无线传感网监测系统中的数据管理与可视化

发布时间：2017-04-26 04:17

  本文关键词：无线传感网监测系统中的数据管理与可视化，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着我国工业化进程的不断推进,机械装备向着更高的使用频率和更大的规模发展,如何对机械装备中分布广泛、工作环境恶劣的关键部件进行自动化全面监测,进而实现科学的寿命预测和故障诊断,是目前工业界广为关注的重要课题。在铁路交通领域,铁路钢轨的几何形位等对列车的安全运行影响显著,对广域分布的铁路钢轨重点段力学状态进行实时监测至关重要。无线传感网(Wireless sensor network, WSN)具有可规模化、集成化、智能化、自组织等特点,在广域铁路钢轨监测方面具有广阔应用前景,其中对多源数据有效管理和对监测中产生的大数据的可视化是两个重要问题。本文对此开展研究,主要内容如下：介绍了开展广域铁路钢轨监测的研究背景和意义,讨论了WSN技术及其在各铁路交通领域的应用,阐述了与WSN上层平台相关的数据存储与管理技术、地理信息系统、计算机可视化技术的国内外研究现状。简要描述了课题组研制的铁路钢轨监测无线传感网系统组成,从功能和主要性能参数方面进行了分析。根据无线传感网的数据量和数据传输速度需求,进行了服务器和磁盘阵列的硬件选型,设计了相应的软件架构,确定了系统开发环境和编程语言,建立了铁路钢轨监测WSN中数据层和人机交互层的技术路线。针对铁路钢轨监测WSN数据产生多元化和数据量庞大的特点,研究了数据的存储与管理问题。实现了关系数据库和FTP双重数据存储管理的模式；建立了多个表达WSN设备的数据库表单和关联键,建立了基于Web的数据库连接与访问模块,开发了WSN数据的信息录入和修改软件,实现了对数据库远程读取、删除、修改等便捷和批量操作。研究了WSN中设备信息数据与地理信息数据的融合方法,基于ArcGIS开发环境实现了WSN传感数据与GIS数据的融合；利用LINQ-to-SQL方法建立数据库模型和解析数据文件；基于Silverlight模块实现了Web环境下的数据可视化。对本文建立的铁路钢轨监测WSN系统的可视化部分进行了功能测试和性能测试,测试结果表明：上层平台同时解析的测量单元内四个节点数据的时间为124ms；而从点击图层开始,连接数据库、节点查询、文件路径查询再到文件读取,四个节点数据的响应时间总计约459ms,表明WSN与GIS相融合的可视化子系统能及时和直观反映铁路钢轨监测WSN中的设备信息和力学状态传感信息。
【关键词】：数据管理 可视化 人机交互 无线传感网 地理信息系统
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP274;TN929.5;TP212.9
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-20
• 1.1 研究背景及意义10-13
• 1.2 国内外研究现状13-19
• 1.2.1 数据存储与管理技术13-15
• 1.2.2 地理信息系统与网络化数据的融合15-17
• 1.2.3 数据可视化技术17-19
• 1.3 本文主要内容与结构安排19-20
• 2 基于WSN的铁路钢轨监测系统组成及其实现20-29
• 2.1 基于WSN的铁路钢轨监测系统组成20-22
• 2.2 硬件选型和搭建22-25
• 2.3 软件架构与开发环境25-28
• 2.3.1 软件架构含义25-26
• 2.3.2 软件架构特征26-27
• 2.3.3 系统开发环境27-28
• 2.4 本章小结28-29
• 3 WSN数据的存储管理与访问29-38
• 3.1 数据库建立29-31
• 3.1.1 数据库应用需求29
• 3.1.2 数据库表单建立29-31
• 3.2 数据库访问与更新的二次开发31-34
• 3.2.1 以连接字符串访问数据库31-32
• 3.2.2 数据模型访问32-34
• 3.3 WSN信息录入与更新软件的开发34-37
• 3.3.1 数据库单表操作34-35
• 3.3.2 数据批量添加35-37
• 3.4 本章小结37-38
• 4 GIS与WSN的数据融合及可视化38-52
• 4.1 数据融合与可视化整体架构38-39
• 4.2 GIS管理单元设计与实现39-43
• 4.2.1 GIS管理模块的组成39
• 4.2.2 ArcGIS Desktop数据制图39-42
• 4.2.3 ArcGIS Server地图服务42-43
• 4.3 Silverlight可视化模块43-45
• 4.3.1 Silverlight开发环境搭建43-44
• 4.3.2 Silverlight可视化44-45
• 4.4 Web服务模块45-47
• 4.4.1 Silverlight与数据库交互46
• 4.4.2 Silverlight与传感数据文件交互46-47
• 4.5 可视化—Web数据交互接口47-48
• 4.6 Android系统下GIS模块搭建48-51
• 4.6.1 Android系统特点48-49
• 4.6.2 Android平台搭建49-50
• 4.6.3 Android平台与GIS数据交互50-51
• 4.7 本章小结51-52
• 5 系统功能展示及性能测试52-57
• 5.1 监测路段地理信息展示52
• 5.2 监测路段设备信息和数据展示52-53
• 5.3 监测系统性能测试53-55
• 5.4 Android智能手机数据展示55
• 5.5 本章小结55-57
• 结论57-58
• 参考文献58-61
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况61-62
• 致谢62-63

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 赵丽丽;李金朋;;成都市生态旅游WebGIS系统的设计与实现[J];测绘与空间地理信息;2012年10期

2 武锋强;;基于WebGIS的校园地理信息系统的设计[J];科技风;2009年13期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 胡yN;地理信息系统（GIS）发展史及前景展望[D];中国地质大学（北京）;2011年

  本文关键词：无线传感网监测系统中的数据管理与可视化，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：327734