[發(fā)明專利]網(wǎng)格化傳感器監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)校準方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110359259.5
• 申請日: 2021-04-02
• 公開（公告）號: CN113095389B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張玲;尚永昌;杜鵬飛;武孟賢;王月茹;張圣昌;陳晨;肖永樂;屈曉虎
• 申請（專利權(quán)）人: 河北先河環(huán)保科技股份有限公司
• 主分類號: G06F18/214
• 分類號: G06F18/214;G06N3/08;G06N20/20
• 代理公司: 河北知亦可為專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 13115
• 代理人: 周大偉

1.網(wǎng)格化傳感器監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)校準方法，應(yīng)用于一種網(wǎng)格化傳感器監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，所述網(wǎng)格化傳感器監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)包括與標準設(shè)備通信連接的傳感器設(shè)備，其特征在于，所述傳感器設(shè)備中存儲有一個當(dāng)前校準模型和多個校準算法，多個校準算法包括一個當(dāng)前校準算法和多個備用校準算法，當(dāng)前校準模型根據(jù)當(dāng)前校準算法得到，包括

步驟S1：獲得傳感器設(shè)備十二小時的監(jiān)測數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)分析，得到可訓(xùn)練數(shù)據(jù)集；

步驟S2：可訓(xùn)練數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)輸入當(dāng)前校準模型中進行校準，獲得十二小時的校準數(shù)據(jù)；

步驟S3：獲得十二小時的質(zhì)控點數(shù)據(jù)，將校準數(shù)據(jù)與質(zhì)控點數(shù)據(jù)比較，得到輸出誤差，如果輸出誤差小于第一設(shè)定值，則返回校準完成標志，否則執(zhí)行優(yōu)化校準模型的步驟S4，包括

步驟S41：獲得傳感器設(shè)備十天內(nèi)的監(jiān)測數(shù)據(jù)，任意選擇七天的監(jiān)測數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練樣本；

步驟S42：選擇一個備用校準算法，輸入訓(xùn)練樣本，訓(xùn)練得到備用校準模型；

步驟S43：將剩余三天的監(jiān)測數(shù)據(jù)輸入到備用校準模型，將備用校準模型的輸出數(shù)據(jù)與質(zhì)控點數(shù)據(jù)比較，得到第二輸出誤差；

步驟S44：執(zhí)行步驟S42~S43，直到遍歷所有的備用校準算法；

步驟S45：將多個第二輸出誤差進行比較，將其中最小的一個第二輸出誤差對應(yīng)的備用校準模型作為當(dāng)前校準模型，對傳感器設(shè)備進行校準；

所述質(zhì)控點數(shù)據(jù)從標準設(shè)備得到，多個傳感器設(shè)備以標準設(shè)備為中心，分布在監(jiān)測區(qū)域的各個位置，按照從中心到外圍的方向，標準設(shè)備的監(jiān)測數(shù)據(jù)作為質(zhì)控點數(shù)據(jù)，逐級傳遞，進行各個傳感器設(shè)備的校準，對于距離標準設(shè)備最遠的一個傳感器設(shè)備，其獲取質(zhì)控點數(shù)據(jù)的步驟包括：

步驟S11：選擇與所述標準設(shè)備距離最遠的傳感器設(shè)備作為校準發(fā)起設(shè)備；

步驟S12：以所述校準發(fā)起設(shè)備為原點、從所述校準發(fā)起設(shè)備到所述標準設(shè)備的方向為X軸，建立直角坐標系，并以所述校準發(fā)起設(shè)備為圓心、以R1為半徑，在X軸正半平面做半圓C1；

步驟S13：選擇位于半圓C1內(nèi)、且監(jiān)測數(shù)據(jù)與所述校準發(fā)起設(shè)備最接近的傳感器設(shè)備，作為中間校準設(shè)備；

步驟S14：以所述中間校準設(shè)備為原點，從所述中間校準設(shè)備到所述標準設(shè)備的方向為X軸，建立直角坐標系，并以所述中間校準設(shè)備為圓心、以R1為半徑，在X軸正半平面做半圓C2；

步驟S15：選擇位于半圓C2內(nèi)、且監(jiān)測數(shù)據(jù)與中間校準設(shè)備最接近的傳感器設(shè)備，作為新的中間校準設(shè)備；

步驟S16：重復(fù)步驟S14~S15，直到所述標準設(shè)備位于半圓C2內(nèi)；

步驟S17：根據(jù)GPS定位信息，按照從標準設(shè)備到校準發(fā)起設(shè)備的方向，將各中間校準設(shè)備進行排序，標準設(shè)備的監(jiān)測數(shù)據(jù)作為質(zhì)控點數(shù)據(jù)傳遞給第一個中間校準設(shè)備，第一個中間校準設(shè)備的監(jiān)測數(shù)據(jù)作為質(zhì)控點數(shù)據(jù)傳遞給第二個中間設(shè)備，依次類推，最后一個中間校準設(shè)備的監(jiān)測數(shù)據(jù)作為質(zhì)控點數(shù)據(jù)，傳遞給校準發(fā)起設(shè)備。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)格化傳感器監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)校準方法，其特征在于，多個校準算法包括多元線性回歸MLR、多元自適應(yīng)回歸樣條MARS、基于可伸縮決策樹的集成算法XGBoost、梯度提升樹?GBDT、貝葉斯方法BLR和人工智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)ANNs。

