基于物联网的生命体征数据采集系统软件平台研究

这是一篇关于医疗物联网,生命体征数据采集系统,BLE,SSM,时序数据库的论文, 主要内容为随着互联网信息化技术的迅速发展并向各行各业加速渗透,医疗与物联网相互结合,医疗自动化开始逐渐成为一种趋势。传统医院信息系统经过多年的发展,在国内的三甲医院中保持着很高的使用率,其主要功能是通过计算机软硬件以及网络通讯技术对医院的医疗活动数据进行采集、传输、存储和管理等,在很大程度上简化了医院的行政工作以及日常事务处理,提高了医院整体的工作效率。然而生命体征数据的自动化采集过程在医院信息系统中依旧属于薄弱环节,为了提高医护工作中生命体征数据采集的数据准确性,简化流程并提高效率,本文基于医疗物联网技术,研究了一套生命体征数据采集系统的IT解决方案,实现了医院无纸化查房以及床旁检验项目的信息采集,病人的生命体征数据采集由传统的手抄再转录系统,演进到手持无线移动设备自动录入的方式。本文针对基于物联网的生命体征数据采集系统的关键技术,在蓝牙数据采集仪器的基础上,研究了生命体征数据的采集、通讯、存储、管理、展示以及对接等过程的设计和实现,涉及的主要内容如下:基于医院现有的信息系统环境,对生命体征数据采集系统进行需求分析,设计了生命体征数据采集系统软件平台的总体架构与功能模块。首先介绍基于BLE低功耗蓝牙通讯技术和HTTP协议的生命体征数据采集过程的通讯原理,然后对数据库表进行逻辑分析设计,采用关系型数据库与时序数据库的并用模式,实现大数量级生命体征数据的存储管理工作。设计开发基于SSM框架的服务器架构和护士站管理系统,并介绍服务器与医院HIS系统的对接原理。最后对系统进行测试和性能分析,表明系统能够稳定正常运行,实现生命体征数据的自动化采集流程,并且在大数量级时序数据的存储方案上InfluxDB时序数据库要优于MySQL关系型数据库。本论文的创新点如下:1、生命体征数据采集系统软件平台采用数据模型、控制、视图分离的模式,每个部分相互独立,同时又相互联系、协调统一,在开发工作的效率方面有很大的提升,并且在后期维护方面也有很大的便利性。2、数据库采用关系型数据库与时序数据库并用的方式,关系型数据库存储系统的业务逻辑数据,时序数据库存储病人大数量级的生命体征数据。同时生命体征数据的大数据存储在大数据时代背景下很有医学研究意义,能够为人类的生物医学研究事业做出极大的贡献。

