物联网技术物联网数据融合及管理
物联网数据存储及管理分析
物联网数据存储及管理分析在当今数字化时代，物联网（Internet of Things，IoT）正以前所未有的速度发展，并深刻地改变着我们的生活和工作方式。
从智能家居到工业自动化，从智能交通到医疗保健，物联网设备无处不在，它们不断地收集和生成大量的数据。
然而，如何有效地存储和管理这些海量的数据，成为了物联网领域面临的一个重要挑战。
物联网数据的特点首先在于其海量性。
随着物联网设备的普及和应用场景的不断拓展，数据的产生量呈指数级增长。
这些数据不仅数量巨大，而且来源广泛、类型多样，包括传感器数据、图像数据、音频数据、视频数据等等。
其次，物联网数据具有实时性的要求。
许多应用场景，如智能交通、工业控制等，需要对数据进行实时处理和响应，以确保系统的正常运行和安全性。
此外，物联网数据的价值密度相对较低，需要通过有效的分析和挖掘才能提取出有价值的信息。
对于物联网数据的存储，目前主要有以下几种方式。
一种是本地存储，即将数据存储在物联网设备本身或者附近的存储设备中。
这种方式的优点是数据访问速度快，适用于对实时性要求较高、数据量较小的场景。
但缺点也很明显，本地存储的容量有限，难以应对海量数据的长期存储，而且数据的安全性和可靠性也难以得到保障。
另一种常见的方式是云存储，将数据上传至云端服务器进行存储。
云存储具有几乎无限的存储容量，能够满足物联网数据的海量存储需求。
同时，云服务提供商通常具备强大的数据管理和安全保障能力，能够确保数据的安全性和可靠性。
然而，云存储也存在一些问题，比如数据传输的延迟可能会影响实时性，而且数据的隐私保护也是一个不容忽视的问题。
此外，还有一种边缘存储的方式，即在靠近数据源的边缘设备上进行数据存储和处理。
这种方式可以减少数据传输的延迟和带宽消耗，提高数据处理的效率，但边缘设备的存储容量和计算能力相对有限。
在物联网数据管理方面，面临着诸多的挑战和问题。
首先是数据的一致性和完整性。
由于物联网数据来源广泛、类型多样，如何确保数据的一致性和完整性是一个难题。
物联网数据融合及管理
物联网数据融合及管理在当今数字化的时代，物联网（Internet of Things，IoT）正以前所未有的速度发展，成为了推动社会进步和创新的重要力量。
物联网通过将各种设备、传感器和对象连接到互联网，实现了智能化的监测、控制和交互。
然而，随着物联网设备数量的急剧增加和数据的海量生成，如何有效地融合和管理这些数据成为了一个关键的挑战。
物联网数据具有多样性、海量性、实时性和复杂性等特点。
不同类型的物联网设备，如智能家居设备、工业传感器、智能交通设备等，产生的数据格式、数据内容和数据质量都存在很大的差异。
这些数据不仅包括结构化的数据，如数值和文本，还包括大量的非结构化数据，如图像、音频和视频。
同时，物联网设备产生的数据量巨大，每秒都可能产生海量的数据。
此外，许多物联网应用对数据的实时处理和响应有着很高的要求，需要在短时间内对数据进行分析和决策。
而数据的复杂性则体现在数据之间的关联和依赖关系复杂，需要深入挖掘和理解。
为了有效地处理和利用这些数据，数据融合技术应运而生。
数据融合是指将来自多个数据源的数据进行综合处理，以获得更准确、更完整和更有用的信息。
在物联网中，数据融合可以在多个层次上进行，包括数据级融合、特征级融合和决策级融合。
数据级融合是在原始数据层面上进行的融合，直接将来自不同传感器的数据进行组合和处理。
例如，将多个温度传感器的数据进行平均或加权平均，以获得更准确的温度测量值。
这种融合方式简单直接，但需要处理的数据量较大，对计算资源和通信带宽的要求较高。
特征级融合则是对从原始数据中提取的特征进行融合。
通过对数据进行特征提取，如提取图像的边缘、颜色等特征，然后将这些特征进行组合和处理。
