CN112504348A - 一种融合环境因素的物体状态显示方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种融合环境因素的物体状态显示方法和系统，所述方法包括以下步骤指标界定：指定物体状态指标；及指定与物体状态指标相关的多个环境因素中的一个或多个；获取物体状态指标数据和与物体状态指标相关的环境因素数据；对环境因素数据和物体状态指标数据进行相关性判断，选取已有的相关函数或通过相关性分析得到新的相关函数；根据物体状态指标和环境因素，执行相关函数计算；通过相关函数计算，获取物体的真实状态，并进行物体状态显示。本发明通过采集物体状态指标数据和物体所处的特定环境的环境因素数据，并根据数据之间的相关性进行计算，以准确反映在特定环境下的物体的真实状态并进行展示，方便操作管理。

Description

一种融合环境因素的物体状态显示方法和系统
技术领域
本发明涉及设备监控领域，尤其涉及一种融合环境因素的物体状态显示方法和系统。
背景技术
在物联网的应用中，首先需要对物体/设备进行监控，获得物体/设备的运行状态，平台应用感知到物体/设备后，然后才能对物体/设备进行具体的操作控制。所以物体/设备的监控至关重要。
在现实环境中，物体/设备的运行状况与所处的环境以及周边物体的关系紧密，融合在特定环境下的物体/设备监控能够真实的反映物体/设备状态。例如监控物体/设备的表面温度，在高温高压的环境里，物体/设备的表面温度高达几百度也是正常状态，与在正常的环境里是不一样的；在高核辐射的环境里，物体的折旧损坏与在正常环境下也是不同的。
目前普遍的监控技术或平台大多都是针对单一物体/设备进行监控，没有考虑物体/设备所处的环境以及多个物体/设备之间的关联关系对物体/设备状态的影响，并不能完全准确的反映物体/设备的真实状态。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明的目的是提供一种物体状态显示方法和系统，对物体状态进行监控，并融合特定的环境因素，进行物体状态显示，准确的反映物体的真实运行状况。
为实现上述目的，本发明提供了一种融合环境因素的物体状态显示方法，包括以下步骤：
指标界定：指定物体状态指标；及指定与物体状态指标相关的多个环境因素中的一个或多个；
获取物体状态指标数据和与物体状态指标相关的环境因素数据；
对环境因素数据和物体状态指标数据进行相关性判断，选取已有的相关函数或通过相关性分析得到新的相关函数；
根据物体状态指标和环境因素，执行相关函数计算；
通过相关函数计算，获取物体的真实状态，并进行物体状态显示。
进一步的，当物体状态指标和环境因素之间不存在已知的相关函数时，执行相关性分析，获取相关性结果；根据相关性结果，如果不相关，则处理终止；如果部分相关，则调整圈选的物体状态指标和环境因素的对应关系，重新进行相关性分析；如果相关，则得出相关函数。
进一步的，，在获取物体状态指标数据和与物体状态指标相关的环境因素数据后还包括数据清洗和/或去噪处理：根据设定规则过滤采集前置装置上传回来的物体状态指标数据和环境因素数据，对物体状态指标数据和环境因素数据进行去噪处理，过滤掉信息噪声点。
进一步的，所述相关函数，是以插件方式进行调用配置。已知的相关函数是以插件方式存在，并根据相关性判断，进行函数调用。
进一步的，所述相关性分析的方法包括：
从多个环境因素中指定一个或多个与物体状态指标相关的环境因素变量；
先采用协方差法和相关系数法分析各所述环境变量和所述物体状态指标的相关性；
然后根据环境因素变量的数量，进行一元回归分析或多元回归分析，得到相关函数。
进一步的，所述协方差法是通过协方差来衡量两个变量的总体误差，如果两个变量的变化趋势一致，协方差就是正值，说明两个变量正相关；如果两个变量的变化趋势相反，协方差就是负值，说明两个变量负相关；如果两个变量相互独立，那么协方差就是0，说明两个变量不相关；所述相关系数法中，相关系数是反应变量之间关系密切程度的统计指标，相关系数的取值区间在1到-1之间；1表示两个变量完全线性相关，-1表示两个变量完全负相关，0表示两个变量不相关。
进一步的，所述相关系数法是根据相关系数来反映变量之间关系密切程度，相关系数的取值区间在1到-1之间；1表示两个变量完全线性相关，-1表示两个变量完全负相关，0表示两个变量不相关；数据越趋近于0表示相关关系越弱。
为实现上述目的，本发明还提出了一种融合环境因素的物体状态显示系统，其特征在于，采集前置装置和监控后台；所述采集前置装置用于汇集转发环境因素数据和物体状态指标数据；
所述监控后台用于执行如上所述的融合环境因素的物体状态显示方法，接收环境因素数据和物体状态指标数据，执行相关性分析和相关函数计算，获取物体的真实状态，并进行物体状态显示。