高压远程测量云技术应用研究及系统研制

这是一篇关于高压远程测量,IaaS,阿里云,Android,BLE,信息化管理系统的论文, 主要内容为在电气安全规范测量等领域中,高电压的在线检测有着广泛的需求和应用。传统的高电压测量需要检测人员在现场操作相应设备,在高压条件下,设备及人身的安全保护困难、操作不便。针对该现状,研究高压远程测量系统,将检测人员与高压现场分离,解决高电压测量的安全保护和实时采集难题,将具有十分重要的意义。本学位论文紧密结合南京某仪器有限公司委托研发项目“高压远程测量云技术应用研究及系统研制”展开工作,采用一种基于云计算的新颖高压远程测量系统方案。综合利用阿里云基础设施服务(IaaS)、智能手机App、Web技术实现数据采集和云存储,测试人员远程通过Android客户端或者Web网页进行系统测试、校准和数据分析,实现仪器的远程测量和分析功能。本学位论文重点对ECS云服务器、云存储等云技术在高压远程测量系统中进行应用研究,并完成整个高压远程测量系统的系统研制。主要内容包括:(1)设计基于BLE(蓝牙4.0)、以太网的高压远程测量的数据通信电路,制定SCPI、网络通信协议,实现现场数据的远程传输;(2)完成基于阿里云的云平台服务器系统设计,实现现场仪器和手机APP的RESTfUl API服务接口和信息管理系统的Web后台服务;(3)完成基于Android的远程测量移动客户端设计,实现用户通过BLE与现场仪器通信,能够直接在智能手机上进行仪器的无线测量与管理操作;(4)完成基于B/S架构的高压远程测量信息化管理系统,实现通过Web浏览器查看实时数据、历史数据、数据统计分析和后台管理功能。本学位论文各章节内容如下:第一章为绪论,主要介绍本课题的项目背景、国内外现状、课题来源和论文的主要工作;第二章通过分析项目需求,完成高压远程测量系统的总体架构设计和关键技术研究;第三章为远程通信接口设计,主要包括基于蓝牙BLE和以太网通信接口的硬件设计和软件设计;制定一套基于标准SCPI的通信协议和网络通信协议;第四章为云平台服务器系统设计,实现高压测量仪器和手机APP的RESTful API服务接口和信息管理系统的Web后台服务,具体包括Nginx接入服务器、负载均衡、静态服务器、应用服务器和数据库系统;第五章为移动客户端设计,完成基于Android客户端的BLE通信、网络通信和App应用软件功能设计;第六章讨论远程信息化管理系统的浏览器客户端设计,讨论通过Web浏览器访问云平台,实现高压测量仪器实时测量、系统校准、历史数据查看和测量结果的统计分析;第七章是系统测试和运行,介绍了高压远程测量系统的整体测试和运行情况,并对测试中遇到的问题和解决措施进行了详细讨论。本学位论文工作研发的高压远程测量系统已通过委托单位全面功能和性能测试,运行状况稳定。全面达到技术合同规定的功能和性能指标,目前已交付委托单位试用。

高压远程测量云技术应用研究及系统研制

这是一篇关于高压远程测量,IaaS,阿里云,Android,BLE,信息化管理系统的论文, 主要内容为在电气安全规范测量等领域中,高电压的在线检测有着广泛的需求和应用。传统的高电压测量需要检测人员在现场操作相应设备,在高压条件下,设备及人身的安全保护困难、操作不便。针对该现状,研究高压远程测量系统,将检测人员与高压现场分离,解决高电压测量的安全保护和实时采集难题,将具有十分重要的意义。本学位论文紧密结合南京某仪器有限公司委托研发项目“高压远程测量云技术应用研究及系统研制”展开工作,采用一种基于云计算的新颖高压远程测量系统方案。综合利用阿里云基础设施服务(IaaS)、智能手机App、Web技术实现数据采集和云存储,测试人员远程通过Android客户端或者Web网页进行系统测试、校准和数据分析,实现仪器的远程测量和分析功能。本学位论文重点对ECS云服务器、云存储等云技术在高压远程测量系统中进行应用研究,并完成整个高压远程测量系统的系统研制。主要内容包括:(1)设计基于BLE(蓝牙4.0)、以太网的高压远程测量的数据通信电路,制定SCPI、网络通信协议,实现现场数据的远程传输;(2)完成基于阿里云的云平台服务器系统设计,实现现场仪器和手机APP的RESTfUl API服务接口和信息管理系统的Web后台服务;(3)完成基于Android的远程测量移动客户端设计,实现用户通过BLE与现场仪器通信,能够直接在智能手机上进行仪器的无线测量与管理操作;(4)完成基于B/S架构的高压远程测量信息化管理系统,实现通过Web浏览器查看实时数据、历史数据、数据统计分析和后台管理功能。本学位论文各章节内容如下:第一章为绪论,主要介绍本课题的项目背景、国内外现状、课题来源和论文的主要工作;第二章通过分析项目需求,完成高压远程测量系统的总体架构设计和关键技术研究;第三章为远程通信接口设计,主要包括基于蓝牙BLE和以太网通信接口的硬件设计和软件设计;制定一套基于标准SCPI的通信协议和网络通信协议;第四章为云平台服务器系统设计,实现高压测量仪器和手机APP的RESTful API服务接口和信息管理系统的Web后台服务,具体包括Nginx接入服务器、负载均衡、静态服务器、应用服务器和数据库系统;第五章为移动客户端设计,完成基于Android客户端的BLE通信、网络通信和App应用软件功能设计;第六章讨论远程信息化管理系统的浏览器客户端设计,讨论通过Web浏览器访问云平台,实现高压测量仪器实时测量、系统校准、历史数据查看和测量结果的统计分析;第七章是系统测试和运行,介绍了高压远程测量系统的整体测试和运行情况,并对测试中遇到的问题和解决措施进行了详细讨论。本学位论文工作研发的高压远程测量系统已通过委托单位全面功能和性能测试,运行状况稳定。全面达到技术合同规定的功能和性能指标,目前已交付委托单位试用。