这种融合方式可以减少数据量，提高处理效率，但特征提取的质量和准确性对融合效果有着重要的影响。
决策级融合是在决策层面上进行的融合，即对来自不同数据源的决策结果进行综合和优化。
例如，在智能交通系统中，不同的传感器和算法可能会对车辆的行驶状态做出不同的判断，通过决策级融合可以综合这些判断，做出更准确的决策。
物联网中的数据融合与信息融合技术研究
物联网中的数据融合与信息融合技术研究摘要：随着物联网技术的发展，越来越多的设备和传感器被连接到互联网上，产生大量的数据和信息。
数据融合和信息融合技术在物联网中起着至关重要的作用，可以帮助实现设备之间的互联互通、信息的整合和智能决策。
本文将详细探讨物联网中的数据融合与信息融合技术的研究现状和挑战，并介绍一些主要的研究方向和方法。
1. 引言物联网技术的迅速发展使得越来越多的设备和传感器能够连接到互联网上并实现互联互通。
这些设备产生的数据和信息对于各个领域的决策和管理具有重要意义。
然而，这些数据和信息通常来自不同的设备和传感器，格式和结构各异，因此需要进行数据融合和信息融合的处理。
2. 数据融合技术数据融合技术是指将来自不同设备和传感器的数据进行整合和处理，以提高数据的准确性、可靠性和可用性。
主要的数据融合技术包括数据预处理、数据清洗、数据对齐和数据融合算法等。
2.1 数据预处理数据预处理是对原始数据进行处理和筛选，以去除冗余数据、填充缺失数据、降噪和归一化等。
通过数据预处理可以提高后续处理的效率和准确性。
2.2 数据清洗数据清洗是指对数据进行错误检测和纠正，去除异常值和噪声数据，确保数据的准确性和一致性。
数据清洗是数据融合的关键步骤，对于后续的数据处理和分析具有重要意义。
2.3 数据对齐数据对齐是指将来自不同设备和传感器的数据进行时间和空间上的对齐，以便进行数据融合和分析。
数据对齐能够消除时间和空间差异对数据融合的影响，提高数据的一致性和可比性。
2.4 数据融合算法数据融合算法是指将来自不同设备和传感器的数据进行结合和整合，以提取有价值的信息和知识。
常用的数据融合算法包括加权平均法、贝叶斯融合法和神经网络融合法等。
3. 信息融合技术信息融合技术是指将来自不同设备和传感器的信息进行整合和分析，以提取隐藏在信息中的知识和洞见。
信息融合技术主要包括特征提取、决策融合和知识发现等。
3.1 特征提取特征提取是指从原始的数据和信息中提取有意义的特征，以帮助进行后续的决策和分析。
物联网数据融合技术浅析
知识文库 第11期22物联网数据融合技术浅析刘召华大数据时代的到来，要求我们需要使用更加有效的数据处理方式，但实际应用中获得大量数据相当一部分是冗余和无效的，这些数据在网络中传输和处理会极大降低效率，数据融合技术是比较理想的解决办法。
物联网与互联网结合起来形成了一个巨大信息网络系统，在这个系统中，有大量感知数据，需要选取适当的融合模式、处理算法进行综合分析，才能提高数据质量，获得最佳决策和完成评估，这些工作的完成需要使用数据融合技术。
一、物联网数据融合“数据融合”是20世纪70年代美国国防部针对多传感器系统而提出，经过40多年发展，现已被应用在多源影像复合、智能仪器系统、无人驾驶飞机、图像分析与理解、自动目标识别等多个领域。
数据融合是利用现代计算机技术对时序获得的若干感知数据，在一定准则下加以分析、综合，以完成所需决策和评估任务而进行的数据处理过程。
数据融合的目标数据是全空间的，即包括所有确定的和模糊的、全空间的和子空间的、同步的和异步的，数字的和非数字的，是复杂多维多源的；数据融合是内部特征，是系统动态过程中的一种数据综合加工处理；数据融合是数据的互补，即表达方式互补、结构互补、功能互补、不同层次互补，只有互补数据融合才能使系统发生质的变化。
数据融合的实质是针对多维数据进行关联或综合分析，选取适当的融合模式和处理算法，用以提高数据质量，为数据处理奠定基础。
