一种基于无线通信网络的计算机监控系统的制作方法

本发明属于无线通信网络，具体的说是一种基于无线通信网络的计算机监控系统。

背景技术：

1、随着无线通信传输的数据量增大，对无线通信网络的传输速率要求也变高，在现有的无线通信网络中，干扰无线通信传输的因素有障碍物、外部噪声和电磁干扰，目前常规的处理方法是增大网络带宽，加大通信基站的覆盖率，缩小传输距离。但是未考虑对障碍物的影响和路径损耗进行计算，传输数据加密和工厂设备工作时产生的噪声对无线通信网络传输的影响，未对工厂设备造成的噪声进行识别和处理。

2、如授权公告号为cn115633321b的中国专利公开了一种无线通信网络监控方法及系统，所述方法包括接收用户输入的含有区域参数的监控点位，根据监控点位确定并配置中转网关；基于中转网关获取监控设备采集到的区域数据；根据区域数据生成区域监控报告；其中，所述区域参数包括区域类型和区域范围；所述区域类型包括无人区和有人区。本发明接收用户输入的监控点位及在监控点位处的监控设备，根据监控设备对监控点位进行分类，确定中转网关，在中转网关处植入识别模型，对区域图像进行识别筛选，得到更加值得传输的数据；该发明通过含有识别功能的中转网关对监控设备获取到的数据进行处理，采用星型结构，提高了数据传输效率。

3、如授权公告号为cn102385618b的中国专利公开了一种无线通信网络路测文件存储方法，用于储存无线通信网络路测设备采集的全部原始信息，其生成的文件由用于说明数据段的起始位置以及新设备描述段起始位置的文件头，用于描述版本信息以及现有数据采集设备的信息的设备描述段，用于记载设备所采集的数据的数据段，以及用于描述在测试过程中新增设备的信息的新设备描述段所组成。对本发明所提出的无线通信网络路测文件存储结构的应用，能带来更加丰富的测试信息，更加强大的扩展能力，更加灵活的架构，更强的容错能力，提高数据传输能力，以及加强了的数据安全性。

4、以上专利均存在本背景技术提出的问题：未考虑工厂设备产生的噪声对无线通信网络造成堵塞的影响，为了解决这些问题，本技术设计了一种基于无线通信网络的计算机监控系统。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提出了一种基于无线通信网络的计算机监控系统，该系统功能全面，高清摄像头和监控单元向计算机传输数据时，对数据进行加密，并提出一种无线通信策略，利用小波变换对传输的信号中的工厂设备运行时产生的噪声进行去噪处理，提出了阈值函数，并对去噪后的噪声与噪声类型图谱库进行对比，对比二分点、三分点、四分点至分点的频率值，准确的识别出噪声类型，通过调节控制设备降低设备运行时产生的噪声，有效的降低了噪声功率，在网络带宽不变的情况下，提高了网络传输速率。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种基于无线通信网络的计算机监控系统，其包括：

4、计算机模块，用于显示传输过来的厂房内监控视频信息、监测控制厂房内的设备、存储视频数据和厂房设备数据；

5、无线通信模块：同时设于厂房监控设备与所述计算机模块中，用于实现厂房监控设备与所述计算机模块之间的网络通信连接和数据传输；

6、plc模块，用于plc与计算机、厂房设备间的通信信号处理和传输；

7、监控模块，用于对工厂厂房工作状况进行实时视频监测，和对厂房设备温度、电流和电压的监控；

8、安全防护模块，用于对无线通信传输中数据的加密防护，防止数据被窃取。

9、具体的，所述计算机模块包括：

10、计算机显示屏，用于显示厂房监控设备传输过来的视频数据、温度数据和电流电压数据；

11、预警单元，用于当厂房设备的温度、电压和电流超出厂房设备参数中的温度区间、安全电流和安全电压时，在所述计算机中做出预警提示；

12、控制单元，用于对厂房的设备的进行参数调节控制；

13、数据库服务器，用于存储所述视频、设备数据信息和数据备份。

14、具体的，所述线通信模块包括：

15、无线通信单元，用于建立无线通信网络通道，实现所述计算机模块和高清摄像头、监测单元间数据的传输。

16、具体的，所述plc模块包括：

17、电源，用于将交流电转换为直流电，为cpu单元、信号单元、通信单元和存储单元提供直流电源；

18、cpu单元，用于采集从编程器、上位机输入进来的信号，并执行键入的程序，实时的输出数据，和检查电源、存储器、i/o和定时器的状态；

19、存储单元，用于存放系统软件、应用软件和输入、输出的数据；

20、信号单元，用于接收所述计算机模块输入的信号，输出经过所述cpu单元处理的信号；

21、通信单元，用于与计算机模块和视频监控设备、厂房设备之间的交互通讯。

22、具体的，所述监控模块包括：

23、高清摄像头，用于实时拍摄厂房内的高清视频；

24、温度传感器，用于测量厂房设备运行时的实时温度；

25、电压传感器，用于监测厂房设备运行时的实时电压；

26、电流传感器，用于监测厂房设备运行时的实时电流；

27、监测控制单元，用于采集所述温度传感器、电压传感器、电流传感器和高清摄像头的实时数据，将所述实时数据通过无线通信模块传输至计算机，并接收计算机模块输出经plc模块处理的信号，控制厂房设备。

