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一种嵌入式工业物联网控制器 

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申请/专利权人:西安交通大学城市学院

摘要:本发明涉及工业物联网控制器技术领域,且公开了一种嵌入式工业物联网控制器,工业物联网控制器模块包括:用于负责与物联网传感器和系统进行通信,收集实时的工业数据的数据采集接口模块;用于对采集到的数据进行初步处理提高数据的质量的数据预处理模块;用于使用边缘端处理数据减少网络延迟节省带宽的边缘计算模块;用于与控制器中设备、网关和云平台之间进行数据交换网络通信模块;用于管理和协调不同任务的执行顺序和优先级,确保系统的实时性和效率的任务调度模块;用于监控嵌入式设备的状态和性能识别潜在问题并进行故障诊断的设备监控模块;用于提供用户与嵌入式设备之间的交互方式的交互界面模块。

主权项:1.一种嵌入式工业物联网控制器,其特征在于:工业物联网控制器模块包括:用于负责与物联网传感器和系统进行通信,收集实时的工业数据的数据采集接口模块1;用于对采集到的数据进行初步处理提高数据的质量的数据预处理模块2;用于使用边缘端处理数据减少网络延迟节省带宽的边缘计算模块3;用于与控制器中设备、网关和云平台之间进行数据交换网络通信模块4;用于管理和协调不同任务的执行顺序和优先级,确保系统的实时性和效率的任务调度模块5;用于监控嵌入式设备的状态和性能识别潜在问题并进行故障诊断的设备监控模块6;用于提供用户与嵌入式设备之间的交互方式的交互界面模块7;所述边缘计算模块3中设置有数据存储与缓存模块8,所述数据存储与缓存模块8中设置有安全与加密模块9,所述任务调度模块5中设置有时间响应计算模块10,所述设备监控模块6中设置有接口控制模块11;所述边缘计算模块3基于实时操作系统RTOS提供了实时环境,边缘计算任务能够在规定的时间内得到处理,首先处理和分析从数据预处理模块2收集的数据,使用线性回归提取有用信息并做出决策,基于线性回归建立因变量与一个多个自变量之间的线性关系,设定有一个简单的线性回归模型:y=w1x1+w2x1+b其中y是预测的目标变量,设定为设备的温度,x1和x2是输入的特征变量,设定为设备的使用时间和工作负载,w1和w2是特征变量对应的权重表示各特征对目标变量的影响程度,b是截距表示当所有特征为0时的目标变量值,然后基于损失函数最小的权重和截距值:Lossw1,w2,b=∑yi-w1xi1+w2xi2+b2其中,i表示样本索引,∑表示对所有样本求和,再通过梯度下降法更新权重和截距的值,基于最小化损失函数: 其中,α是学习率,分别是损失函数关于权重和截距的偏导数,模型训练完成后预测新的观测值的目标变量值,给定新的使用时间和工作负载值,计算出设备的预测温度,实现基于边缘计算的实时监控和预警功能,边缘计算产生的数据存储至数据存储与缓存模块8中。

全文数据:

权利要求:

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