二、数据融合原理、步骤和分类数据融合可以是物联网多个传感器的信息融合，也可以是多个传感器信息和人机界面观测事实信息融合。
原理是先将多个不同类型传感器获取数据收集；对传感器输出数据进行特征提取的变换，提取代表观测数据的特征矢量Y i；对特征矢量Y i利用聚类算法、神经网络等模式识别处理完成各传感器关于目标的说明；将各传感器关于目标的说明数据按同一目标进行关联；利用融合算法将每一个目标传感器数据进行合成，得到该目标的一致性解释与描述。
例如故障诊断系统中，从获取数据中提取征兆信息，在推理机作用下，将征兆与知识库中的知识匹配，做出故障诊断决策，继而提供给用户使用。
物联网与大数据的融合创新与应用
物联网与大数据的融合创新与应用引言随着信息技术的不断发展，物联网和大数据已经成为众多行业的热门话题。
物联网通过连接物理设备和传感器，使得设备能够相互通信和交换数据。
而大数据则是指处理和分析大规模数据集以从中提取有价值信息的技术和方法。
本文将探讨物联网与大数据的融合创新和应用，重点介绍其在各个领域的发展和应用。
物联网与大数据的融合创新数据采集和传输物联网中的关键技术之一是数据采集和传输。
通过传感器和物联网设备，可以实时地获取到各种环境和设备数据。
这些数据可以是温度、湿度、压力等传感器数据，也可以是设备状态和位置等信息。
物联网的创新之处在于能够将这些分散的数据进行集中管理和处理。
采集到的数据可以通过无线传输技术传输到云端或中心服务器，以供后续的大数据分析和处理。
数据存储和处理大数据处理是物联网与大数据融合创新的关键环节之一。
尽管物联网可以采集到大量的数据，但只有通过大数据处理才能从中提取有价值的信息。
物联网通过结合云计算和分布式系统技术，可以将大量的数据存储在云端，以便后续的处理和分析。
同时，物联网也提供了灵活和可扩展的处理能力，以适应不同规模和复杂度的数据任务。
数据分析和应用物联网与大数据的融合创新为各个行业带来了丰富的数据资源，同时也催生了许多创新的数据分析和应用方法。
利用大数据分析算法，可以从物联网采集到的数据中发现隐藏的关联、趋势和异常。
这些分析结果可以为企业决策、资源优化、故障预测等提供有力的支持。
例如，在智能交通领域，可以利用物联网和大数据分析来优化路线规划和交通控制，提高交通运输的效率和安全性。
物联网与大数据的应用案例智能家居智能家居是物联网与大数据融合创新的重要应用领域之一。
通过将家庭中的设备和传感器连接到物联网，可以实现远程控制和智能化管理。
同时，通过大数据分析，可以根据家庭成员的行为和喜好，自动调节温度、照明和娱乐设备，实现个性化的家居体验。
工业制造物联网和大数据在工业制造领域的融合创新有着广泛的应用。
物联网数据分析中的异构数据融合技术
物联网数据分析中的异构数据融合技术一、引言物联网数据分析是指将物联网设备产生的数据进行搜集、分析、挖掘等技术处理，以提供服务和决策支持的过程。
物联网数据来源众多，包括传统物理量（如温度、压力等）、光学量（如照度、颜色等）、声学量（如噪声、声音等）、运动量（如速度、位移等）等多种形式的数据。
因此，异构数据融合技术在物联网数据分析中扮演着重要的角色。
二、异构数据融合技术的定义及意义异构数据包括不同类型、不同源头的数据，如结构化数据、半结构化数据和非结构化数据等。
异构数据融合技术是指将这些不同类型、不同源头的数据集成到一个统一的框架下，以便实现数据分析和决策支持。
在物联网数据分析中，异构数据融合技术可以实现物联网设备产生的各种数据的统一管理和分析，从而提高数据的价值和使用效益。
三、异构数据融合技术的实现方式异构数据融合技术的实现方式主要包括以下几种：1. ETL技术ETL技术是一种数据抽取、转换和加工的技术，可以将不同类型、不同源头的数据抽取出来，进行转换和加工，最终形成一个数据仓库。
数据仓库中的数据是可以快速查询、分析和统计的。
