智能农机嵌入式实时数据库设计、实现及其异常检测应用

发布时间：2021-10-13 14:11

　　智能农机对农业发展具有重要的经济意义。智能农机实时信息系统用于对智能农机装备的管理,以实时数据库作为数据管理平台,对装备运行过程中的部件参数、中间变量、控制指令等大量实时数据进行存储和管理,通过连接组态监控软件实时显示系统运行状态,通过分析历史数据,实现系统运行状态的异常检测。论文对智能农机实时信息系统的关键技术进行研究,主要工作如下:（1）设计实现了实时数据库系统。在实时数据库的数据管理方面,提出过程数据和测点数据数据结构,设计数据配置和数据预处理方案;数据存储方面,对实时数据建立索引和缓存机制,对历史数据使用分级存储设计;在数据压缩方面,提出改进的旋转门压缩算法并验证了性能;在数据查询方面,对存储在内存和磁盘的数据分别设计查询方案。（2）基于异常数据的特性,提出一种异常检测框架。通过实时数据库获取历史数据,基于时间序列分析,通过在正常序列样本上训练预测模型,对预测模型的预测误差建立多元高斯分布模型,基于预测误差实现异常的检测。提出一种基于时序卷积的预测模型。在工厂设备运行状态数据集上进行了实验评估,验证了算法的有效性。 

【文章来源】：南京大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

智能农机信息系统架构示意图

３．１实时数据库系统结构??实时数据库系统组织架构包括在内存中的实时数据库和用于存储历史数据??的历史数据库，其功能结构如图３－１所示。??组态监控?｜系统设置?｜异常检测???７Ｓ．??应用ＡＰＩ接口???Ｖ???实时数据库系统??实时数据库?历史数据库??实时数据管理?历史数据管理??实时资源管理?数据维护??数据转存?日志管理??ｚｙ??Ｉ／Ｏ模块ＡＰＩ接口???ｉｚ???数据采集?｜现场设备??图３－１实时数据库系统功能架构示意图??（１）实时数据库??实时数据库负责实时数据和资源的管理、数据转存等工作。不同于传统数据??库将数据存放在磁盘中，为了满足数据处理的实时性需求，实时数据库常驻在内??存中处理数据。??１２??

存在于循环队列中的数据还作为内存中的缓存队列，作为实时数据读取和历??史数据转存的数据缓存，当缓存队列数据满时，将这些数据全部移出缓存队列，??经过预处理和压缩存入历史数据库。实时数据库缓存结构如图３－２所示。??内存索引?缓存队列????／??测点１?广＊＂?＼测点１缓存队列￥??测点２?＼测点２缓存队列Ｐ?????，?，??测点Ｎ?测点Ｎ缓存队列＿??图３－２内存数据库缓存结构??对于以测点为单位的数据，测点节点的结构定义如下：??ｓｔｒｕｃｔ?ＴＡＧ＿ＮＯＤＥ?／／测点节点

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
[1]全球化背景下的中国油料供给、贸易及其影响因素的实证分析[D]. 苗水清.中国农业科学院 2012

硕士论文
[1]实时数据库中历史数据压缩算法的研究[D]. 文水英.中南大学 2008
[2]ARMA相关模型及其应用[D]. 安潇潇.燕山大学 2008
[3]实时数据库中数据压缩算法的研究[D]. 徐慧.浙江大学 2006



本文编号：3434825