一种智能消防栓终端数据传输的方法及系统与流程

文档序号:13253558阅读:来源:国知局
技术特征:
1.一种消防栓智能终端数据传输方法,该方法用于传输消防栓智能监测终端采集的与消防拴相关的数据,所述方法包含:步骤101)采用离散余弦变换DCT算法对一段时间内的采集数据进行压缩变换,并保留变换得到的低频的若干个系数,即:对于时间段t内采集的信号数据,采用DCT变换方法进行处理,保留DCT变换处理后得到的低频的若干个系数;其中,所述采集数据包含:消防井内的水压、井盖倾角或井内环境光亮度;步骤102)对压缩后的数据采用最小二乘支持向量机LS-SVM进行建模,并对建模后的结果用于下一个系数的预测,进而得到系数预测误差;步骤103)将系数预测误差通过通信网络进行数据传输。2.根据权利要求1所述的消防栓智能终端数据传输方法,其特征在于,所述步骤102)进一步包含:步骤102-1)对于m个t时间段内的DCT变换后系数采用最小二乘支持向量机LSSVM方法进行建模,并将建模结果用于对下一个t时间段内DCT变换系数的预测,进而得到第m+1个t时间段的预测系数,其中所述下一个t时间段即第m+1个t时间段;步骤102-2)对于第m+1个t时间段内的数据,采用DCT变换后得到第m+1个t时间段的变换系数,再计算所述预测系数和变换系数的差值进而获得系数预测误差。3.根据权利要求2所述的消防栓智能终端数据传输方法,其特征在于,所述步骤101)进一步包括:步骤101-1)假设时间段t内采集的数据点数为:x(0),x(1),…,x(N-1),采用离散余弦变换结果为:F(u)=C(u)2NΣn=0N-1x(n)cos(2n+1)uπ2N]]>上式中:u=0,1,2,…,N-1;C(u)=12u=01u=1,2,...,N-1]]>步骤101-2)保留前k个变换后的低频系数,其他系数都置为0,从而实现对原始数据的压缩,其中,k<<N。4.根据权利要求2或3所述的消防栓智能终端数据传输方法,其特征在于,所述步骤102-2)进一步包含:步骤102-2-1)对于m个t时间段内的数据压缩结果进行处理,将数据记为:D=F(1,1)F(1,1)...F(1,k)F(2,1)F(2,2)...F(2,k)············F(m,1)F(m,2)...F(m,k)]]>上式中行号表示时间段的序号,列号表示该时间段内的DCT系数序号;步骤102-2-2)矩阵D中每一列可视为一个单独的时间序列,采用最小二乘支持向量机LSSVM对该序列进行建模,以连续的l个数据作为输入特征矢量,第l+1个数据作为输出特征值,即:xi=[F(l-1,j)F(l-2,j)…F(l,j)]yi=F(l+1,j),i=1,2,…,m-l于是:输入特征集:X=[x1,x2,…,xm-l]为第i个输入特征矢量;输出目标集:f=[y1,y2,…,ym-l],f为输入特征矢量对应的输出矢量;步骤102-2-2-1)求解如下方程式:01...11K11+1c...K1l············1Kl1...Kllba1···al=0y1···yl]]>其中,b,a1,a2,…,al为训练求取的参数,Kij为径向基函数核函数,其形式为:Kij=K(xi,xj)=exp(-||xi-xj||22γ2)]]>其中,γ为高斯核函数宽度参数;步骤102-2-2-2)建立最小二乘支持向量机LSSVM函数为:y^(x)=Σm=1NaiK(xi,x)+b]]>其中,x为给定的待预测样本输入特征矢量,为识别函数的输出的预测系数值。5.根据权利要求4所述的消防栓智能终端数据传输方法,其特征在于,所述步骤102-3)进一步包括:步骤102-3-1)假设下一时间段为τ,于是输出预测误差为:Δτ=yτ-(Σm=1NaiK(xi,xτ)+b)]]>其中,yτ表示根据待预测数据进行DCT变化后得到的第m+1个t时间段的变换系数,Δτ为预测误差。