CN104270414B - 一种电子产品生产线粉尘监测点优化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电子产品生产线粉尘监测点优化方法，该方法先构建监测点的拓扑图，在监测周期内，通过比较监测点的数据平均值与预设基准值的大小来更新拓扑图,以达到在监测周期内，获得优化后的监测点及监测点之间的位置关系。这种方法使得在不浪费资源的基础上，监测点的设置更优。

Description

一种电子产品生产线粉尘监测点优化方法
技术领域
本发明属于粉尘监测领域，具体涉及一种电子产品生产线粉尘监测点优化方法。
背景技术
粉尘爆炸，指粉尘在爆炸极限范围内，遇到热源（明火或温度），火焰瞬间传播于整个混合粉尘空间，化学反应速度极快，同时释放大量的热，形成很高的温度和很大的压力，系统的能量转化为机械功以及光和热的辐射，具有很强的破坏力。因此对于粉尘的监测尤为重要。
目前，为了实现实时粉尘监控，提出了很多方案，如申请号：201320360396.1，发明名称为“一种工业粉尘在线自动监控系统”利用智能粉尘监测仪、数据采集单元、数据传输单元和终端监控单元组成的物联网环境监测数据采集监控站，实现了粉尘数据采集及实时监控，但是这个监控系统中的监测点的设置多数为随机设置或者根据经验设置，导致监测点浪费或者监测点位置不准确等问题，由此可见，对监测点的优化尤为重要。
目前也提出一些监测节点优化的方法，如申请号：201410202917.X，发明名称为基于遗传算法的河流局域无线传感器节点分布优化方法的发明专利，通过遗传算法将河流局部区域监测节点分布优化问题转化为0/1规划问题，通过染色体的遗传、交叉及变异等遗传算法操作，并通过适应度值的比较最终实现监测节点的合理分布优化选取；
遗传算法（Genetic Algorithm）是一类借鉴生物界的进化规律（适者生存，优胜劣汰遗传机制）演化而来的随机化搜索方法。它是由美国的J.Holland教授1975年首先提出，其主要特点是直接对结构对象进行操作，不存在求导和函数连续性的限定；具有内在的隐并行性和更好的全局寻优能力；采用概率化的寻优方法，能自动获取和指导优化的搜索空间，自适应地调整搜索方向，不需要确定的规则。遗传算法的这些性质，已被人们广泛地应用于组合优化、机器学习、信号处理、自适应控制和人工生命等领域。它是现代有关智能计算中的关键技术；
遗传算法是一种较为复杂的算法，其计算量也比较大，对设备要求比较高，如果将该方法应用的环境较为简单的情况下，如用于电子产品生产线监测，这种环境下由于电子产品生产过程中产生大量的铝粉，当铝粉浓度达到一定的值在空气中或遇明火会产生爆炸，所以一般仅需监测铝粉浓度即可，这样如果采用遗传算法显然耗能比较大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是一种简单、耗能小且又可以解决传统根据经验预设监测点而导致监测点浪费或不准确问题的电子产品生产线粉尘监测点优化方法。
本发明为解决上述技术问题，本发明电子产品生产线粉尘监测点优化方法，包括以下步骤：
步骤A、预设若干监测点和一个监控中心，所述每个监测点设有无线传感模块，监控中心设有无线接收模块和数据存储模块，每个监测点的无线传感模块实时发送监测数据至监控中心，数据存储模块用于存储接收的监测数据以及预设基准值；
步骤B、构建监测点拓扑图：将每个监测点作为拓扑图的顶点，将相邻两个顶点之间距离大于距离门限值R的两个顶点的连线作为拓扑图的边；
步骤 C、设置监测周期，在一个监测周期内，判断所有监测点数据的平均值是否均大于等于预设基准值，若是，则该拓扑图中的监测点均为敏感点，所述敏感点为监测数据的平均值大于等于预设基准值的监测点，拓扑图无需更新；否则，执行步骤D；