高压远程测量云技术应用研究及系统研制

这是一篇关于高压远程测量,IaaS,阿里云,Android,BLE,信息化管理系统的论文, 主要内容为在电气安全规范测量等领域中,高电压的在线检测有着广泛的需求和应用。传统的高电压测量需要检测人员在现场操作相应设备,在高压条件下,设备及人身的安全保护困难、操作不便。针对该现状,研究高压远程测量系统,将检测人员与高压现场分离,解决高电压测量的安全保护和实时采集难题,将具有十分重要的意义。本学位论文紧密结合南京某仪器有限公司委托研发项目“高压远程测量云技术应用研究及系统研制”展开工作,采用一种基于云计算的新颖高压远程测量系统方案。综合利用阿里云基础设施服务(IaaS)、智能手机App、Web技术实现数据采集和云存储,测试人员远程通过Android客户端或者Web网页进行系统测试、校准和数据分析,实现仪器的远程测量和分析功能。本学位论文重点对ECS云服务器、云存储等云技术在高压远程测量系统中进行应用研究,并完成整个高压远程测量系统的系统研制。主要内容包括:(1)设计基于BLE(蓝牙4.0)、以太网的高压远程测量的数据通信电路,制定SCPI、网络通信协议,实现现场数据的远程传输;(2)完成基于阿里云的云平台服务器系统设计,实现现场仪器和手机APP的RESTfUl API服务接口和信息管理系统的Web后台服务;(3)完成基于Android的远程测量移动客户端设计,实现用户通过BLE与现场仪器通信,能够直接在智能手机上进行仪器的无线测量与管理操作;(4)完成基于B/S架构的高压远程测量信息化管理系统,实现通过Web浏览器查看实时数据、历史数据、数据统计分析和后台管理功能。本学位论文各章节内容如下:第一章为绪论,主要介绍本课题的项目背景、国内外现状、课题来源和论文的主要工作;第二章通过分析项目需求,完成高压远程测量系统的总体架构设计和关键技术研究;第三章为远程通信接口设计,主要包括基于蓝牙BLE和以太网通信接口的硬件设计和软件设计;制定一套基于标准SCPI的通信协议和网络通信协议;第四章为云平台服务器系统设计,实现高压测量仪器和手机APP的RESTful API服务接口和信息管理系统的Web后台服务,具体包括Nginx接入服务器、负载均衡、静态服务器、应用服务器和数据库系统;第五章为移动客户端设计,完成基于Android客户端的BLE通信、网络通信和App应用软件功能设计;第六章讨论远程信息化管理系统的浏览器客户端设计,讨论通过Web浏览器访问云平台,实现高压测量仪器实时测量、系统校准、历史数据查看和测量结果的统计分析;第七章是系统测试和运行,介绍了高压远程测量系统的整体测试和运行情况,并对测试中遇到的问题和解决措施进行了详细讨论。本学位论文工作研发的高压远程测量系统已通过委托单位全面功能和性能测试,运行状况稳定。全面达到技术合同规定的功能和性能指标,目前已交付委托单位试用。

