吴翔翔
广东卓维网络有限公司 广东佛山 528200
摘要：针对传统的监控方法监测故障需要时间较长的问题,研究基于网络数据分析的物联网终端监控方法。对物联网终端数据进行过滤、提取数据特征、数据清洗等一系列处理后,将对数据集合进行分析。使用聚类算法对物联网终端数据进行聚类,通过计算样本数据间距离,得到离群因子阈值。根据离群因子阈值对物联网终端数据进行处理,得到物联网终端异常数据。对异常数据进行分类、监测、识别,完成对基于网络数据分析的物联网终端监控。
关键词：网络数据分析；物联网；终端监控
引言
物联网是一种全球化的信息服务基础设施，它基于现有和未来演进的通信和信息技术，提供互联物理和虚拟物体的先进服务。物联网是指通过部署具有一定感知、计算、执行和通信等能力的各种设备，获得物理世界的信息或对物理世界的物体进行控制，通过网络实现信息的传输、协同和处理，从而实现人与物通信、物与物通信的网络。物联网应用的数据产生于物联网产业链的各个环节，包括感知层、网络层、平台层和应用层上都会产生大量的数据。物联网应用产生的数据具有海量性、多态性等特性。每一个物联网传感节点都是一个信息源，数据流源源不断；物联网涉及的应用范围广泛，不同领域、不同行业的物联网应用数据通常具有不同的类型和格式，因此物联网中数据多样性更为突出。
一、物联网终端的基本原理及作用
1.1原理
物联网终端基本由外围感知（传感）接口，中央处理模块和外部通讯接口三个部分组成，通过外围感知接口与传感设备连接，如RFID读卡器，红外感应器，环境传感器等，将这些传感设备的数据进行读取并通过中央处理模块处理后，按照网络协议，通过外部通讯接口，如：GPRS模块、以太网接口、WIFI等方式发送到以太网的指定中心处理平台。
1.2作用
物联网终端属于传感网络层和传输网络层的中间设备，也是物联网的关键设备，通过他的转换和采集，才能将各种外部感知数据汇集和处理，并将数据通过各种网络接口方式传输到互联网中。如果没有他的存在，传感数据将无法送到指定位置，“物”的联网将不复存在。
二、物联网终端的分类
2.1工业设备检测终端
该类终端主要安装在工厂的大型设备上或工矿企业的大型运动机械上，用来采集位移传感器、位置传感器（GPS）、震动传感器、液位传感器、压力传感器、温度传感器等数据，通过终端的有线网络或无线网络接口发送到中心处理平台进行数据的汇总和处理，实现对工厂设备运行状态的及时跟踪和大型机械的状态确认，达到安全生产的目的。抗电磁干扰和防暴性是此类终端考虑的重点。
2.2物流RFID识别终端
该类设备分固定式、车载式和手持式，固定式一般安装在仓库门口或其他货物通道，车载式安装在物流运输车中，手持式则由使用者手持使用。固定式一般只有识别功能，用于跟踪货物的入库和出库，车载式和手持式中一般具有GPS定位功能和基本的RFID标签扫描功能，用来识别货物的状态、位置、性能等参数，通过有线或无线网络将位置信息和货物基本信息传送到中心处理平台。通过该终端的货物状态识别，将物流管理变得非常顺畅和便捷，大大提高了物流的效率。
2.3移动终端
应用在终端与被检测设备一同移动的场合，该类终端因经常会发生运动，所以没有太可靠的外部电源，需要通过无线数据链路进行数据的传输，主要检测如图象、位置、运动设备的某些物理状态等。该类终端一般要具备良好的抗震、抗电磁干扰能力，此外对供电电源的处理能力也较强，有的具备后备电源。一些车载仪器、车载视频监控、货车/客车GPS定位等均使用此类终端。
三、基于网络数据分析的物联网终端监控
基于网络数据分析对物联网终端进行监控，主要是对物联网终端数据进行一系列处理后，与网络数据进行对比。通过将物联网终端数据聚类后，得到离群因子阈值，判断提取出物联网终端异常数据。
