基于云计算的空间结构健康监测物联网系统研究

发布时间：2017-06-15 20:08

  本文关键词：基于云计算的空间结构健康监测物联网系统研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着智能传感与无线组网技术在结构健康监测领域中的应用日益普及,针对火车站、飞机场、体育场馆等涉及重大公共安全的大跨度空间结构健康监测项目近年来增长迅速。面对不断积累的海量异构的监测信息,以云计算作为技术支持,建立空间结构健康监测物联网系统,实现监测数据的全面感知、智能处理与可视化设计,已经成为智慧城市建设的必然要求。为了使物联网与云计算成功应用于空间结构健康监测,实现健康监测的系统化、数字化、智能化,本文汲取了相关领域的研究经验,考虑健康监测的数据特点和计算任务,以数据获取、传输、储存、后处理、可视化的全周期为研究主线,构建了基于云计算的空间结构健康监测物联网系统。首先通过总结物联网的应用现状,将通用的物联网系统归纳为三个层次,并结合空间结构健康监测中的具体工作,提出了空间结构健康监测物联网系统总体框架,对各功能子层进行概念设计。针对云计算海量存储和智能处理的应用特征,完成云计算在健康监测中的任务部署。然后以监测信息的甄别、挖掘、展示、管理为目标,对物联网系统框架中最为关键的应用层进行技术研究。提出了针对指标体系和评分制度优化的健康等级层次分析模糊评价算法,以及利用时间序列识别规律性异常值的计算方法。为了使应用层能够运用集群资源高效智能处理含有冗余、异构、异常等诸多缺陷的海量监测数据,根据应用层中数据预处理和后处理的各项具体任务的计算流程,逐个论证了并行式的分布计算的可行性。提出了两种数据分块存储策略,经过分析得出了根据传感器通道不同进行数据分块的纵向存储是最优策略的结论。为了使监测数据能够以标准化的方式直观显示,借鉴证券市场中的股价显示方法,建立了基于蜡烛图和技术指标的监测数据可视化方法,并在创建了监测技术指标体系的基础上,提出了运用技术指标进行分级预警的机制。最后,依托国家体育场、杭州火车东站以及杭州市奥体中心主体育场三个大跨度空间结构的健康监测工程应用实例,选择公有云服务作为开发平台,建立了具有监测数据可视化、分析应用、后台管理等功能的空间结构监测云,实现了空间结构健康监测物联网系统的完整设计。
【关键词】：健康监测 云计算 物联网系统 数据挖掘 可视化设计
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP391.44;TN929.5;TU317
【目录】：

• 致谢4-6
• 摘要6-8
• ABSTRACT8-13
• 第1章 绪论13-23
• 1.1 引言13-14
• 1.2 空间结构健康监测的研究现状14-18
• 1.2.1 空间结构的发展与应用14-16
• 1.2.2 结构健康监测的发展16-17
• 1.2.3 结构健康监测数据处理研究现状17-18
• 1.3 物联网与云计算的发展与前景18-20
• 1.3.1 物联网与云计算的研究现状18-19
• 1.3.2 健康监测物联网的前景和优势19-20
• 1.4 课题来源及本文主要研究内容20-23
• 1.4.1 课题来源20
• 1.4.2 主要研究内容20-23
• 第2章 健康监测物联网系统总体框架23-33
• 2.1 引言23
• 2.2 通用物联网系统构架23-25
• 2.3 空间结构健康监测物联网系统总体方案25-29
• 2.3.1 系统设计原则25-26
• 2.3.2 系统构架模型26-28
• 2.3.3 功能子层的概念设计28-29
• 2.4 云计算在系统中的应用29-31
• 2.4.1 云计算的机理30-31
• 2.4.2 云计算的任务部署31
• 2.5 本章小结31-33
• 第3章 健康监测物联网系统应用层关键技术研究33-57
• 3.1 引言33
• 3.2 主要技术难点与解决思路33-35
• 3.3 主要计算任务及可并行性论证35-46
• 3.3.1 数据预处理36-37
• 3.3.2 结构健康评估37-40
• 3.3.3 异常值识别40-42
• 3.3.4 损伤识别42-45
• 3.3.5 模型修正45-46
• 3.4 监测数据分块存储策略46-48
• 3.5 监测数据的可视化设计与应用48-52
• 3.5.1 蜡烛图48-49
• 3.5.2 技术指标49-52
• 3.6 人机交互体系结构设计52-54
• 3.7 本章小结54-57
• 第4章 空间结构监测云信息平台开发57-69
• 4.1 引言57
• 4.2 监测对象概况57
• 4.3 监测信息的获取情况57-60
• 4.3.1 监测信息来源58-59
• 4.3.2 监测信息的采集要求和样本统计59-60
• 4.4 云计算服务模式选取60-61
• 4.5 空间结构监测云设计61-67
• 4.5.1 监测云的设计目标61
• 4.5.2 监测云的体系架构61-62
• 4.5.3 监测云的技术实现62-67
• 4.6 本章小结67-69
• 第5章 结论与展望69-71
• 5.1 本文的主要结论69-70
• 5.2 存在的不足和展望70-71
• 参考文献71-75
• 作者简历75