BLE Beacon室内定位系统的防攻击设计与实现

这是一篇关于BLE,BLE Beacon,室内定位,安全,欺骗攻击,信标劫持攻击,物理攻击的论文, 主要内容为随着低功耗物联网技术的迅速发展,高精度室内位置服务的应用越来越广泛。室内位置服务的主要技术手段则是基于低功耗蓝牙BLE Beacon的室内定位技术。然而由于BLE Beacon采用不间断广播自身标识符的方式帮助其他设备获取有关信息,通信过程无加密,因此很容易被攻击者获取其beacon包内容并遭受到各种类型的攻击,从而导致室内定位结果误差较大等一系列后果。为此,学术界及工业界提出了一些安全性防护措施,如GPS身份验证、射频指纹验证、令牌验证等。但是这些措施或需要额外的硬件设备,或只能防护单一的攻击类型。因此,需要设计一种低成本、易于部署且防护更全面的安全性方案,从而完成BLE Beacon室内定位系统的防攻击设计与实现。本文首先设计了基于隐马尔可夫模型的异常发现算法,该算法利用隐马尔可夫模型可以检测异常序列的特性,且定位锚节点遭受到攻击后会导致其邻居节点观测序列发生变化的特点,能准确检测室内定位系统中是否存在异常。与其他异常发现算法相比,本算法减少了运算资源的消耗,并能够提高其异常发现率。然后,本文还设计了基于一致性检验的异常锚节点算法,该算法的将所有锚节点也都看成待定位节点,根据定位结果与已知的实际部署位置是否一致从而检测对应锚节点是否出现异常。基于以上检测异常和定位异常的两种核心算法,在现有实验室定位系统基础上,本文设计了包含锚节点,待定位节点,网关和云端服务器平台在内的安全防护软硬件,并进行了实际部署测试。最后,本文模拟了欺骗攻击、信标劫持攻击及物理攻击这三种常见的攻击方式。在实测环境下,本方案能够完成检测异常、定位异常的功能性要求;在仿真环境下,在一分钟之内,本方案的性能指标异常发现率可以达到0.95,异常锚节点发现率可以达到0.97。证明本文提出的BLE Beacon室内定位系统的防攻击设计确实能够及时发现遭受攻击的锚节点并维护自身安全。

基于Android和Web的公寓智能门锁管理系统的设计与实现

这是一篇关于智能门锁管理系统,Android,BLE,Web,React的论文, 主要内容为随着智能门锁技术的成熟与公寓行业的快速发展,公寓管理者们纷纷采购智能门锁替换传统的电子门锁,为租客提供方便快捷的生活的同时也可实现对门锁和钥匙的集中化与智能化管理。公寓管理者们对门锁管理系统也提出了更高要求,希望拥有一套融合门锁、房间、钥匙和人员等信息管理的智能门锁管理系统。传统的门锁管理系统功能单一、通用性差,无法实现对门锁、房间和人员控制管理便捷化的目标。基于此,本文以实际项目为依托,以智能门锁为管理对象,以蓝牙通信和One NET物联网平台为支撑,针对公寓管理场景设计并实现了基于Android和Web的公寓智能门锁管理系统,既实现了对终端门锁的控制和管理,也很好地融入了公寓房间和人员管理的业务需求。本文首先从公寓智能门锁管理的实际需求出发,通过对商家和租户需求的调研,使用用例图和用例说明表详细分析了系统需求,提出一套由Android客户端、Web前端管理平台及服务端三部分组成的公寓智能门锁管理系统的总体设计方案。其中,Android客户端与智能门锁终端使用低功耗蓝牙进行通信,实现蓝牙一键开锁、OTA升级、门锁钥匙管理及门锁日志获取等功能。Web前端管理平台通过服务端和One NET平台与智能门锁终端进行远距离通信,实现门锁数据获取及身份证权限的下发等功能。客户端和管理平台通过HTTPS协议与服务端进行通信,共同实现对公寓门锁、钥匙、房间及人员的管理。在设计和实现过程中根据功能将公寓智能门锁管理系统划分为六个模块,使用类图、流程图、时序图等方式对各个模块的功能和流程进行设计和介绍。系统设计采用分层思想,结构清晰,使得层与层之间相互解耦,有较好的可扩展性。Android客户端开发使用Retrofit、Fast BLE等第三方框架来提升开发效率。Web端管理平台作为采用前后端分离的单页面应用,使用React核心框架进行组件化开发,搭配使用Dva JS、Ant Design和Umi JS等轻量型框架,使应用路由管理、组件状态管理和组件开发更便捷高效。服务端使用Spring Boot和Spring Cloud框架开发,负责接收并处理来自客户端和管理平台的请求并将数据以JSON格式返回。考虑到系统性能和用户体验,系统使用My SQL和Redis数据库分别实现数据存储与数据缓存,提高请求响应效率。对公寓智能门锁管理系统的功能和性能的测试结果表明系统各个模块功能正常,性能也符合预期,不仅可以实时获取门锁、房间、人员数据,还能正常与门锁进行通信控制门锁的运行,实现了开锁多样化、痕迹化和管理数据化的目标。系统实际上线运行后取得了良好的应用效果,具有良好的市场前景。