进一步的，所述监控后台设置有相关函数定义器和相关函数执行器，用于执行相关性分析和相关函数计算，所述相关函数定义器用于输入函数定义或根据相关性分析结果自动产生相关函数；所述相关函数执行器根据监控到的值执行相关函数进行计算，得到物体的真实状态。
本发明实现了如下技术效果：
本发明通过采集物体状态指标数据和物体所处的特定环境的环境因素数据，并根据数据之间的相关性进行计算，以准确反映在特定环境下的物体的真实状态以准确反映在特定环境下的物体的真实状态并进行展示，方便操作管理。
附图说明
图1是本发明的融合环境因素的物体状态显示的系统框图；
图2是本发明的监控后台的系统框图；
图3是本发明的相关性分析示意图。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
如图1-图3所示，本发明给出了一个融合环境因素的物体状态显示系统的实施例，包括采集前置装置和监控后台。采集前置装置执行前端监控，包括传感器、物联网络等设备、设施，设置在物体侧进行前端监控。前端监控包括环境监控和物体监控，用于采集处于特定环境下物体的各项状态指标数据，如物体的表面温度、物体或物体局部运动件的位移、物体受到的辐射强度等等，同时采集该特定环境下的与物体状态指标相关的环境因素数据，如温湿度、粉尘、辐射等，将这些数据集中传输到监控后台进行数据处理和监控分析，最终得到物体的真实状态，并在监控后台，或从监控后台推送到显示终端进行状态显示。
采集前置装置，是个数据汇集转发设备，设置于物体侧，可同时连接多个用于环境监控传感器和被监测的物体，用于将环境监控和物体监控获得的数据进行汇集转发。
1、环境监控，通过各种传感器采集环境因素数据，如一般环境下的温度、湿度、PM2.5等参数；环境因素数据通过环境传感器采集上传到采集前置装置，由该装置上传到监控后台。
2、物体监控，通过物体自身或者配套的感应器来采集物体状态参数，并上传到采集前置装置，由该装置上传到监控后台。
监控后台包括数据处理单元和监控分析单元。
监控后台执行一种融合环境因素的物体状态显示方法，包括以下步骤：
首先进行指标界定，指定物体状态指标，及指定与物体状态指标相关的多个环境因素中的一个或多个；
然后获取物体状态指标数据和与物体状态指标相关的环境因素数据；
进而对环境因素数据和物体状态指标数据进行相关性判断，选取已有的相关函数或通过相关性分析得到新的相关函数；
根据物体状态指标和环境因素，执行相关函数计算；
最后，通过相关函数计算，获取物体的真实状态，并进行物体状态显示。
优选的，所述指标界定时，可以指定指定一个或两个与物体状态指标相关的环境因素，指定一个因素即进行一元相关性分析，指定两个因素即进行二元相关性分析。首先选定多个因素放入一个集合，按组合从集合中抽取一个或两个，与设备指标组合一起进行相关性分析。如果结果不相关，则进行下一个因素组合的分析。本领域技术人员应当了解，在监控后台的处理能力和处理效率满足的情况下，从圈选的环境因素中指定的环境因素的数据也可以大于2个。
优选的，在获取物体状态指标数据和与物体状态指标相关的环境因素数据中还包括数据清理和/或去噪处理：在数据处理单元，根据设定规则进行数据清洗，过滤掉采集前置装置上传回来的和环境因素数据和物体状态指标数据无关的数据，再对环境因素数据和物体状态指标数据进行去噪处理，过滤掉信息噪声点。
优选的，所述相关性判断包括：当物体状态指标和环境因素之间不存在已知的相关函数时，执行相关性分析，获取相关性结果；根据相关性结果，如果不相关，则处理终止；如果部分相关，则调整圈选的物体状态指标和环境因素的对应关系，重新进行相关性分析；如果相关，则给出相关函数。
优选的，相关函数可以以插件形式进行调用配置。根据相关性判断，将物体状态参数、环境因素参数和相关函数进行关联配置。
优选的，所述相关性分析的方法包括：从多个环境因素中指定一个或多个与物体状态指标相关的环境因素变量；先采用协方差法和相关系数法分析各所述环境变量和所述物体状态指标的相关性；然后根据环境因素变量的数量，进行一元回归分析或多元回归分析，得到相关函数。
其中，所述协方差法是通过协方差来衡量两个变量的总体误差，如果两个变量的变化趋势一致，协方差就是正值，说明两个变量正相关；如果两个变量的变化趋势相反，协方差就是负值，说明两个变量负相关；如果两个变量相互独立，那么协方差就是0，说明两个变量不相关；所述相关系数相关系数是反应变量之间关系密切程度的统计指标，相关系数的取值区间在1到-1之间；1表示两个变量完全线性相关，-1表示两个变量完全负相关，0表示两个变量不相关。
其中，所述相关系数法是根据相关系数来反映变量之间关系密切程度，相关系数的取值区间在1到-1之间。1表示两个变量完全线性相关，-1表示两个变量完全负相关，0表示两个变量不相关。数据越趋近于0表示相关关系越弱。