对提取的数据进行分类后，进行异常数据检测，去除混杂的正常数据后，对异常数据进行识别，完成对物联网终端的监控。
3.1物联网终端数据处理
物联网终端数据包含一定的噪声数据，使用过滤器对数据过滤，对过滤后的终端数据进行数据处理。提取物联网终端数据特征，根据数据特征矩阵建立分析维度。在分析维度中，对数据进行清洗。
3.2物联网终端数据分析
以网络数据为标准样本，通过分析算法，找到离群点，完成对终端数据的分析。通过对网络数据组成样本集的聚类，确定离群因子阈值。离群因子阈值就是判断物联网终端数据是否出现异常的判断依据，若物联网终端数据大于离群因子阈值，则该数据为可能具有异常的数据。再对这部分异常数据进行识别检测。
3.3物联网终端异常数据识别
对物联网终端进行监控，是为了发现其异常，因此，以网络数据为参考样本，对物联网终端异常数据进行简单分类，实现对物联网终端的监控。对基于网路数据分析的物联网终端监控方法的设计。该监控方法能够在物联网终端发生故障时，快速监测预警，并对故障进行简单分类，便于技术人员检修，避免因故障导致的经济损失。
四、监控效果测试
为验证本文设计的基于网络数据分析的物联网终端监控方法的监控效果，设计在 Windows 8.1 操作系统下，与传统终端监控方法进行对比实验。
4.1测试步骤
选取不同的物联网终端，对其进行随机编号，使用控制系统控制物联网运行，使得物联网终端处于不同的工作状态。本文提出的基于网络数据分析的物联网终端监控方法为实验组，传统物联网终端监控方法为对照组。使用两组监控方法对几组物联网终端进行监控，以控制系统控制物联网故障运行实际数据为参考，保证其它变量不变，对比两组监控方法对物联网终端异常的监控反应时间。
4.2测试结果
以物联网控制系统控制故障发生时间为基准，记录两组监控方法监控物联网终端异常时间数据进行整体分析，实验组发现各组物联网终端异常的时间均小于对照组。从记录数值上分析，对照组的数值大约是实验组数值的 1.5 ～ 2.5 倍。说明，实验组监控方法发现物联网终端异常的时间要远远小于对照组。综上所述，本文提出的基于网络数据分析的物联网终端监控方法能够对传统监控方法进行优化，可以有效缩短监控物联网终端异常的时间。
五、物联网的关键技术
5.1传感器技术
这也是计算机应用中的关键技术。大家都知道，到目前为止绝大部分计算机处理的都是数字信号。自从有计算机以来就需要传感器把模拟信号转换成数字信号计算机才能处理。
5.2RFID标签
也是一种传感器技术，RFID技术是融合了无线射频技术和嵌入式技术为一体的综合技术，RFID在自动识别、物品物流管理有着广阔的应用前景。
5.3嵌入式系统技术
是综合了计算机软硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术为一体的复杂技术。经过几十年的演变，以嵌入式系统为特征的智能终端产品随处可见；小到人们身边的MP3,大到航天航空的卫星系统。嵌入式系统正在改变着人们的生活，推动着工业生产以及国防工业的发展。如果把物联网用人体做一个简单比喻，传感器相当于人的眼睛、鼻子、皮肤等感官，网络就是神经系统用来传递信息，嵌入式系统则是人的大脑，在接收到信息后要进行分类处理。这个例子很形象的描述了传感器、嵌入式系统在物联网中的位置与作用。
六、结束语
物联网终端监控，可以广泛应用在物联网业务运营分析系统中，可以为不同行业的物联网应用打上网络行为标签，从而实现对物联网业务运营情况的实时分析和监控，有利于物联网应用在趋势分析、产品规划和营销决策等层面的工作。
参考文献
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