基于BLE到达角的室内定位系统设计与实现

这是一篇关于室内定位,BLE,到达角,定位系统的论文, 主要内容为随着物联网技术以及众多智能产品的发展,高精度的室内位置服务需求日益增长,室内定位技术已经成为国内外的研究热点。蓝牙5.1核心规范引入了高精度寻向的新功能,蓝牙系统的定位精度可提升至亚米级。低功耗蓝牙(Bluetooth Low Energy,BLE)寻向技术具有能耗低、精度高、便于携带等优点,被广泛应用于室内高精度定位。本文基于BLE到达角开展对室内定位系统的研究,主要研究内容如下:首先,基于BLE室内定位相关知识,建立BLE无线信号模型。分析了常用的室内定位算法,研究了利用相位干涉法和多重信号分类法解算到达角的过程。其次,分析均匀线阵和均匀圆阵的测向误差,确定影响到达角精度的因素,并提出角度校正算法。在角度测量阶段,对于到达角估计精度随入射角增大而降低,并且在大角度范围内不易区分的问题,根据相位差波动与蓝牙通道相关的特性,提出一种基于随机森林(Random Forest,RF)和支持向量机(Support Vector Machine,SVM)多分类集成的校正算法。然后,针对原始测量信息中噪声较大、参数未知等问题,在三角定位原理的基础上设计了自适应扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)算法,对系统中的噪声特性进行估计,修正扩展卡尔曼滤波递推方程中的噪声参数。对于当前定位系统中标签位置坐标波动较大的问题,提出使用卡尔曼滤波算法和指数平滑算法相结合的方式对位置数据进行过滤。最后,搭建基于BLE到达角的室内定位系统,设计发送测向数据的硬件标签和软件模拟标签、BLE定位基站,开发了支持角度、位置坐标实时显示、数据存储及导出、轨迹绘制等功能的上位机软件。并且制定了测试方案验证系统性能,结果表明,在办公环境内,本系统的均方根误差为0.29m,95%的定位误差为0.50m;在空旷的展厅内,均方根误差为0.24m,95%的定位误差为0.40m;相对于传统蓝牙定位精度得到了较大提升。