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4 周洪波;;“千面”物联网初探[J];智能建筑与城市信息;2010年05期

5 ;“物联网”[J];电工材料;2010年02期

6 赵红梅;;制定完善标准体系 大力发展物联网[J];大众标准化;2010年S1期

7 本刊编辑部;;中国物联网标准联合工作组成立[J];现代建筑电气;2010年06期

8 苏江;;物联网破成本“瓶颈”[J];交通建设与管理;2010年07期

9 李尚春;;物联网在中国流程制造业中的应用[J];中国制造业信息化;2010年14期

10 ;物联网整体规模将达到7500亿元[J];中国防伪报道;2010年11期

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1 柯欣;;物联网的智慧从何而来[A];两化融合与物联网发展学术研讨会论文集[C];2010年

2 李晨熙;;物联网的发展状况与趋势[A];两化融合与物联网发展学术研讨会论文集[C];2010年

3 朱顺强;;中国物联网发展状况分析[A];中国通信学会2010年光缆电缆学术年会论文集[C];2010年

4 李文增;李拉;;对我国物联网产业进一步加快发展的对策研究[A];2010年度京津冀区域协作论坛论文集[C];2010年

5 曾跃;罗斌;周东晓;;关注物联网发展:冷静分析,务实前行[A];两化融合与物联网发展学术研讨会论文集[C];2010年

6 张金鑫;魏峻旭;;我国物联网发展现状研究[A];两化融合与物联网发展学术研讨会论文集[C];2010年

7 肖良颜;余翔宇;;广东省物联网建设和发展的思考[A];广东通信2010青年论坛优秀论文集[C];2010年

8 曹玉旺;张炎明;;浅析物联网下智慧城市的发展策略[A];融合与创新——中国通信学会通信管理委员会第29次学术研讨会论文集[C];2011年

9 陈卫国;;超级物联网:中国物联网发展第三条道路[A];新观点新学说学术沙龙文集47：物联网产业与区域经济发展[C];2010年

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1 本报记者 张煜;物联网：下一个经济增长点？[N];中国电子报;2009年

2 本报记者 魏刚;物联网：地球的神经元[N];北京科技报;2009年

3 本报通讯员 张前　本报记者 陈晓春;神奇物联网,大步走近我们的生活[N];新华日报;2009年

4 蔡玉高　刘巍巍;我国科研机构加紧研发物联网技术[N];人民邮电;2009年

5 记者 付秋实;物联网,危机催生的新技术[N];金融时报;2009年

6 朱小兵;物联网不可一阵风[N];计算机世界;2009年

7 本报记者 谷慧;物联网掘金潮:前夜突围[N];中国经营报;2009年

8 本报记者 张丽娅　陈薇亦 实习生 方卿;“物联网”生活令人憧憬[N];江苏经济报;2009年

9 工业和信息化部 通信科技委委员 侯自强;物联网仅仅才开始[N];计算机世界;2009年

10 本报记者 余建斌　整理 刘先云;物联网,智能改变生活[N];人民日报;2009年

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1 董新平;物联网产业成长研究[D];华中师范大学;2012年

2 苏美文;物联网产业发展的理论分析与对策研究[D];吉林大学;2015年

3 邓雪峰;设施农业物联网系统建模与模型验证[D];中国农业大学;2016年

4 王峰;物联网数据处理若干关键问题研究[D];吉林大学;2016年

5 原旭;面向精细化种植的物联网数据处理方法研究[D];大连理工大学;2016年

6 喻涛;物联网感知终端及数据管理关键技术研究[D];武汉大学;2015年

7 杜克明;小麦生长监测物联网关键技术研究[D];中国农业科学院;2015年

8 方昶;物联网环境下混合生产系统中三种新的生产计划模型及求解算法研究[D];合肥工业大学;2016年

9 杨建栋;面向城市生命线管理的物联网关键技术研究与应用[D];北京工业大学;2016年

10 骆冰清;物联网轻量级IP寻址技术研究[D];南京邮电大学;2016年

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1 关勇;物联网行业发展分析[D];北京邮电大学;2010年

2 刘鹏程;物联网标准体系构建研究[D];北京交通大学;2011年

3 黄迪;物联网的应用和发展研究[D];北京邮电大学;2011年

4 曹自立;物联网产业发展的驱动因素研究[D];南京邮电大学;2012年

5 周桄召;我国物联网产业布局及对策研究[D];南京邮电大学;2012年

6 覃敏杰;物联网产业发展影响研究[D];北京邮电大学;2012年

7 程钰杰;我国物联网产业发展研究[D];安徽大学;2012年

8 唐力;物联网伦理问题探究[D];太原科技大学;2012年

9 宁金芳;从虚拟到实在：对物联网的哲学探究[D];中南大学;2012年

10 周洁;物联网环境下我国政府公共服务的研究[D];西南交通大学;2012年

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