[发明专利]一种基于粗糙集BP神经网络的多传感器融合物联网试验平台

说明书

技术领域

本发明涉及物联网多传感器试验平台，尤其涉及一种基于粗糙集BP神经网络的多传感器融合物联网试验平台。

背景技术

在实际物联网系统中常使用多传感器对多种特征量进行监测(如振动、温度、湿度、压力、流量等)，并对这些传感器的信息进行融合，得到目标的一致性解释与描述。其核心是选择合适的融合算法，要求具有鲁棒性、并行处理的能力，还要保证运算速度和给定的精度。而人工神经网络是由大量的基本神经元相互连接而成，能够进行分布式并行处理和非线性转换，具有强大的学习和总结归纳的功能，处理速度快，数据存储空间小的优点，恰恰能满足多传感器系统对融合算法的要求。运用神经网络作为数据融合模型时，网络的输入信息是多传感器对目标的各种测量参数，网络的输出是对目标的模式识别、或分类结果、或其它响应结果。

还有，传统的神经网络在融合方面也具有一定的局限性，它不具备对输入样本空间的预处理功能。当输入特征量维数较大时，神经网络不仅结构复杂，训练时间大大延长，而且实时性也不好。

针对以上缺陷，将粗糙集引入到神经网络的融合模型中，利用粗糙集属性约简而不改变分类能力的特点和神经网络并行处理能力以及强大的容错能力的优点，先对输入特征量进行降维操作，消除冗余属性，再经由神经网络训练，达到精简网络结构，加快网络收敛速度，提高实时性的目的。

发明内容

本发明的目的是针对以上算法，提供一种多传感器融合物联网实验平台，能够完全运行并验证这种算法的可行性。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种基于粗糙集BP神经网络的多传感器融合物联网试验平台，由主机系统、前端节点以及物联网无线控制系统组成；物联网无线控制系统包括：核心处理器、无线节点模块和射频模块；核心处理器通过射频模块无线连接无线节点模块；核心处理器分别并联接入控制主机内部的SD卡、摄像头、WIFI模块、感应传感器以及音频外设；核心处理器通过GSM模块与用户手机进行无线连接；前端节点包括：烟雾传感器、温度传感器、CO气体传感器、温度传感器、玻璃传感器、RFID传感器。

无线节点模块内部设有节点模块核心处理器，通过节点模块核心处理器采集各类传感器的数据信息或状态，并通过射频模块发送给控制主机，并且根据控制主机发布的控制命令实现对应操作。

主机系统包括：液晶显示屏、VGA模块、摄像头模块、手机模块、USB鼠标/键盘。

采用本发明的技术方案，使物联网多传感器的基于粗糙集的BP神经网络的融合算法能够在一台实际物联网试验平台中进行测试试验，使用多传感器对多种特征量进行监测(如振动、温度、湿度、压力、流量等)，并对这些传感器的信息进行融合，得到目标的一致性解释、描述及验证。

附图说明

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明实施例一种基于粗糙集BP神经网络的多传感器融合物联网试验平台的原理结构示意图；

图2是本发明实施例一种物联网实验平台中基于粗糙集BP神经网络的多传感器无线节点部分原理结构示意图。

图中：

1、核心处理器；2、无线节点模块；3、射频模块；4、GSM模块；5、SD卡；6、摄像头；7、WIFI模块；8、感应传感器；9、音频外设；10、用户手机；21、节点模块核心处理器；22、烟雾传感器；23、温度传感器；24、CO气体传感器；25、温度传感器；26、玻璃传感器；27、RFID传感器。

具体实施方式

如图1所示，本发明的多传感器试验平台包括：主机系统、前端节点以及物联网无线控制系统，其物联网无线控制系统由ARM9核心处理器1、无线节点模块2以及射频模块3组成，ARM9核心处理器1设置于控制主机内部，核心处理器1外部设有射频模块3并且与此射频模块3为互逆关系，核心处理器1通过射频模块3无线连接无线节点模块2；核心处理器1分别并联接入控制主机内部的SD卡5、摄像头6、WIFI模块7、感应传感器8以及音频外设9，此外，核心处理器1通过GSM模块4与用户手机10进行无线连接。主要工作原理：控制主机通过核心处理器1控制射频模块3实现无线节点的信息汇总和处理，并通过GSM模块4利用短信和彩信的方式通知用户手机10并接收短信命令进行后续处理，以此实现物联网无线控制。

本发明的物联网试验平台的主机系统包括：液晶显示屏，还可以扩展VGA模块、摄像头模块、手机模块、USB鼠标/键盘等外设设备；前端节点包括：烟雾传感器22、温度传感器23、CO气体传感器24、温度传感器25、玻璃传感器26、RFID传感器27。

如图2所示，本发明的物联网试验平台中，无线节点模块2内部设有MSP430核心处理器21，此MSP430核心处理器21分别连接烟雾传感器22、温度传感器23、CO气体传感器24、温度传感器25、玻璃传感器26、RFID传感器27，此无线节点模块2基于MSP430核心处理器设计并通过MSP430采集各类传感器的数据信息或状态，并通过射频模块3发送给控制主机且可通过射频模块接收主机的控制命令实现对应操作。