基于深度残差注意力网络的多场景跨域手势识别技术研究
这是一篇关于Wi-Fi,手势识别,跨域识别,注意力机制,CSI信息的论文, 主要内容为近年来,随着无线感知技术的飞速发展和智能设备的迅速出现,人们的生活变得越来越方便。优秀的人机交互能力是人工智能中十分重要的需求,特别是在人们进入到人工智能技术飞速发展的信息时代,其对人机交互的要求也越来越高。在红外探测技术,Wi-Fi技术和Zig Bee等无线信号中,基于Wi-Fi信号的无线感知技术因其设备部署的广泛性,保护用户隐私的安全性,无须光线的普适性和部署价格的低廉性等众多优点,在基于无线信号的感知识别中具有十分重要的研究意义,因此在人机交互中也具有重大潜力。在此背景之下,越来越多的研究人员开始致力于基于Wi-Fi信号的无线感知技术的研究。研究人员可以通过提取Wi-Fi信道中的状态信息(Channel State Information,CSI)来用于室内定位,入侵检测,人员计数,手势识别,呼吸检测,老年医护和行为感知等众多领域。但由于CSI数据与环境信息高度相关,传统的机器学习方法建模模型粗鄙,无法对人体手势活动实现精细化建模,导致训练后的模型不尽如人意,同时目前基于Wi-Fi的手势识别方法多数都是基于特定场景的训练,这意味着当出现新的场景时,手势识别精度会急剧降低,研究如何从一个已知场景到另一个未知场景下实现高精度的手势识别,即跨域手势识别,也常称作多场景下的手势识别,对于人机交互智能化下的多场景下具有理论意义和实用价值。本文深入研究了Wi-Fi手势识别技术,进一步提高了跨域手势识别的准确率,并进行了大量的相关实验,提出两种跨域手势识别方法,基于手工提取域无关特征的方法和基于自适应聚焦提取域无关特征的方法。主要工作内容如下:1.基于手工提取特征的方法。针对Wi-Fi信号的特点进行预处理,从中提取域无关特征人体坐标速度谱(BVP),针对域无关特征BVP,设计了一种基于注意力机制的残差3D网络3D RAN网络来提取BVP的时空特征,实现跨域手势识别,进一步提升手势识别准确率。在公开数据集上评估了模型,实验结果表明在3个场景6种不同的手势的情况下,基于BVP的平均跨域识别精度达到了87.4%。2.基于自适应聚焦提取域无关特征的方法。针对手工提取特征的烦琐,提出一种自适应聚焦提取域无关特征的深度残差网络DRAN,它能实现最好的跨域识别性能,提出一种有效的CSI可视化方法,将空间的多个设备的CSI流融合成时间序列图像,提供一个更加细粒度的手势描述,同时模拟人体注意力机制,将多个维度的注意力机制有效连接,配合基本残差网络Res Net,动态聚焦于时空维度上的手势信息线索,在公开数据集上评估了模型,实验结果表明在3个场景6种不同的手势的情况下,基于深度残差网络的跨场景手势识别精度达到了92.6%。并且与近年来的跨场景手势识别方法相比,本文的方法识别率更高。
基于微服务架构的智能安防系统的设计与实现
这是一篇关于智能安防,微服务,Spring Cloud,雷达,Wi-Fi的论文, 主要内容为随着经济社会的不断发展和精神文明建设的不断深入,人民越来越重视自身生产、生活环境的安全性,对安防系统也提出了越来越多的需求。然而传统的安防系统极为依赖人力,其实时性和可靠性较为低下,已渐渐被智能安防系统所取代。智能安防系统具有身份认证、24小时监控、实时报警等功能,能够较好地满足人们的安防需求。传统安防系统往往依靠视频监控方式,但这种方式具有诸多限制。而基于无线射频场的感知方式,由于其无需光照条件,测距精度高等优势,成为这些场合下的理想选择。在系统架构层面,由于智能安防系统需要与硬件设备频繁通信,若系统采用传统的单体架构,系统的调用层次容易模糊,服务之间的业务逻辑容易耦合。当硬件设备或数据服务出现故障时,易导致整体系统的故障甚至崩溃,可用性低;而采用微服务架构可明确划分系统各部分服务的职能,部分微服务的故障不会影响系统其它功能的运作。微服务的高可扩展性也为未来系统功能的开发升级提供了便利,适应安防领域高可用性和快速迭代产品等需求。针对视频感知方式的缺陷和单体架构模式的弊端,本文依托某研究所项目,使用雷达和Wi-Fi联合感知的监控方式,设计了基于微服务架构的智能安防系统。用户可以利用Wi-Fi设备对目标步态的细粒度感知,实现对进入区域人员的身份认证。使用雷达设备则可实现对人员目标的精准定位和轨迹追踪。用户可实时监控区域,查看人员移动轨迹。在陌生目标入侵区域时,系统会发出警报信息并以邮件等方式通知用户。