3.網(wǎng)格化傳感器監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)校準系統(tǒng)，應(yīng)用于一種網(wǎng)格化傳感器監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，所述網(wǎng)格化傳感器監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)包括與標準設(shè)備通信連接的傳感器設(shè)備，其特征在于，所述傳感器設(shè)備中存儲有一個當(dāng)前校準模型和多個校準算法，多個校準算法包括一個當(dāng)前校準算法和多個備用校準算法，當(dāng)前校準模型根據(jù)當(dāng)前校準算法得到，包括

第一獲得單元，用于獲得傳感器設(shè)備十二小時的監(jiān)測數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)分析，得到可訓(xùn)練數(shù)據(jù)集；

第二獲得單元，用于可訓(xùn)練數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)輸入當(dāng)前校準模型中進行校準，獲得十二小時的校準數(shù)據(jù)；

第一處理單元，用于將校準數(shù)據(jù)與質(zhì)控點數(shù)據(jù)比較，得到輸出誤差，如果輸出誤差小于第一設(shè)定值，則返回校準完成標志，否則執(zhí)行優(yōu)化校準模型的步驟S4，包括

步驟S41：獲得傳感器設(shè)備十天內(nèi)的監(jiān)測數(shù)據(jù)，任意選擇七天的監(jiān)測數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練樣本；

步驟S42：選擇一個備用校準算法，輸入訓(xùn)練樣本，訓(xùn)練得到備用校準模型；

步驟S43：將剩余三天的監(jiān)測數(shù)據(jù)輸入到備用校準模型，將備用校準模型的輸出數(shù)據(jù)與質(zhì)控點數(shù)據(jù)比較，得到第二輸出誤差；

步驟S44：執(zhí)行步驟S42~S43，直到遍歷所有的備用校準算法；

步驟S45：將多個第二輸出誤差進行比較，將其中最小的一個第二輸出誤差對應(yīng)的備用校準模型作為當(dāng)前校準模型，對傳感器設(shè)備進行校準；

所述質(zhì)控點數(shù)據(jù)從標準設(shè)備得到，多個傳感器設(shè)備以標準設(shè)備為中心，分布在監(jiān)測區(qū)域的各個位置，按照從中心到外圍的方向，標準設(shè)備的監(jiān)測數(shù)據(jù)作為質(zhì)控點數(shù)據(jù)，逐級傳遞，進行各個傳感器設(shè)備的校準，對于距離標準設(shè)備最遠的一個傳感器設(shè)備，其獲取質(zhì)控點數(shù)據(jù)的步驟包括：

步驟S11：選擇與所述標準設(shè)備距離最遠的傳感器設(shè)備作為校準發(fā)起設(shè)備；

步驟S12：以所述校準發(fā)起設(shè)備為原點、從所述校準發(fā)起設(shè)備到所述標準設(shè)備的方向為X軸，建立直角坐標系，并以所述校準發(fā)起設(shè)備為圓心、以R1為半徑，在X軸正半平面做半圓C1；

步驟S13：選擇位于半圓C1內(nèi)、且監(jiān)測數(shù)據(jù)與所述校準發(fā)起設(shè)備最接近的傳感器設(shè)備，作為中間校準設(shè)備；

步驟S14：以所述中間校準設(shè)備為原點，從所述中間校準設(shè)備到所述標準設(shè)備的方向為X軸，建立直角坐標系，并以所述中間校準設(shè)備為圓心、以R1為半徑，在X軸正半平面做半圓C2；

步驟S15：選擇位于半圓C2內(nèi)、且監(jiān)測數(shù)據(jù)與中間校準設(shè)備最接近的傳感器設(shè)備，作為新的中間校準設(shè)備；

步驟S16：重復(fù)步驟S14~S15，直到所述標準設(shè)備位于半圓C2內(nèi)；

步驟S17：根據(jù)GPS定位信息，按照從標準設(shè)備到校準發(fā)起設(shè)備的方向，將各中間校準設(shè)備進行排序，標準設(shè)備的監(jiān)測數(shù)據(jù)作為質(zhì)控點數(shù)據(jù)傳遞給第一個中間校準設(shè)備，第一個中間校準設(shè)備的監(jiān)測數(shù)據(jù)作為質(zhì)控點數(shù)據(jù)傳遞給第二個中間設(shè)備，依次類推，最后一個中間校準設(shè)備的監(jiān)測數(shù)據(jù)作為質(zhì)控點數(shù)據(jù)，傳遞給校準發(fā)起設(shè)備。