ETL技术能够实现异构数据的融合，但是需要针对不同的数据源编写不同的程序和脚本，比较繁琐。
2. 元数据管理技术元数据是指描述数据的数据，是信息系统中的数据的重要组成部分。
元数据管理技术可以管理不同类型、不同源头的元数据，以实现异构数据的管理和融合。
具体地说，可以通过元数据管理技术将不同数据源的元数据抽象成一种通用格式，然后将这些通用格式整合在一起，实现异构数据的统一管理和融合。
3. 数据标准化技术数据标准化是指将不同数据源中的数据经过规范化处理，转化为一种统一的格式，以便于在数据分析中使用。
数据标准化技术可以将不同类型、不同来源的数据进行标准化处理，并将标准化后的数据整合在一个库中，方便管理和分析。
四、异构数据融合技术在物联网数据分析中的应用物联网数据分析需要对传感器产生的大量数据进行管理和分析，异构数据融合技术在这方面的应用非常广泛。
物联网数据融合技术
物联网数据融合技术在当今数字化的时代，物联网（Internet of Things，简称 IoT）正以前所未有的速度发展，将各种设备和物体连接到互联网，实现智能化的交互和控制。
而在物联网的庞大体系中，数据融合技术扮演着至关重要的角色。
它就像是一位智慧的工匠，将来自不同源头、形态各异的数据精心雕琢、整合，为我们呈现出一幅完整而有价值的信息画卷。
那么，什么是物联网数据融合技术呢？简单来说，它是一种将来自多个物联网设备和传感器的分散、异构数据进行综合处理和整合的技术手段。
这些数据可能具有不同的格式、精度、采集频率和语义，通过数据融合技术，可以消除数据之间的冗余和矛盾，提取出有用的信息，为决策和应用提供可靠的支持。
想象一下，一个智能工厂中，有成百上千个传感器在监测生产线上的温度、压力、湿度、机器运行状态等各种参数。
这些传感器产生的数据如果孤立地看待，可能只是一些零散的数字，难以从中洞察生产过程中的问题和优化的方向。
但通过数据融合技术，将这些数据整合起来进行分析，就能够发现潜在的规律和趋势，比如某个设备的温度异常升高可能预示着即将发生故障，从而及时采取维修措施，避免生产中断。
物联网数据融合技术主要包括数据预处理、数据融合算法和融合结果的评估与应用三个环节。
数据预处理是数据融合的第一步，就像是对原材料进行初步加工。
在这个阶段，需要对采集到的数据进行清洗、去噪、转换和归一化等操作。
清洗数据可以去除那些明显错误或缺失的数据；去噪则是消除由于环境干扰等因素导致的数据波动；转换是将数据转换为统一的格式和单位，便于后续处理；归一化则是将数据映射到一个特定的范围，以消除量纲的影响。
通过这些预处理操作，可以提高数据的质量和可用性，为后续的融合算法打下良好的基础。
数据融合算法是整个技术的核心部分，它决定了如何将预处理后的数据进行整合和融合。
常见的数据融合算法包括加权平均法、卡尔曼滤波法、贝叶斯估计法等。
加权平均法是根据不同数据源的可靠性和重要性赋予相应的权重，然后进行加权平均得到融合结果；卡尔曼滤波法则适用于对动态系统的状态估计，通过不断预测和修正来融合数据；贝叶斯估计法则基于概率理论，通过先验知识和观测数据来更新后验概率分布，从而实现数据融合。
物联网技术与大数据技术的融合应用
物联网技术与大数据技术的融合应用一、物联网技术与大数据技术的介绍随着科技的不断进步，物联网技术和大数据技术被广泛应用于各个领域。
物联网指的是通过对物品进行智能化网联化的管理，实现设备之间的互联互通。
而大数据技术则是指对大规模数据进行分析、处理、挖掘和利用，从而提供更加准确的决策支持。
将物联网技术和大数据技术进行融合应用，可以为企业带来更高的效益。
二、物联网技术与大数据技术的融合应用案例1.智能物流在物流运输方面，物联网技术可以对运输车辆进行实时监控，实现物流运输方式的优化。
而大数据分析则可以对大量的运输数据进行分析，预测交通路线、预估配送时间和货物架次，为物流企业提供实时的决策支持。