在系统开发的过程中,灵活使用微服务组件,保证了系统服务的高可用性和可靠性,最终完成了智能安防系统的研究开发工作,本论文的研究工作主要分为几个方面:1)研究智能安防领域现存的问题和需求,调研微服务相关技术,对智能安防系统进行完整的业务分析,确定和设计了系统的总体架构,划分了各个微服务的职责,并对其功能模块进行细致划分;2)在需求分析和概要设计的基础上,基于Spring Cloud微服务框架,搭建了一个完整可用的微服务工程;一方面实现了微服务组件的基础功能,包括服务发现、服务网关、服务间通信和服务容错处理;另一方面,设计数据库,给出微服务业务详细的实现过程,包括功能模块的关键流程,定义了相关服务端接口的设计,实现了轨迹显示、身份认证、数据展示、用户管理、入侵警报等业务功能;3)将基于雷达和Wi-Fi的感知手段相结合,弥补了彼此的不足。在雷达数据微服务中,将粒子滤波算法应用于数据处理,提出了基于匈牙利算法的目标关联方法,提出了基于Dijkstra算法的轨迹修正方法;在Wi-Fi数据微服务中,提出了一种基于CSI的步态识别模型。本论文提出的方法和取得的成果对于智能安防系统的微服务实现具有一定的参考价值。
基于嵌入式Linux的温室远程监控系统的研究
这是一篇关于温室农业,B/S架构,Wi-Fi,socket,嵌入式Linux的论文, 主要内容为温室农业的发展使人们可以在冬春季节也能够种植在自然条件下无法栽培的植物,使人们能够食用新鲜的蔬菜。我国的温室农业在近些年来得到了飞速的发展,正在逐渐成为我国现代化农业生产的一部分。而在农业生产机械化的趋势之下,温室农业的自动化无疑也会释放大量的劳动力。本文在研究了国内外温室温湿度远程监控发展现状的基础上,考虑到温室内环境复杂,且多处在离居住区较远的地方,提出了基于无线网络的远程监控系统。该系统将短距离无线通信与G P R S网络通信进行了结合,利用已经广泛应用的W i-F i通信技术和网络通信技术,免去了布线的繁琐,实现了远距离数据交互。通过各检测节点对温湿度进行检测并传输到数据处理中心,再发送至用户监控终端,用户可以随时通过电脑或手机了解温室里面的信息,并据此进行远程控制,以调节相关因素,使其达到最佳生长状态。在各采集与控制节点采用了具有更高传输速率以及穿透能力的W i-F i模块进行数据传输,以确保数据传输的安全性,防止数据丢失;数据处理中心则使用了连接有G P R S模块和W i-F i模块的A R M 1 1,对各节点发送来的数据进行统一处理,并通过网络通信技术发送给用户监控终端,且在接收到用户发送的控制指令后能够根据控制指令进行智能调控。最后在实验室的环境下进行了系统的整体功能测试,测试结果表明,各节点的数据能够准确快速的传输到数据处理中心,并且用户可以通过电脑或手机浏览器在远端进行实时查询与控制。测试结果表明,该系统运行快速可靠,工作过程中未发现数据丢包现象,可以满足远程监控的要求。
基于车联网的手机客户端设计与开发
这是一篇关于车联网,客户端,Android,T-BOX,Wi-Fi的论文, 主要内容为随着我国汽车工业快速发展,汽车保有量不断攀升,给人们出行带来方便同时也伴随着城市环境和交通问题的产生,目前城市交通拥堵问题已严重影响了人们的生活和经济发展,城市交通拥堵已成为城市发展迫切需要解决问题。近年车联网技术的兴起为智能交通系统提供了一个新的方向,车联网是融合互联网技术、无线通信、定位导航、大数据、云计算、人工智能以及环境感知等技术以实现安全可靠、快速、智能和人性化的智能交通系统。本课题依托2017年辽宁省教育厅科技计划项目“面向新能源汽车的车联网系统的研究和开发”展开车联网手机客户端的研究。本文的研究工作如下:(一)本文的任务是基于车联网客户端的设计与开发,首先通过对大量相关技术文献资料进行详细分析研究,对车联网技术的发展现状及其基本系统架构有了深入的了解和掌握。(二)基于前期所掌握的知识,重点对车联网系统中智能手机客户端部分的技术需求展开详细地分析,并提出了手机客户端的设计方案,对整个客户端采用模块化设计,通过对客户端技术需求的归类,系统可划分为登录、车辆管理、数据管理、地图导航四个基本模块。(三)完成系统模块化设计方案后,为实现手机客户端与车辆和云平台之间信息交互,确定了本系统各组成部分之间的通信方式以及系统进行数据交互时所需的通信协议。其中,客户端与车载T-BOX之间通信采用直连WiFi、蓝牙方式;客户端与云平台之间通信采用4G移动通信方式。(四)根据车联网客户端技术需求,对客户端软件展开详细设计说明。首先分析了手机客户端的工作流程,同时简单介绍了手机客户端软件设计开发所涉及的安卓、百度地图API等相关技术,整个客户端设计具体分为五个界面,分别为“登录界面”、“主界面”、“车辆管理界面”、“地图界面”、“数据管理界面”。该客户端方便用户通过智能手机从车辆或云平台随时随地获取车辆的工作状态参数(包括历史数据查询),同时可以接入百度地图API为用户提供车辆实时定位信息及导航功能。(五)最后,对手机客户端进行了蓝牙通信、WiFi通信及4G通信功能测试,实验测试表明手机客户端可建立与车载T-BOX间蓝牙和WIFIF直接通信以及与云端间的4G通信,并完成数据交互。此外,还完成了对不同品牌的智能手机的程序安装/卸载、手机兼容性及交叉性测试,实验证明所开发客户端软件具有一定的兼容性和交叉性。
