制系统异常值检测需求，在改进传统小波异常数据检测方法基础上，提出基于小波与RBF的异常数据在线检测方法。该方法利用鲁棒RBF网络在线拟合被检测据，采用可在线应用的迭代小波变换对残差信号进行小波分解，利用隐马尔可夫模型分析小波系数自动在线检测数据异常，避免了检测阈值的设定。为保障方法能够在线应用，提出一种利用原始数据训练RBF网络模型的训练算法，使得网络训练不依赖于干净数据。仿真和比较实验证明，该方法对于工业过程中的具有较大振荡特征非稳态序列有较好的检测效果。3、针对传统突变点检测算法具有大延时的问题以及实际数据中同时含有突变点、异常点的实际情况，提出一种基于小波变换有效分数向量的异常点、突变点检测算法。该方法通过引入有效分数向量作为检测统计量，有效避免了传统检测统计量随着数据增多而无限增大的缺点；提出利用小波分析统计量的办法，有效地克服了传统突变点检测算法中存在大延时的缺陷；利用李氏指数及小波变换的关系，实现了在一个检测框架内同时在线检测异常点以及突变点，使得该检测算法更符合突变点及异常点同时存在的实际情况。仿真实验和性能比较结果证明了所提方法的有效性和实用性。4、对于同构多传感器系统在无先验知识、无系统模型条件下对同一未知目标进行在线测量的数据融合问题，提出一种基于改进模糊聚类的多源同构感知序列在线融合方法。该方法采用引入噪声类的鲁棒模糊聚类方法分析同时刻多源数据，避免了传统模糊聚类融合方法中对聚类数设定的依赖，同时能够有效去除系统偏移较大的数据源和异常信号对融合结果的不良影响；通过引入隶属度函数影响因子，增加历史融合结果对当前融合的指导作用，有效降低偶然错误对融合结果的影响，提高了融合精度。实验结果证明了该方法较传统方法在系统适应性和融合精度方面的优势。5、针对多源异构感知序列的融合问题，提出一种能够对异构观测序列进行融合处理的融合框架和方法。该方法首先对多源感知序列的同一时刻的观测值分别进行模糊化处理，并在样本规则库的作用下形成对目标对象可能状态支持程度的证据。最终，在随机集表示的D-S证据理论融合框架下，完成多证据的融合，进而达到异构信息融合的目的。最后利用应用案例的求解来验证该方法在解决多源异构信息融合上的可行性

Design and Research of a Model Robot CAN Bus Control System

针对SIAHMR-I模特机器人的机械结构特性和机器人控制系统对实时性和稳定性要求,设计和实现了具有三层结构的基于can总线的分布式控制系统,包括了机器人主控层,基于CAN总线系统通信层,以及底层节点执行层,并且给出了整个机器人系统的控制结构和节点控制器的软、硬件原理图以及增量式PID位置控制设计方案,并且完成搭建了机器人控制系统实验平台。实验结果表明,控制系统性能良好,能够实现真实的模拟人体的体型和姿态动作,并且可靠性和抗干扰能力强

Wireless data access management of handheld based on RFID

手持设备基于在工业和移动产品领域得到广泛应用的 Wince.net 操作系统。采用 RFID 射频模块实现标签数据动态采集,OLEDB 数据接口实现 SOL Server CE 的快速数据访问。远程数据访问(RDA)和无线局域网(WiFi)技术支持手持读写器与 SQL Server 服务器之间无线数据同步功能

基于RFID的猪肉产品安全追溯标签设计

提出了基于RFID和EAN/UCC-128相结合的猪肉产品标识与追溯方法。利用RFID射频耳标对生猪养殖过程进行管理,在屠宰与销售阶段采用EAN/UCC-128系统进行条码标识。EAN/UCC-128系统通过链接RFID耳标代码实现生猪个体可追溯。该追溯系统已应用于沈阳李相畜牧养殖基地,对构建统一的、通用的标识与追溯编码做出有益的尝试

Design of manufacturing execution system for assembly plant based on RFID

RFID 作为一种先进的数据采集与识别技术,为制造执行系统(MES)提供方便快捷可靠的数据信息。在充分分析 RFID(射频识别)技术在装配制造车间生产中的技术优势基础上,提出面向典型装配制造企业、基于 RFID 技术的制造执行系统模型,构建了系统体系结构,并完成系统功能设计

基于RFID的猪肉产品安全追溯标签设计

提出了基于RFID和EAN/UCC-128相结合的猪肉产品标识与追溯方法。利用RFID射频耳标对生猪养殖过程进行管理,在屠宰与销售阶段采用EAN/UCC-128系统进行条码标识。EAN/UCC-128系统通过链接RFID耳标代码实现生猪个体可追溯。该追溯系统已应用于沈阳李相畜牧养殖基地,对构建统一的、通用的标识与追溯编码做出有益的尝试

Design and Simulation of Base-band Communication IP Core Based on RFID

分析基于射频识别(RFID)技术的系统基带通信过程,建立RFID基带传输模型,利用FPGA技术实现具有基带编解码、数据收发功能的通信IP核,介绍基于模块化思想的基带通信IP核的RTL设计方法,利用QuartusⅡ与Simulink工具进行系统仿真,仿真实验结果表明,该通信模块是有效的,能够为设计RFID通信系统提供高度集成的基带通信IP核

Industry intelligent terminal based on RFID data acquisition function

本实用新型涉及一种基于RFID数据采集功能的工业智能终端,包括:控制单元,提供交互界面显示接口、输入输出接口;射频数据采集单元,集成RFID读写控制模块,前端输入为射频前端电路,输出端与控制单元的总线接口相连;存储单元,包括闪存、SDRAM以及外扩存储卡,通过数据线接至控制单元;网络传输单元,具有以太网接口及CAN总线接口,通过网络切换电路切换实现控制单元与监控终端的通讯连接;显示单元,与控制单元的显示数据输出端相连,显示用户界面;电源管理单元,为其他电单元提供多等级的稳定电压,受控于控制单元内部的电源管理软件。本实用新型增强了系统处理复杂事件的能力,功能多,兼容性强

基于DEM的伊犁河谷气温空间插值研究/Study on Spatial Interpolation of the Average Temperature in the Yili River Valley Based on DEM[J]

为了研究伊犁河谷地区气温空间变异性,提出基于DEM修正的空间插值方法,以1961-2008年伊犁河谷地区及周边19个气象站点月平均气温数据为基础,分析多年平均气温与海拔的相关关系,并与反距离权重法(IDW)、克里格插值法(Kriging)等传统方法计算结果进行对比.结果表明:该研究区的气温直减率为0.564℃·100 m-1;根据交叉验证比较结果发现,基于DEM修正模型的精度明显优于其他两种方法,IDW模型在对年均最低温度的模拟效果比Kriging模型略好.结合DEM数据,该研究成了伊犁河谷地区90m空间分辨率的格网温度场,其插值结果客观地表达了气温随地形变化的趋势,反映了气温的空间变异性