举例：中国最大的物流企业圆通速递应用了物联网技术，实现了对运输车辆、货物的实时监控和管理，并利用大数据分析配送区域、货运路线和配送时间等信息，从而实现了更加高效的物流运输。
2.智慧城市物联网技术在城市管理中也得到了广泛的应用。
例如，通过在城市各个角落安装传感器和监控摄像头，实时监测城市的交通状况、空气质量等指标。
同时，利用大数据技术对海量的城市数据进行分析，可以优化城市的资源利用和公共管理。
举例：新加坡智慧城市项目“智慧国度”应用了物联网技术，实现了对城市空气质量、交通服务、市政设施情况等多项指标的实时监测和分析，并利用大数据模型对经济、环境和社会的各类指标进行分析，以保证城市的可持续发展。
3.智能制造物联网技术在智能制造领域中的应用相对成熟，主要包括制造流程中的实时监测和智能调整以及生产盈亏的分析预测等。
将物联网技术与大数据技术融合应用于智能制造中，不仅可以实现制造流程优化，还可以为企业提供更加准确的决策支持。
举例：德国知名的机床制造商DMG MORI公司应用物联网与大数据技术分析生产数据、销售数据及广告数据等，将其转化成战略性的营销和技术信息，从而提升了公司的生产效率和盈利能力。
三、物联网技术与大数据技术融合应用的发展趋势1.可穿戴设备和大数据随着可穿戴设备的快速普及，大数据分析将成为可穿戴设备最大的应用场景之一。
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数据融合的实质是针对多维数据进行关联或综合分析，进 而选取适当的融合模式和处理算法，用以提高数据的质量， 为知识提取奠定基础。
2020年4月29日
物联网技术
第6章物联网数据融合及管理
3.数据融合的体系结构
传感器
间接 信息
信息 收集
初 级 滤 波
采集管理
一级处理
数据配准 数据关联 目标跟踪 身份识别
四级处பைடு நூலகம் 优化控制
二级处理 态势评估
三级处理 威胁评估
图6-1 数据融合的一般模型
态势数据库
数据 管理 系统
支持 数据库
2020年4月29日
通过对多感知节点信息的协调优化，数据融合技术可以有效 地减少整个网络中不必要的通信开销，提高数据的准确度和收 集效率。因此，传送已融合的数据要比未经处理的数据节省能 量，延长网络的生存周期。但对物联网而言，数据融合技术将 面临更多挑战，例如，感知节点能源有限、多数据流的同步、 数据的时间敏感特性、网络带宽的限制、无线通信的不可靠性 和网络的动态特性等。因此，物联网中的数据融合需要有其独 特的层次性结构体系。
物联网技术
第6章物联网数据融合及管理
6.1.2 物联网中的数据融合
1.物联网数据融合的意义和作用 物联网(IoT) 是利用射频识别(RFID)装置、各种传感器、全球 定位系统（GPS）、激光扫描器等各种不同装置、嵌入式软硬件 系统，以及现代网络及无线通信、分布式数据处理等诸多技术， 能够协作地实时监测、感知、采集网络分布区域内的各种环境或 监测对象的信息，实现包括物与物、人与物之间的互相连接，并 且与互联网结合起来而形成的一个巨大信息网络系统。
2）数据融合时机。 3）数据融合算法。 （2）物联网数据融合技术要求 物联网与以往的多传感器数据融合有所不同，具有它自己独特 的融合技术要求。 1)稳定性。 2)数据关联。 3)能量约束。 4)协议的可扩展性。
2020年4月29日
物联网技术
第6章物联网数据融合及管理
6.2 数据融合的基本原理及层次结构
2020年4月29日
物联网技术
第6章物联网数据融合及管理
源节点1 1
源节点2
源节点2
2
源节点1
2
2
1
2
1
2
汇聚节点
1+2 汇聚节点
图6-2 数据融合示意图
2020年4月29日
物联网技术
第6章物联网数据融合及管理
2.物联网数据融合所要解决的关键问题和要求
（1）物联网数据融合需要研究解决的关键问题
