面向可追溯的物聯網數據採集與建模方法

內容簡介

本書共10章。*章為緒論，闡述了研究的背景和開展意義，並結合研究內容所涉及領域，系統分析了國內外研究的現狀和動態，提出了研究目標、內容與技術路線，展示了研究的創新之處。第二章為面向可追溯的物聯網數據採集與建模概念模型，建立了研究的概念框架，從可追溯系統的感知數據監測需求、數據採集方法、系統建模方法等方面進行了系統性分析和思考，一方面，提供了可追溯系統在物聯網環境下，政府、企業和社會公眾等不同用戶群體的功能和性能需求；另一方面，為如何滿足這些需求提出了解決思路，並為下文研究的開展起到了提綱挈領的作用。

第三章至第九章從7個角度對研究內容進行了展開，為了便於組織，分為數據工程、信息工程和知識工程3個層面。在數據工程層面，第三章首先提出了基於WSN的可追溯感知數據採集方法，實現感知數據全程採集，研發了生鮮農產品質量安全數據感知節點、網關中繼器和遠程數據採集中間件軟硬體原型進行了物理層、介質訪問控制層、網路層和供應鏈環境下的可靠性測試；第四章，進一步地設計了基於WSN的可追溯數據多感測器集成方法，以鮮食葡萄冷鏈物流為實例，通過對業務流程及品質變化機制的分析，得到鮮食葡萄冷鏈物流過程中的環境參數感知需求，針對環境參數，對感測器進行選型並完成多感測器的集成和最佳化。

在信息工程層面，第五章首先針對感知數據射頻傳輸能耗高導致數據採集壽命短的問題，基於統計過程控制原理，設計了改進的單值滑動極差感知數據時域壓縮算法，與閾值、K滑動均值算法對比，能耗在同一數量級，在不同的時間序列平穩性狀態上，算法的平衡性和適應性好；第六章針對感知數據在採集端與資料庫、異構資料庫間、資料庫與套用端的交換需求，設計了基於可擴展文本標記語言的可追溯感知數據交換中間件，以有限狀態機原理為基礎實現了數據的實時解幀，通過映射算法實現了數據由關係資料庫到可擴展文本標記語言的映射轉換，為數據交換提供了一致的規範化數據流。

在知識工程層面，第七章針對現有的生鮮農產品質量安全可追溯系統中，數據建模方法的規範性、一致性、兼容性差導致的系統柔性低，不能輸出靈活的數據粒度問題，以結構模式識別中的模式基元理論為基礎，完成了生鮮農產品質量安全可追溯系統的兼容建模，構造了描述追溯單元轉化模式基元，設計了模式基元的數據存儲結構與數據採集算法；第八章針對政府、企業和社會公眾等不同類型的用戶對可追溯數據粒度需求的差異，提出了面向粒度分級的可追溯系統建模方法，在2型文法的基礎上，完成可追溯數據形式化描述和句子生成，改進下推自動機建立了粒度分級規約方法，以凍羅非魚片加工、半滑舌鰨養殖、肉牛養殖與屠宰加工業務流程為實例進行了方法驗證；在第九章中，識別了可追溯數據在生鮮農產品供應鏈上各階段的潛在價值，設計了基於雲計算的可追溯綜合服務平台，實現了平台級可追溯服務，在數據採集、信息追溯和智慧型決策等方面改善了生鮮農產品供應鏈管理水平。

*後，第十章為結論與展望，對研究結論進行總結，展望了各部分研究未來的改進方向。

本書的研究在開展過程中，得到了中國農業大學工學院傅澤田教授和英國朴茨茅斯大學商學院Mark Xu教授的悉心指導，在成果結集出版的過程中得到了智慧型決策與大數據套用北京市國際科技合作基地、食品質量與安全北京實驗室、北京循環經濟體系（產業）協同創新中心、北京知識管理研究基地、綠色發展大數據決策北京市重點實驗室的支持，齊魯工業大學（山東省科學院）的韓玉冰博士、中國農業大學的張雷碩士和王載瓊碩士對本書第三、第四、第六章做出了貢獻，在此一併表示誠摯的感謝！

面向可追溯的物聯網數據採集與建模方法

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