6.根据权利要求1所述的消防栓智能终端数据传输方法,其特征在于,所述步骤103)之后还包含:通过反向解码发送的系数预测误差进而获得第“m+1”个t时间段内原始采集的信号数据。7.一种消防栓智能终端数据传输系统,该系统用于传输消防栓智能监测终端采集的与消防拴相关的数据,所述系统包含:压缩模块,用于采用离散余弦变换DCT算法对一段时间内的采集数据进行压缩变换,并保留变换得到的低频的若干个系数,即:对于时间段t内采集的信号数据,采用DCT变换方法进行处理,保留低频的若干个系数,其中,所述采集数据包含:消防井内的水压、井盖倾角或井内环境光亮度;拟合预测模块,用于对压缩后的数据采用最小二乘支持向量机LS-SVM进行建模,并对建模后的结果用于下一个系数的预测,进而得到系数预测误差;发送模块,用于将系数预测误差通过通信网络进行数据传输。8.根据权利要求7所述的消防栓智能终端数据传输系统,其特征在于,所述拟合预测模块进一步包含:第一处理子模块,用于对于m个t时间段内的DCT变换后系数采用最小二乘支持向量机LSSVM方法进行建模,并将建模结果用于对下一个t时间段内DCT变换系数的预测,即得到第m+1个t时间段内预测系数;第二处理子模块,用于对于第m+1个t时间段内的数据,采用DCT变换后,得到变换系数,再根据变换系数和第二处理子模块得到的预测系数获得预测误差。9.根据权利要求8所述的消防栓智能终端数据传输系统,其特征在于,所述压缩模块进一步包括:变换子模块,用于假设时间段t内采集的数据点数为:x(0),x(1),…,x(N-1),采用离散余弦变换结果为:F(u)=C(u)2NΣn=0N-1x(n)cos(2n+1)uπ2N]]>上式中:u=0,1,2,…,N-1;C(u)=12u=01u=1,2,...,N-1]]>筛选子模块,用于保留前k个变换后的低频系数,其他系数都置为0,从而实现对原始数据的压缩,其中,k<<N。10.根据权利要求8或9所述的消防栓智能终端数据传输方法,其特征在于,所述第一处理子模块进一步包含:多时间段数据压缩子模块,用于对于m个t时间段内的数据压缩结果进行处理,将数据记为:D=F(1,1)F(1,1)...F(1,k)F(2,1)F(2,2)...F(2,k)············F(m,1)F(m,2)...F(m,k)]]>上式中行号表示时间段的序号,列号表示该时间段内的DCT系数序号;建模及输入输出特征矢量获取子模块,用于将矩阵D中每一列可视为一个单独的时间序列,采用最小二乘支持向量机LSSVM对该序列进行建模,以连续的l个数据作为输入特征矢量,第l+1个数据作为输出特征值,即:xi=[F(l-1,j)F(l-2,j)…F(l,j)]yi=F(l+1,j),i=1,2,…,m-l于是:输入特征集:X=[x1,x2,…,xm-l]为第i个输入特征矢量;输出目标集:f=[y1,y2,…,ym-l],f为输入特征矢量对应的输出矢量;还用于求解如下方程式:01...11K11+1c...K1l············1Kl1...Kllba1···al=0y1···yl]]>其中,b,a1,a2,…,al为训练求取的参数,Kij为径向基函数核函数,其形式为:Kij=K(xi,xj)=exp(-||xi-xj||22γ2)]]>其中,γ为高斯核函数宽度参数;还用于建立LSSVM函数为:y^(x)=Σm=1NaiK(xi,x)+b]]>其中,x为给定的待预测样本输入特征矢量;为识别函数的输出值。
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