步骤D、判断是否仅存在一个监测数据平均值小于预设基准值的监测点，若是，则删除该监测点，更新拓扑图后执行步骤E；否则删除监测数据平均值最小的监测点，更新拓扑图后执行步骤E；
步骤E、增加一个监测点，继续更新拓扑图后重复执行步骤C-步骤E，直至拓扑图中的所有监测点均为敏感点，则当前拓扑图中的监测点为监测周期内优化后的监测点。
进一步的改进方案，本发明电子产品生产线粉尘监测点优化方法中，所述无线传感模块为无线粉尘传感器，无线粉尘传感器的型号为JZH-103。
进一步的改进方案，本发明电子产品生产线粉尘监测点优化方法中，预设基准值为铝粉浓度37mg/m3。
进一步的改进方案，本发明电子产品生产线粉尘监测点优化方法中，敏感点为监测数据中铝粉浓度大于等于37 mg/m3的监测点。
进一步的改进方案，本发明电子产品生产线粉尘监测点优化方法中，所述距离门限值R=3m。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明通过构建监测点拓扑图时，通过预设距离门限值来保证相邻监测点的距离不能太近，由于监测点距离太近，其监测数据相近的可能性较大，这样可以减少资源的浪费；
2、通过将监测中心的数据平均值与预设基准值进行计较来更新拓扑图，删除长期处于无需监测地段的监测点，增加需要监测的监测点，使得在不浪费资源的基础上，监测点的设置更优。
附图说明
图1为本发明电子产品生产线粉尘监测点优化方法的流程图；
图2为实施例1初始监测点拓扑图；
图3为实施例2删除监测点更新后的拓扑图；
图4为实施例2无需更新的监测点拓扑图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明：
如图1所示，电子产品生产线粉尘监测点优化方法，包括以下步骤：
步骤A、预设若干监测点和一个监控中心，所述每个监测点设有无线传感模块，监控中心设有无线接收模块和数据存储模块，每个监测点的无线传感模块实时发送监测数据至监控中心，数据存储模块用于存储接收的监测数据以及预设基准值；
步骤B、构建监测点拓扑图：将每个监测点作为拓扑图的顶点，将相邻两个顶点之间距离大于距离门限值R的两个顶点的连线作为拓扑图的边；
步骤 C、设置监测周期，在一个监测周期内，判断所有监测点数据的平均值是否均大于等于预设基准值，若是，则该拓扑图中的监测点均为敏感点，所述敏感点为监测数据的平均值大于等于预设基准值的监测点，拓扑图无需更新；否则，执行步骤D；
步骤D、判断是否仅存在一个监测数据平均值小于预设基准值的监测点，若是，则删除该监测点，更新拓扑图后执行步骤E；否则删除监测数据平均值最小的监测点，更新拓扑图后执行步骤E；
步骤E、增加一个监测点，继续更新拓扑图后重复执行步骤C-步骤E，直至拓扑图中的所有监测点均为敏感点，则当前拓扑图中的监测点为监测周期内优化后的监测点。
其中步骤D中若监测数据最小对应的监测点存在多个时，则随机删除一个监测点，然后再执行步骤E。
这里更新拓扑图时，同样要使得两个相邻顶点之间的距离也要大于距离门限值，这里的距离门限值为了保证相邻监测点的距离不能太近，由于监测点距离太近，其监测数据相近的可能性较大，这样可以减少资源的浪费。
这里的无线传感模块可以为无线温度传感器、无线湿度传感器、无线粉尘传感器等环境传感器，但于采用不用传感器监测时，预设基准值也会相应的变化。
对于步骤A中搭建的硬件平台属于无线传感网中基础结构，对于其硬件结构此处不再赘述！
实施例1
现以监测电子产品生产线中铝粉浓度为目的，对监测点优化方法进行详细的说明；
在搭建好硬件平台的基础上，先根据经验预设6个监测点分别为a、b、c、d、e、f,其中，距离门限值R=3m，预设基准值铝粉浓度为37 mg/m3；
表1为监测点a分别到监测点b、监测点c、监测点d、监测点e、监测点f的距离。
表1