本发明的一种融合环境因素的物体状态显示系统，在后台监控系统为进行相关性处理，还设置了相关函数定义器和相关函数执行器。
相关函数定义器支持操作员手动输入函数定义或根据相关性分析结果自动产生相关函数。根据一元一次方程、二元一次方程等模型对相关函数进行建模。
在指标界定后，如果物体状态指标与环境因素之间存在已知的关联函数，则输入相关函数，后台监控分析系统调用相关函数执行器，将监控到的值传递到相关函数进行计算，得到物体的真实状态。
优选的，所述的物体状态显示方式，可以是表格、图表等多种方式。
优选的，这些通过相关性分析而得的相关函数，可以进行固化，以插件方式进行调用配置。
以上是针对真实的特定环境下，通过物体监控和环境监控获得在特定环境下物体的准确运行状态；或预测物体的未来状态。
也可以针对不同的运行环境，结合物体状态指标信息预测在不同环境下物体的运行状态或未来状态。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种融合环境因素的物体状态显示方法，其特征在于，包括以下步骤：
指标界定：指定物体状态指标；及指定与物体状态指标相关的多个环境因素中的一个或多个；
获取物体状态指标数据和与物体状态指标相关的环境因素数据；
对环境因素数据和物体状态指标数据进行相关性判断，选取已有的相关函数或通过相关性分析得到新的相关函数；
根据物体状态指标和环境因素，执行相关函数计算；
通过相关函数计算，获取物体的真实状态，并进行物体状态显示。
2.如权利要求1所述的融合环境因素的物体状态显示方法，其特征在于：所述相关性判断包括：当物体状态指标和环境因素之间不存在已知的相关函数时，执行相关性分析，获取相关性结果；根据相关性结果，如果不相关，则处理终止；如果部分相关，则调整圈选的物体状态指标和环境因素的对应关系，重新进行相关性分析；如果相关，则给出相关函数。
3.如权利要求1所述的融合环境因素的物体状态显示方法，其特征在于：所述相关函数，是以插件方式进行调用配置。
4.如权利要求1所述的融合环境因素的物体状态显示方法，其特征在于：指定与物体状态指标相关的多个环境因素中的一个或多个，包括：首先选定多个环境因素放入一个集合，按组合从集合中抽取一个或多个，与物体状态指标组合一起进行相关性分析，如果结果不相关，则进行下一个环境因素组合的分析。
5.如权利要求1所述的融合环境因素的物体状态显示方法，其特征在于：在获取物体状态指标数据和与物体状态指标相关的环境因素数据后还包括数据清洗和/或去噪处理：根据设定规则过滤采集前置装置上传回来的物体状态指标数据和环境因素数据，对物体状态指标数据和环境因素数据进行去噪处理，过滤掉信息噪声点。
6.如权利要求1所述的融合环境因素的物体状态显示方法，其特征在于：所述相关性分析的方法包括：
从多个环境因素中指定一个或多个与物体状态指标相关的环境因素变量；
先采用协方差法和相关系数法分析各所述环境变量和所述物体状态指标的相关性；
然后根据环境因素变量的数量，进行一元回归分析或多元回归分析，得到相关函数。
7.如权利要求6所述的融合环境因素的物体状态显示方法，其特征在于：所述协方差法是通过协方差来衡量两个变量的总体误差，如果两个变量的变化趋势一致，协方差就是正值，说明两个变量正相关；如果两个变量的变化趋势相反，协方差就是负值，说明两个变量负相关；如果两个变量相互独立，那么协方差就是0，说明两个变量不相关；所述相关系数相关系数是反应变量之间关系密切程度的统计指标，相关系数的取值区间在1到-1之间；1表示两个变量完全线性相关，-1表示两个变量完全负相关，0表示两个变量不相关。
8.如权利要求6所述的融合环境因素的物体状态显示方法，其特征在于：所述相关系数法是根据相关系数来反映变量之间关系密切程度，相关系数的取值区间在1到-1之间；1表示两个变量完全线性相关，-1表示两个变量完全负相关，0表示两个变量不相关；数据越趋近于0表示相关关系越弱。
9.一种融合环境因素的物体状态显示系统，其特征在于，采集前置装置和监控后台；所述采集前置装置用于汇集转发环境因素数据和物体状态指标数据；
所述监控后台用于执行如权利要求1-8任一项所述的融合环境因素的物体状态显示方法：接收环境因素数据和物体状态指标数据，执行相关性分析和相关函数计算，获取物体的真实状态，并进行物体状态显示。
10.如权利要求9所述的融合环境因素的物体状态显示系统，其特征在于：所述监控后台设置有相关函数定义器和相关函数执行器用于执行相关性分析和相关函数计算，所述相关函数定义器用于输入函数定义或根据相关性分析结果自动产生相关函数；所述相关函数执行器根据监控到的值执行相关函数进行计算，得到物体的真实状态。
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