WLAN在MOTOROLA SHIPPING DOCK中的应用
这是一篇关于WLAN,Wi-Fi,Iwork Shell,移动数据终端的论文, 主要内容为无线局域网WLAN(Wireless Local Area Net)是一种在几十至几百米范围内支持较高的数据传输速率(如2M b/s以上)的无线网络,具有组网灵活,使用方便的优点。 本文深入研究了WLAN技术在物流领域内的应用。针对Motorola公司手机厂当前发货区(Shipping Dock)中有线局域网出现的系统容量有限,进口(Inbound)和出口(Outbound)操作效率低,以及网络扩容时布线困难,系统安全性差等问题,从实际应用出发,详尽分析了采用WLAN方案取代现有的有线网络的可行性和有效性。分析表明,应用WLAN技术构建的Shipping Dock无线网络,能够使系统扩容迅速,性能稳定且运行安全。 本文提出了一种新的无线局域网的应用解决方案,即从改变现有的数据库网络模式入手,将普遍使用的Customer-Server模式提升为更为实用的Browser-server模式。在系统应用程序接口的开发中,使用了JSP和Java工具,开发出了应用于移动数据终端的FCS系统前台界面和后台程序,保证了与其它有线网络的互联互通。同时,从移动数据终端的使用安全性角度出发,在移动数据终端上移植了Iwork Shell安全屏障,从而解决了移动数据终端的使用安全性问题。 在WLAN的设备选择方面,本文选择了有Wi-Fi认证的无线接入点和移动数据终端,并对所选的无线接入点和移动数据终端进行了模拟对比测试和性能验证。在ShippingDock现场勘查的基础上,提出了两种拓扑结构,并加以测试和验证。最后,本文利用Pings风暴仿真分析对WLAN进行了系统稳定性的测试,结果表明,WLAN解决方案能够兼顾数据传输速率和系统稳定的要求。
基于物联网的电阻点焊控制系统设计
这是一篇关于电阻点焊,物联网,MQTT,云平台,Wi-Fi的论文, 主要内容为电阻点焊是工业生产中最常用的焊接方法之一,在汽车、航空航天、工程机械等领域发挥着重要作用。电阻点焊过程具有高度非线性且存在多变量耦合作用,因此在线监测和控制点焊过程对提高焊接质量和效率具有重要意义,由于目前实际生产中的电阻点焊控制系统相对较为孤立,缺乏有效的信息交换和信息管理能力,只能通过人工方式对焊机进行巡检,浪费大量人力物力,因此本文以新兴的物联网技术和电阻点焊控制技术为基础,结合嵌入式技术、传感器技术和网络通信技术,设计了一种基于物联网的电阻点焊控制系统,系统除具备点焊过程的基本控制功能外,还可通过云端控制界面对点焊设备进行远程管理。根据物联网架构体系和具体功能需求分析,完成了对系统总体方案的设计,将系统划分成了主控模块、信息交互模块和远程控制端三个部分,采用两个STM32单片机分别作为主控模块和信息交互模块的控制核心,并基于STM32单片机完成了对系统核心控制电路和外围功能模块电路的设计。基于Keil MDK软件开发环境对主控模块的软件部分进行了设计,包括焊接主程序、焊接子程序和通信子程序,实现了对点焊过程的信息检测、逆变恒流控制、伺服加压控制和焊接循环控制,通过SPI总线接口和构建的通信协议实现了主控模块与信息交互模块间的信息传输。基于移植的Free RTOS实时操作系统完成了对信息交互模块的软件设计,通过“Wi-Fi–路由器–互联网”网络传输路径与阿里云物联网平台建立网络连接,根据MQTT通信协议格式对上行数据和下行指令/参数进行处理,并在云平台上完成对物模型、数据库和数据流转规则的创建,实现了底层控制器与云平台间的双向数据传输。基于云平台的Io T Studio(物联网应用开发)功能设计了电阻点焊Web控制界面,界面具有焊接状态与数据实时监测、焊接管理与参数设置、历史数据查询和生产统计等功能。通过搭建的实验平台对系统样机进行功能测试,测试结果表明:系统能通过云端控制界面实时监测焊接过程信息与状态,并且能根据界面设定的内容对焊接过程和现场操作进行准确、稳定地控制与管理,满足设计要求。本系统的研制为点焊设备的远程控制与管理提供了新思路,提高了点焊设备的智能化程度和生产管理效率,为物联网下的智能焊接提供了软硬件模型。
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