监测点a 监测点b 监测点c 监测点d 监测点e 监测点f
距离r(m) 3m 3m 3m 5m 6m
表2为监测点b分别到监测点c、监测点d、监测点e、监测点f的距离；
表2：
监测点b 监测点c 监测点d 监测点e 监测点f
距离r(m) 4m 3m 4m 5m
表3为监测点c分别到监测点d、监测点e、监测点f的距离；
表3：
监测点c 监测点d 监测点e 监测点f
距离r(m) 3m 3m 4m
表4为监测点d分别到监测点e、监测点f的距离；
表4：
监测点d 监测点e 监测点f
距离r(m) 5m 4m
监测点e到监测点f的距离r=3m。
根据上述监测点以及监测点之间的距离构建的监测点拓扑图如图2所示。
以一周为一个监测周期，在这个监测周期内，拓扑图内的所有的监测点铝粉浓度均大于37 mg/m3，则表示该拓扑图中的所有监测点均为敏感点，在这个周期内无需更新拓扑图。
实施例2
所有监测条件均与实施例1中相同，将监测周期延长至二周，在这个监测周期内，发现拓扑图中仅监测点b的铝浓度平均值小于37 mg/m3，此时，删除监测点b后更新拓扑图如图3所示；
增加监测点g，监测点g分别到监测点a、监测点c、监测点d、监测点e、监测点f的距离如表5所示；
表5：
监测点g 监测点a 监测点c 监测点d 监测点e 监测点f
距离r(m) 3m 5m 4m 4m 5m
更新后的拓扑图如图4所示，继续进行下一周期的监测，发现在这个周期内所有的监测点铝浓度平均值均大于37 mg/m3，则表示该拓扑图中的所有监测点均为敏感点，在这个周期内无需更新拓扑图即为图4所示拓扑图。

Claims (7)

1.一种电子产品生产线粉尘监测点优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤A、预设若干监测点和一个监控中心，所述每个监测点设有无线传感模块，监控中心设有无线接收模块和数据存储模块，每个监测点的无线传感模块实时发送监测数据至监控中心，数据存储模块用于存储接收的监测数据以及预设基准值；
步骤B、构建监测点拓扑图：将每个监测点作为拓扑图的顶点，将相邻两个顶点之间距离大于距离门限值R的两个顶点的连线作为拓扑图的边；
步骤C、设置监测周期，在一个监测周期内，判断所有监测点数据的平均值是否均大于等于预设基准值，若是，则该拓扑图中的监测点均为敏感点，所述敏感点为监测数据的平均值大于等于预设基准值的监测点，拓扑图无需更新；否则，执行步骤D；
步骤D、判断是否仅存在一个监测数据平均值小于预设基准值的监测点，若是，则删除该监测点，更新拓扑图后执行步骤E；否则删除监测数据平均值最小的监测点，更新拓扑图后执行步骤E；
步骤E、增加一个监测点，继续更新拓扑图后重复执行步骤C-步骤E，直至拓扑图中的所有监测点均为敏感点，则当前拓扑图中的监测点为监测周期内优化后的监测点，其中，在更新拓扑图时要求满足两个相邻顶点之间的距离大于距离门限值。
2.根据权利要求1所述电子产品生产线粉尘监测点优化方法，其特征在于，所述无线传感模块为无线粉尘传感器。
3.根据权利要求2所述电子产品生产线粉尘监测点优化方法，其特征在于，所述无线粉尘传感器的型号为JZH-103。
4.根据权利要求2所述电子产品生产线粉尘监测点优化方法，其特征在于，所述预设基准值为铝粉浓度37-50mg/m3。
5.根据权利要求4所述电子产品生产线粉尘监测点优化方法，其特征在于，所述预设基准值为铝粉浓度37mg/m3。
6.根据权利要求4所述电子产品生产线粉尘监测点优化方法，其特征在于，敏感点为监测数据中铝粉浓度大于等于37mg/m3的监测点。
7.根据权利要求1所述电子产品生产线粉尘监测点优化方法，其特征在于，所述距离门限值R＝3m。
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