基于物联网的生命体征数据采集系统软件平台研究

这是一篇关于医疗物联网,生命体征数据采集系统,BLE,SSM,时序数据库的论文, 主要内容为随着互联网信息化技术的迅速发展并向各行各业加速渗透,医疗与物联网相互结合,医疗自动化开始逐渐成为一种趋势。传统医院信息系统经过多年的发展,在国内的三甲医院中保持着很高的使用率,其主要功能是通过计算机软硬件以及网络通讯技术对医院的医疗活动数据进行采集、传输、存储和管理等,在很大程度上简化了医院的行政工作以及日常事务处理,提高了医院整体的工作效率。然而生命体征数据的自动化采集过程在医院信息系统中依旧属于薄弱环节,为了提高医护工作中生命体征数据采集的数据准确性,简化流程并提高效率,本文基于医疗物联网技术,研究了一套生命体征数据采集系统的IT解决方案,实现了医院无纸化查房以及床旁检验项目的信息采集,病人的生命体征数据采集由传统的手抄再转录系统,演进到手持无线移动设备自动录入的方式。本文针对基于物联网的生命体征数据采集系统的关键技术,在蓝牙数据采集仪器的基础上,研究了生命体征数据的采集、通讯、存储、管理、展示以及对接等过程的设计和实现,涉及的主要内容如下:基于医院现有的信息系统环境,对生命体征数据采集系统进行需求分析,设计了生命体征数据采集系统软件平台的总体架构与功能模块。首先介绍基于BLE低功耗蓝牙通讯技术和HTTP协议的生命体征数据采集过程的通讯原理,然后对数据库表进行逻辑分析设计,采用关系型数据库与时序数据库的并用模式,实现大数量级生命体征数据的存储管理工作。设计开发基于SSM框架的服务器架构和护士站管理系统,并介绍服务器与医院HIS系统的对接原理。最后对系统进行测试和性能分析,表明系统能够稳定正常运行,实现生命体征数据的自动化采集流程,并且在大数量级时序数据的存储方案上InfluxDB时序数据库要优于MySQL关系型数据库。本论文的创新点如下:1、生命体征数据采集系统软件平台采用数据模型、控制、视图分离的模式,每个部分相互独立,同时又相互联系、协调统一,在开发工作的效率方面有很大的提升,并且在后期维护方面也有很大的便利性。2、数据库采用关系型数据库与时序数据库并用的方式,关系型数据库存储系统的业务逻辑数据,时序数据库存储病人大数量级的生命体征数据。同时生命体征数据的大数据存储在大数据时代背景下很有医学研究意义,能够为人类的生物医学研究事业做出极大的贡献。

基于物联网的生命体征数据采集系统软件平台研究

这是一篇关于医疗物联网,生命体征数据采集系统,BLE,SSM,时序数据库的论文, 主要内容为随着互联网信息化技术的迅速发展并向各行各业加速渗透,医疗与物联网相互结合,医疗自动化开始逐渐成为一种趋势。传统医院信息系统经过多年的发展,在国内的三甲医院中保持着很高的使用率,其主要功能是通过计算机软硬件以及网络通讯技术对医院的医疗活动数据进行采集、传输、存储和管理等,在很大程度上简化了医院的行政工作以及日常事务处理,提高了医院整体的工作效率。然而生命体征数据的自动化采集过程在医院信息系统中依旧属于薄弱环节,为了提高医护工作中生命体征数据采集的数据准确性,简化流程并提高效率,本文基于医疗物联网技术,研究了一套生命体征数据采集系统的IT解决方案,实现了医院无纸化查房以及床旁检验项目的信息采集,病人的生命体征数据采集由传统的手抄再转录系统,演进到手持无线移动设备自动录入的方式。本文针对基于物联网的生命体征数据采集系统的关键技术,在蓝牙数据采集仪器的基础上,研究了生命体征数据的采集、通讯、存储、管理、展示以及对接等过程的设计和实现,涉及的主要内容如下:基于医院现有的信息系统环境,对生命体征数据采集系统进行需求分析,设计了生命体征数据采集系统软件平台的总体架构与功能模块。首先介绍基于BLE低功耗蓝牙通讯技术和HTTP协议的生命体征数据采集过程的通讯原理,然后对数据库表进行逻辑分析设计,采用关系型数据库与时序数据库的并用模式,实现大数量级生命体征数据的存储管理工作。设计开发基于SSM框架的服务器架构和护士站管理系统,并介绍服务器与医院HIS系统的对接原理。最后对系统进行测试和性能分析,表明系统能够稳定正常运行,实现生命体征数据的自动化采集流程,并且在大数量级时序数据的存储方案上InfluxDB时序数据库要优于MySQL关系型数据库。本论文的创新点如下:1、生命体征数据采集系统软件平台采用数据模型、控制、视图分离的模式,每个部分相互独立,同时又相互联系、协调统一,在开发工作的效率方面有很大的提升,并且在后期维护方面也有很大的便利性。2、数据库采用关系型数据库与时序数据库并用的方式,关系型数据库存储系统的业务逻辑数据,时序数据库存储病人大数量级的生命体征数据。同时生命体征数据的大数据存储在大数据时代背景下很有医学研究意义,能够为人类的生物医学研究事业做出极大的贡献。