1）数据融合节点的选择。融合节点的选择与网络层 路由协议有密切关系，需要依靠路由协议建立的路由回 路数据；并且使用路由结构中的某些节点作为数据融合 的节点。
2020年4月29日
物联网技术
第6章物联网数据融合及管理
1.数据融合的定义
数据融合定义简洁的表述为：数据融合是利用计算机技术对 时序获得的若干感知数据，在一定准则下加以分析、综合， 以完成所需决策和评估任务而进行的数据处理过程。
2020年4月29日
物联网技术
第6章物联网数据融合及管理
数据融合这一技术有3 层含义: ①数据的全空间，即数据 包括确定的和模糊的、全空间的和子空间的、同步的和异 步的、数字的和非数字的，它是复杂的多维多源的，覆盖 全频段；②数据的融合不同于组合，组合指的是外部特性，
物联网技术
第6章物联网数据融合及管理
《物联网技术》课件
第6章 物联网 数据融合及管理
电子工业出版社 刘化君 刘传清编著《物联网技术》教材配套课件6
2020年4月29日
物联网技术
第6章物联网数据融合及管理
第6章 物联网数据融合及管理
6.1 何谓数据融合 6.1.1 数据融合的概念 6.1.2 物联网中的数据融合与处理 6.2 数据融合的基本原理及层次结构 6.2.1 数据融合的基本原理 6.2.2 物联网中数据融合的层次结构 6.2.3 基于信息抽象层次的数据融合 模型
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物联网技术
第6章物联网数据融合及管理
2.数据融合研究的主要内容
数据融合是针对一个网络感知系统中使用多个和(或)多类 感知节点（如多传感器）展开的一种数据处理方法，研究的 内容包含以下几个主要问题。
1）数据对准。 2）数据相关。 3）数据识别，即估计目标的类别和类型。
3)感知数据的不确定性。 4）不完整、不一致和虚假数据. 5) 数据库。 6)性能评估。
2020年4月29日
物联网技术
第6章物联网数据融合及管理
6.1.1 数据融合的概念
数据融合概念是针对多传感器系统而提出的。在多传感器系统中，由 于信息表现形式的多样性，数据量的巨大性，数据关系的复杂性，以及要 求数据处理的实时性、准确性和可靠性，都已大大超出了人脑的信息综合 处理能力，在这种情况下，多传感器数据融合技术应运而生。多传感器数 据融合(Multi-Sensor Data Fusion ，MSDF)，简称数据融合；也被称为 多传感器信息融合(Multi-Sensor Information Fusion ，MSIF)。 它由 美国国防部在20 世纪70 年代最先提出，之后英、法、日、俄等国也做了 大量的研究。近40年来数据融合技术得到了巨大的发展，同时伴随着电子 技术、信号检测与处理技术、计算机技术、网络通信技术以及控制技术的 飞速发展，数据融合已被应用在多个领域，在现代科学技术中的地位也日 渐突出。
6.3 数据融合技术与算法 6.3.1 传感网数据传输及融合技术 6.3.2 多传感器数据融合算法 6.3.3 传感网数据融合路由算法 6.4 物联网数据管理技术 6.4.1 传感网数据管理系统 6.4.2 数据模型及存储查询 6.4.3 数据融合及管理技术研究与 发展
2020年4月29日
物联网技术
第6章物联网数据融合及管理
6.1 何谓数据融合
数据融合一词最早出现在20 世纪70 年代，并于20 世 纪80 年代发展成一项专门技术。它是人类模仿自身信息 处理能力的结果，类似人类和其它动物对复杂问题的综 合处理。数据融合技术最早用于军事，1973 年美国研究 机构就在国防部的资助下，开展了声纳信号解释系统的 研究。目前，工业控制、机器人、空中交通管制、海洋 监视和管理等领域也向着多传感器数据融合方向发展。 物联网概念的提出，数据融合技术将成为其数据处理等 相关技术开发所要关心的重要问题之一。