[发明专利]一种基于智慧路杆的数据分析算法的设备及其使用方法

说明书

本发明属于智慧路杆控制技术领域，尤其是涉及一种基于智慧路杆的数据分析算法的设备，包括：算法平台、网络通信协议和操作系统，算法平台上设置有多个网口通信接口并用于与现场设备之间的数据交互；算法平台包括两个冗余平台，两个冗余平台分别处于实时运算状态和跟踪运行状态，两个冗余平台之间通过串行通信接口实现运行状态和跟踪状态的切换；算法平台通过网络通信协议与上位机通信并用于数据实时传输，冗余平台采用网络通信方式实现数据的备份。本发明采用多模型算法使得被控对象在控制过程中具有超调量小，调整时间短的优点，同时配合外部显示的上位机软件，可以更加直观方便地搭建逻辑组态，从而提升工作效率。

技术领域

本发明涉及智慧路杆控制技术领域，尤其涉及一种基于智慧路杆的数据分析算法的设备及其使用方法。

背景技术

建设智慧城市已成为当今世界信息技术和城市发展的交叉热点，如利用无线传感网构建智慧环境监测系统已逐步得到认可和推广，目前城市中路灯管理有序且分布范围广泛，较适于智慧城市建设中构建无线传感网。

智慧路杆控制过程以其特有的复杂性推动着复杂过程控制的发展，这些复杂性主要表现在非线性和大时滞方面，针对传统比例积分微分控制算法难以满足智慧路杆控制过程中被控对象非线性、大迟延的控制品质。

为此，我们提出一种基于智慧路杆的数据分析算法的设备及其使用方法来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于智慧路杆的数据分析算法的设备及其使用方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种基于智慧路杆的数据分析算法的设备，包括：算法平台、网络通信协议和操作系统，所述算法平台上设置有多个网口通信接口并用于与现场设备之间的数据交互；所述算法平台包括两个冗余平台，两个所述冗余平台分别处于实时运算状态和跟踪运行状态，两个所述冗余平台之间通过串行通信接口实现运行状态和跟踪状态的切换；所述算法平台通过网络通信协议与上位机通信并用于数据实时传输，所述冗余平台采用网络通信方式实现数据的备份；所述算法平台与现场传感器和执行器之间采用MQTT通信协议传输；所述操作系统用于对任务的切换、调度和管理，所述算法平台中设置有多模型算法模块，且多模型算法模块的过程借助操作系统实现。

在上述的基于智慧路杆的数据分析算法的设备中，所述算法平台中可以运算多个多模型算法，所述算法中可以存放多个子模型，每个子模型都涉及1个模型文件。

在上述的基于智慧路杆的数据分析算法的设备中，每个所述多模型算法模块的文件夹命名规则采用上位机软件下装的唯一模块标识符进行命名，且文件夹中可存放5个子模型文件，所述子模型1～5采用A1～A5的命名方式。

在上述的基于智慧路杆的数据分析算法的设备中，所述多模型算法模块中还需要一个额外的文件记录当前算法平台中所有的多模型算法模块的文件信息，且改文件信息可以对子模型文件进行增减操作并区别冗余设备之间的运行状态与备份状态。

一种基于智慧路杆的数据分析算法的设备使用方法，包括以下步骤：

S1、通过算法平台将一个复杂的被控对象分解为若干个子对象，针对每个子对象设计各自的控制器；

S2、通过模块属性对话框可以对多模型算法进行初始状态设定、子模型文件管理和参数属性设置，对多模型算法模块进行多次子模型采样，采样时间间隔为1s；

S3、子模型采样完毕后对控制器参数进行设定，采样时域N应覆盖被控对象阶跃响应的整个过程；预测时域P要接近采样时域；控制时域M选取8以内；

S4、然后把各控制器的输出通过加权器进行加权求和运算得到作用于实际系统的控制量，具体的运用动态矩阵控制算法计算实际输出与预测输出，并将该输出误差以加权的方式反馈至原预测模型上加以修正。