第7章-物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理ppt課件.pptx

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1、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（第2版）第7章物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理教學(xué)課件隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，將產(chǎn)生大量異構(gòu)的、混雜的、不完整的數(shù)據(jù)。當(dāng)成千上萬的物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備采集到這些數(shù)據(jù)之后，如何對它進行處理、分析和使用成為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的關(guān)鍵。通過傳感器、RFID標簽技術(shù)等實時感知海量數(shù)據(jù)不是物聯(lián)網(wǎng)的目的，只有從海量數(shù)據(jù)中通過匯聚、挖掘與智能處理，獲取有價值的信息，為不同的應(yīng)用提供智能服務(wù)才是要真正實現(xiàn)的目的。本章基于物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的特點以及數(shù)據(jù)處理技術(shù)的認識，討論介紹物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)融合、云計算、海量數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)挖掘與智能決策等內(nèi)容。第7章物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理7.1物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理的基本概念7.2物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)融合技術(shù)7.3云計算7.4海

2、量數(shù)據(jù)存儲7.5數(shù)據(jù)挖掘與智能決策小結(jié)與進一步學(xué)習(xí)建議思考與練習(xí)第7章物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理7.1物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理的基本概念物聯(lián)網(wǎng)需要完成環(huán)境感知、數(shù)據(jù)傳輸、協(xié)同工作等任務(wù)，所以在一段時間內(nèi)會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)。這就需要從大量的數(shù)據(jù)中提取出有用的信息，因此需要根據(jù)不同的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需求，研究物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理技術(shù)。所謂物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理就是將所感知的數(shù)據(jù)進行存儲、融合、挖掘，并用于智能決策與控制。1.海量所謂海量就是數(shù)據(jù)量很大，可能是TB級別（1TB=1024GB）甚至是PB級別（1PB=1024TB），導(dǎo)致無法一次性載入內(nèi)存或者無法在較短時間內(nèi)處理完成。物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)具有海量性特點。2.多態(tài)性多態(tài)性是指形態(tài)

3、多樣和狀態(tài)（選擇）多樣。在哲學(xué)意義上，多態(tài)性反映了世界在時間和空間中存在的千姿百態(tài)和變化莫測。7.1.1物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的特點研究物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理技術(shù)，首先要了解物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的特點。通過對物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)分析可知，主要具有海量、多態(tài)、動態(tài)和關(guān)聯(lián)等特性。3.動態(tài)性動態(tài)指（事情）變化發(fā)展的情況。物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的動態(tài)性很容易理解。不同的時間、不同的傳感器測量的數(shù)值都有可能變化。4.關(guān)聯(lián)性關(guān)聯(lián)性是指組織體系的要素既具有獨立性，又具有相關(guān)性，而且各要素和體系之間同樣存在相互關(guān)聯(lián)或相互作用的關(guān)系。物聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)之間不可能是相互獨立的，存在著一定的關(guān)聯(lián)性。例如，對于生態(tài)環(huán)境的監(jiān)控系統(tǒng)所感知的數(shù)據(jù)，可能要比較同一個傳感器在不

4、同時間的溫度變化，或者比較同一個時間不同位置傳感器節(jié)點的濕度變化。因此，物聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)在空間、時間維度上存在著緊密的關(guān)聯(lián)性。7.1.2物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理技術(shù)面對物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)海量、多態(tài)、動態(tài)與關(guān)聯(lián)等特點，物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理需要涉及如下一些關(guān)鍵技術(shù)。1.數(shù)據(jù)融合數(shù)據(jù)融合或稱信息融合是指利用計算機對按時序獲得的若干觀測信息，在一定準則下加以自動分析、綜合，以完成所需的決策和評估任務(wù)而進行的信息處理技術(shù)。7.1.2物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理技術(shù)2.云計算云計算是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的計算模式，通過這種計算模式，共享的軟硬件資源和信息可以按需求提供給計算機和其他設(shè)備，是分布式處理、并行處理和網(wǎng)格計算的發(fā)展。3.海量數(shù)據(jù)存儲物聯(lián)

5、網(wǎng)中產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)是一些不同于互聯(lián)網(wǎng)中Web、聊天記錄與游戲等數(shù)據(jù)的，需要可靠安全存儲起來。海量數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)、方式影響物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的可靠性與效率，因此需要深入研究物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)存儲模式、數(shù)據(jù)庫技術(shù)。7.1.2物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理技術(shù)4.數(shù)據(jù)挖掘與智能決策數(shù)據(jù)挖掘數(shù)據(jù)挖掘是物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理中一個非常重要的方法，而且是一個多步驟過程（它需要為數(shù)據(jù)挖掘算法訪問和準備數(shù)據(jù)），包括挖掘數(shù)據(jù)，分析結(jié)果和采取合適的行動。智能決策與控制在整個人類的活動中，“感知、通信、計算、智能、控制”構(gòu)成一個行為過程。智能是運用信息提煉知識、生成策略、認識問題和解決問題的能力；同時又是生命體的能力標志，是人類生成發(fā)展能力的最高體現(xiàn)

6、。7.2物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)融合技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)中感知節(jié)點之間、感知節(jié)點與匯聚節(jié)點以及控制中心之間不僅需要進行通信，還要對通信結(jié)果做進一步的分析處理。數(shù)據(jù)融合是實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的重要技術(shù)之一。7.2.1數(shù)據(jù)融合的基本概念在許多應(yīng)用場合，由單個傳感器所獲得的信息通常是不完整、不連續(xù)或不精確的，此時其他信息源可以提供補充數(shù)據(jù)。融合多種信息源的數(shù)據(jù)能夠產(chǎn)生一個有關(guān)場景的更一致的解釋，而使不確定性大大降低。因此，通過多感知節(jié)點采集數(shù)據(jù)，利用數(shù)據(jù)融合技術(shù)達到數(shù)據(jù)備份與信息的準確性，成為物聯(lián)網(wǎng)研究的一個重要課題。1．?dāng)?shù)據(jù)融合的定義數(shù)據(jù)融合是利用計算機技術(shù)對時序獲得的若干感知數(shù)據(jù)，在一定準則下加以分析、綜合，以完成所需決策和

7、評估任務(wù)而進行的數(shù)據(jù)處理過程。7.2.1數(shù)據(jù)融合的基本概念2．?dāng)?shù)據(jù)融合研究的主要內(nèi)容數(shù)據(jù)融合是針對一個網(wǎng)絡(luò)感知系統(tǒng)使用多個和（或）多類感知節(jié)點（如多傳感器）進行的一種數(shù)據(jù)處理方法，研究內(nèi)容包含以下幾個方面。數(shù)據(jù)對準。數(shù)據(jù)相關(guān)。數(shù)據(jù)識別，即估計目標的類別和類型。數(shù)據(jù)庫。性能評估。7.2.1數(shù)據(jù)融合的基本概念3．?dāng)?shù)據(jù)融合的體系結(jié)構(gòu)由于數(shù)據(jù)融合應(yīng)用領(lǐng)域的不同，其融合系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也有所不同。美國國防部實驗室聯(lián)合會數(shù)據(jù)融合小組（DFS