28、具体的，所述安全防护模块包括：

29、安全加密单元，用于所述监控模块和计算机间传输数据的加密，使用aes对称加密算法；

30、安全防护单元，用于抵御外界网络入侵，防止数据被盗取。

31、具体的，所述基于无线通信网络的计算机监控系统实现计算机监控的步骤包括：

32、s1：建立所述无线通信网络的计算机监控系统的基本架构，以所述计算机模块、无线通信模块、plc模块、监控模块和安全防护模块为核心对所述计算机监控系统进行构建，使所述计算机监控系统能够正常运行；

33、s2：采集所述温度传感器、电压传感器、电流传感器和高清摄像头的实时数据，经过所述安全加密单元对实时数据进行加密，将数据转换为密文，并将密文和秘钥同时传输出去，接收到密文和秘钥后，使用逆运算进行解密；

34、s3：加密后的数据通过无线通信网络进行传输，利用无线通信策略，将数据传输至计算机模块，经过解密，使采集的数据显示在计算机模块显示屏中；

35、s4：在一个时间区间内，对厂房设备正常运行状态时的温度、电压和电流进行检测，将厂房设备参数中的温度区间、安全电压和安全电流与实时监测的温度、电压和电流数据进行对比，未超过安全温度、电压和电流时，将数据存储进数据库服务器，作为正常运行的参考数据，超过安全温度、电压和电流时，将数据存储进数据库服务器，并通过预警单元做出预警提示；

36、s5：操作人员根据预警提示，通过控制单元调节控制设备参数，传输至plc模块，plc模块对接收的信号进行处理转换后，输出至设备，使设备达到正常运行的状态。

37、具体的，s3步骤包括无线通信策略，所述无线通信策略包括以下具体步骤：

38、s301：在所述高清摄像头与计算机模块间的无线通信网络里，建立路径损耗模型，表达式为：，其中，表示高清摄像头传输功率，表示计算机接收功率，表示高清摄像头与计算机的距离，表示路径损耗因子；

39、s302：设定无线通信网络有l条并发链路，节点面向链路x时，传输功率设定为，高清摄像头节点和计算机节点之间的传输距离为，使用分布式资源调度，高清摄像头节点和计算机节点的噪声功率为，计算公式为：

40、，

41、其中，表示网络噪声功率，表示工厂厂房设备噪声功率，表示条链路中其中的一条链路，表示传输距离调节系数，

42、根据香农定理，计算高清摄像头与计算机间的链路x传输速率，计算公式为：，其中为网络带宽；

43、s303：利用无线信号捕捉设备对厂房设备运行时的噪声进行捕捉，设定捕捉到的信号为，使用小波变换对信号进行小波分解计算，得到小波系数，对各个分解尺度下的小波系数选择阈值进行阈值量化处理，利用阈值函数处理，阈值函数公式为：

44、，其中，表示按照阈值函数处理后的的小波系数，sign()表示符号函数，表示绝对值符号，为阈值函数调节因子，且，为小波系数阈值，

45、阈值选取全局固定阈值，公式为：，其中为噪声的标准方差，，其中为第一层小波分解各系数值的中间值，n表示噪信号的样本长度；

46、s304：根据小波分解后各层阈值量化后的小波系数，利用小波逆变换对小波系数进行重构得到去噪后的噪声信号，为最大的噪声信号，在和设备噪声类别图谱库中选取相同周期的区间段对比，设定区间长度为，对比二分点、三分点、四分点至分点对应的频率值，表示为和，其中，表示噪声信号分点频率值，，表示设备噪声类别图谱库的图谱信号分点频率值，，比较公式为：

47、

48、其中判断和二分点、三分点、四分点至分点的对应的频率值是否相等，二分点表示将周期区间等分成二段的点，三分点表示将周期区间等分成三段的点，同理分点表示将周期区间等分为段的点，表示判断两边数值是否相等的符号，相等时输出1，不相等时输出0，为且符号，输出为1时，表示噪声信号图谱相同，识别出了噪声信号的类别，根据噪声型号类别调节控制设备参数，降低厂房设备运行时的噪声，实现降低厂房设备噪声功率。

49、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

50、1.本发明对现有基于无线通信网络计算机监控系统进行了架构、运行步骤和流程上的优化改进，系统具备流程简单，投资运行费用低廉，生产工作成本低的优点，在原有监控系统的基础上提高了监测控制效果。

51、2.本发明提出无线通信策略，对厂房设备运行时发出的信号进行捕捉，利用小波变换和提出的阈值函数对厂房设备运行产生的噪声进行去噪处理，并对去噪后的噪声与设备噪声类型图谱库进行对比，对比二分点、三分点、四分点至分点的频率值，准确的识别出噪声类型，通过调节控制设备降低设备运行时产生的噪声，降低了噪声功率，建立路径损耗模型，噪声功率降低时，信噪比变大，有效的提高了无线通信通道的传输速率。